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Nembraneinspritzventil für Verbrennungskraftmaschinen, Öfen u. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Membraneinspritzventil für Verbrennungskraftmaschinen,
öfen u. dgl., bei dem die Einspritzöffnung im Ruhezustand durch eine federnde, ringsum
am Rande befestigte Membran abgesperrt ist, die durch ihre eigene Federung gegen
einen festen Teil anliegend gehalten, beim Hineinpressen der Flüssigkeit unter Druck
aber zurückgebogen wird und den Durchgang der Flüssigkeit gestattet. Bei
den
bekannten Ventilen dieser Art wird die Flüssigkeit, die zerstäubt werden soll, durch
Kanäle zugeführt, die in der Nähe des Umkreises der Membran münden, während die
Einspritzöffnung in der Mitte oder gerade gegenüber der Mitte der Membran angebracht
ist. Bei einem solchen Ventil werden sich daher die Flüssigkeitsteilchen beim Einspritzen
in radialer Richtung nach innen gegen die Mitte der Membran zu bewegen und hier
mit großer Geschwindigkeit gegeneinandersteflen, was leicht eine Tropfenbildung
der Flüssigkeit zur Folge haben kann, so daß die gewünschte Zerstäubung nur unvollständig
erreicht wird.
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Gemäß der Erfindung wird nun eine vollkommenere Zerstäubung dadurch
erzielt, daß die Flüssigkeit auf ihrem Wege nach der öffnung gezwungen wird, Kanäle
zu durchfließen, die in bezug auf die Radien der Membran eine derart schräge Richtung
haben, daß der Flüssigkeit dadurch eine kreisende Bewegung erteilt wird. Hierdurch
wird erreicht, daß sich die verschiedenen Flüssigkeitsteilchen in nebeneinanderliegenden
Bahnen bewegen, die einander nicht kreuzen, so daß die Flüssigkeitsteilchen nicht
gegeneinan.lerstoßen. Hierdurch wird die Bildung von Tropfen an oder in der Einspritzöffnung
verhindert. Diese Kanäle können hierbei zweckmäßig in der Form von Rillen in der
der Membran zugekehrten Seite des festen Widerlagers ausgeführt sein, es steht aber
natürlich nichts im Wege, die die Kanäle bildenden Rillen in der Membran selbst
oder sowohl in der Membran wie in dein festen Widerlager anzubringen.
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Die Erfindung umfaßt ferner eine Vorrichtung zum Herbeiführen einer
verbesserten Dichtung zwischen der Membran und dein festen Widerlager. Bei den bekannten
Einspritzventilen ist die Membran nur an dein Rande und in der Mitte unterstützt,
während der weitaus größte Teil ihrer Fläche freitragend ist. Wenn nun ein solches
Ventil in eine Verbrennungskraftmaschine mit hoher Verdichtung eingesetzt wird,
so kann der auf die Membran wirkende Verdichtungsdruck leicht eine nicht gewünschte
Formänderung derselben bewirken, so daß die erforderliche Dichtung zwischen der
Membran und dem festen Widerlager nicht mehr erreicht wird. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß die der Membran zugekehrte
Seite des festen Widerlagers so gestaltet ist, daß die Membran mit dem größeren
Teile ihrer federnden Fläche sich an dieselbe anlegen kann. Dies ist natürlich besonders
wichtig, wenn man dünne Membranen verwendet.
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Ferner ist die Membran gemäß der Erfin-Jung zwischen zwei Teilen eingespannt,
die so eingerichtet sind, daß sie bei dem Festspannen der Membran nicht gegeneinander
gedreht, sondern nur gegeneinander verschoben werden. Hierdurch erreicht man, daß
die nicht kontrollierbaren Torsions3pannungen vermieden werden, die entstehen, wenn
die Membran zwischen zwei zusammengeschraubten Teilen befestigt wird, und die für
die dünne Membran leicht sehr gefährlich werden können. Endlich sind bei dem vorliegenden
Einspritzventil (abweichend von der Anordnung bei den bekannten Ventilen) die Bohrungen,
durch welche die einzuspritzende Flüssigkeit zugeführt wird, so angebracht, daß
der durch die plötzliche Änderung der Bewegungsrichtung der Flüssigkeit entstehende
Reaktionsdruck auf die Membran nicht deformierend wirken kann, sondern von einem
der zum Festspannen der Membran dienenden Teile aufgeommen wird.
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Auf der Zeichnung ist als Beispiel eine Ausführungsform der Erfindung
dargestellt. Abb. i zeigt das Membraneinspritzventil im Längsschnitt, Abb. 2 die
der Membran zugekehrte Seite des festen Widerlagers mit den darin angebrachten Rillen,
welche die Zuflußkanäle für die Flüssigkeit bilden.
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Auf der Zeichnung bezeichnet i einen Teil der Wand des Raumes, in
welchen die Flüssigkeit eingespritzt werden soll, und 2 das äußere Gehäuse dies
Einspritzveatils, welches in diese Wand eingesetzt ist. Die Flüssigkeit wird durch
das Rohr 3 zugeführt, das an dem Gehäuse 2 mittels Muffe 4. und Mutter q# befestigt
ist. 5 ist das feste Widerlager, gegen welches die Membran im Ruhezustand anliegen
soll, und 6 die Membran, die mit ihrem Rande zwischen dem Widerlager 5 und einem
Flansch 2' des Gehäuses) 2 eingespannt cst. In dem Widerlager 5 ist eine Mehrzahl
von Kanälen 7 zur Zuführung der Flüssigkeit angebracht, die dann durch die Kanäle
8 nach der Einspritzöffnung in der Mitte der Membran geleitet wird.
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Die Kanäle 8, die sich natürlich nicht ganz bis an die Einspritzöffnung
9 erstrecken dürfen, haben, wie aus Abb. 2 hervorgeht, in Bezug auf die Radien der
Membran eine schräge Richtung, so daß der Flüssigkeit auf ihrem Wege nach innen
gegen die öffnung 9 eine kreisende Bewegung erteilt wird.
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Bei der dargestelltenAusführungsform sind die Kanäle in der Form von
Rillen in der der Membran zugekehrten Seite des festen Widerlagers 5 ausgeführt.
Die Rillen können aber auch, wenn erwünscht, ganz oder teilweise in der Membran
selbst ausgespart sein, ohne daß dadurch an der Wirkung etwas geändert würde.
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Ferner ist es klar, daß die Anzahl, die Abmessungen
und
die Neigung der Rillen gegen die Radien je nach den vorhandenen Umständen der Beschaffenheit
der Flüssigkeit usw. geändert werden können. Die schrägen Rillen 8 münden mit ihren
inneren Enden in eine gemeinsame ringförmige Rille io, in welcher die Flüssigkeit
ihre kreisende Bewegung fortsetzen kann. Die Rille io liegt, wie aus Abb. i hervorgaht,
unmittelbar rings um die Öffnung 9, so daß die Flüssigkeit die ihr von den schrägen
Rillen 8 erteilte kreisende Bewegung beibehält, auch wenn sie durch die Öffnung
9 in den Raum, in welchem sie zerstäubt werden soll hineinkommt. Hierdurch vermeidet
man, daß die Flüssigkeit sich an oder in der Einspritzöffnung 9 zu Tropfen ansammelt.
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Abb. i zeigt auch die.Möglichkeit, die der Membran zugekehrte Seite
des festen Widerlagers 5 so zu gestalten, daß die Membran sich mit dem größeren
Teile ihrer federnden Fläche gegen das Widerlager 5 anlegen kann, so daß der in
dem Raum unterhalb der Membran :gegebenenfalls herrschende Verdichtungsdruck keine
nicht gewünschte Formänderung der Membran bewirken kann.
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Die Membran 6 ist mit ihrem Rande zwischen den beiden Teilen 5 und
21 eingespannt, welche bei der Festspannung nicht gedreht, sondern nur gegeneinander
verschoben werden, worauf der Teil 5 durch Anziehen der Mutter 411 festgelegt wird.
Hierdurch wird verhindert, daß in der Membran Torsionsspannungen entstehen, welche
für ihren Bestand leicht schädlich werden könnten.
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Abb. i zeigt schließlich auch, daß die Bohrungen 7 im Widerlager 5
so angebracht sind, daß ihre Mündungen gegen diejenigen Teile der Membran gerichtet
sind, die von dem Flansch 21 unterstützt sind. Hierdurch wird gewährleistet, daß
der durch die plötzliche Änderung der Bewegungsrichtung der Flüssigkeit beim Übergang
von den Kanälen 7 in die Rillen 8 entstehende Reaktionsdruck auf die Membran nicht
deforrriierend wirken kann, sondern von dem genannten Flansch aufgenommen wird.
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Durch alle diese Einzelheiten wird es möglich, eine dünne und leicht
bewegliche Membran anzuwenden und eine gute Zerstäubung der Flüssigkeit zu erreichen.