DE3904518A1

DE3904518A1 - Gleichdruckentlastungsventil fuer kraftstoffeinspritzanlagen

Info

Publication number: DE3904518A1
Application number: DE19893904518
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Ritter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1989-02-15
Filing date: 1989-02-15
Publication date: 1990-08-23
Also published as: EP0383075A1; JPH02241974A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Gleichdruckent lastungsventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Derartige Gleichdruckentlastungsventile dienen dazu, vor jeder neuerlichen Kraftstofförderung von der Kraftstoffeinspritzpumpe zur Einspritzdüse hin in der Druckleitung stets die gleichen Druckvorausset zungen zu erhalten, und zwar unabhängig von der Motor drehzahl und der Last, d.h. unabhängig von der Kraft stoffördergeschwindigkeit und der Fördermenge, insbe sondere auch für große Mengen pro Zeiteinheit, wie bei Vollast. Vor allem soll während der Spritzpausen durch den Druckabbau in der Leitung auf einen stets gleichbleibenden Standdruck zwischen Entlastungsventil und Einspritzdüse ein Nachspritzen von Kraftstoff in den Brennraum beispielsweise aufgrund von Druck wellen unterbunden werden.

Um einen solchen gleichbleibenden Standdruck vor der Einspritzdüse während der Einspritzpausen zu erhalten, muß die Öffnungskraft bei allen für eine Serie gefertigten Ventilen gleich sein, und es muß auch dieser durch die Entlastung erzielte Standdruck noch nach längerer Betriebsdauer unverändert erhalten bleiben, da eine sehr feine Abstimmung zwischen dem Einspritzdüsenöffnungsdruck und diesem Standdruck, insbesondere wegen des exakten Spritzbeginns, vorhanden ist. Derartige Änderungen des Entlastungsdrucks ergeben sich beispielsweise durch Verändern der Federkraft, nachdem sich beispielsweise nach längerem Betrieb das bewegliche Ventilglied in den Ventilsitz einge schlagen hat und dadurch der Federweg verlängert wird oder daß sich bereits bei der Fertigung durch natürliche bei spanabhebender Bearbeitung sich ergeben der Toleranzunterschiede (Werkzeugabnutzung und dgl.) auch Unterschiede in den Abständen zwischen Federwider lager und beweglicher Ventilgliedauflage ergeben. Bereits geringe Wegunterschiede ergeben bei gleicher Feder erhebliche Öffnungsdruck- bzw. Schließdruckunter schiede des Ventils und damit unterschiedliche Stand drücke. Da es sich fast immer um Mehrzylinderbrenn kraftmaschinen handelt, kann so bei einem Motor in jeder der Druckleitungen ein anderer Standdruck ent stehen. Durch veränderte Spritzzeitpunkte ergeben sich unterschiedliche Qualitäten der Verbrennung mit unnötig hohem Kraftstoffverbrauch und unnötig hohem Anteil an Schadstoffen im Abgas. Für die Qualität der Einspritzung hat deshalb das Gleichdruckentla stungsventil eine außerordentliche Bedeutung.

Bei einem bekannten Gleichdruckentlastungsventil der gattungsgemäßen Art (EP-OS 01 43 296) wird das Entlastungsventilglied bei der Druckentlastung durch den zwischen Gleichdruckentlastungsventil und Ein spritzdüse befindlichen Kraftstoff nach Einspritzende entsprechend entgegen der Kraft der Schraubenfeder geöffnet, um für den Druckausgleich den Kraftstoff zurückströmen zu lassen. Hierbei besteht das Sitzteil des Entlastungsventils aus hartem Material, um zu verhindern, daß eine ungewünschte Abnutzung während des Betriebs stattfindet und sich dadurch die wirksame Hublänge der Schraubenfeder ändert. Der Ventilglied körper ist üblicherweise auch aus hartem Material gemacht, um ebenfalls gegenüber dem auch harten Druck ventilkörper einen langfristigen Einsatz zu ermög lichen. Um das Sitzteil an dem Ventilgliedkörper durch radiale Verformung der Gehäusehülse befestigen zu können, ist Letztere in ihrem Endbereich weich ausgebildet. Dies erfordert einen zusätzlichen Arbeits gang, beispielsweise Weichglühen, wobei die Gefahr besteht, daß hierdurch zusätzliche Fertigungstoleranzen auftreten.

Bei einem anderen bekannten Gleichdruckentlastungs ventil (DE-OS 38 07 572) ist die Gehäusehülse ein stückig mit dem Sitzteil des Entlastungsventils aus gebildet und es ist der dem gehärteten Ventilglied körper zugewandte Endabschnitt der Gehäusehülse durch radiales Verformen an diesem befestigt. Auch hier besteht das gleiche Problem wie bei dem gattungsgemäßen Gleichdruckentlastungsventil, daß nämlich der radial zu verformende Abschnitt der Gehäusehülse aus weichem Material bestehen muß und somit bei der Herstellung die obengenannten zusätzlichen Arbeitsgänge erforder lich sind.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Gleichdruckentlastungsventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Herstellung derartiger Gleichdruckentlastungsventile wesentlich vereinfacht werden kann, bei gleichzeitiger Verbes serung der Qualität bzw. Sicherstellung der Qualität bei der Fertigung.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist am Ventilgliedkörper eine Stufe als axialer An schlag für die Gehäusehülse und in der Gehäusehülse eine Schulter als axialer Anschlag für das Sitzteil vorhanden. Erfindungsgemäß kann somit, wenn der Ventil gliedkörper und das Setzteil über die Gehäusehülse einschließlich Entlastungsventilglied und Schrauben feder zusammenmontiert sind, durch Einrollen der Gehäusehülse in entsprechende Hinterschnitte des Ventilgliedkörpers und nach Einbördeln des anderen Endes der Gehäusehülse über das Ende des Sitzteils eine formschlüssige Verbindung zwischen Ventilglied körper und Sitzteil hergestellt werden.

Da bekanntlich während der Fertigung durch wenn auch geringe Änderungen bei der Härtung die Schraubenfedern unterschiedliche Kräfte bei gleichem Hub aufweisen, sind erfindungsgemäß zur exakten Einstellung der Öffnungskraft des Entlastungsventils nach Vorwahl unterschiedlich dicke Unterlegscheiben zwischen die Schraubenfeder und deren Auflagefläche einlegbar. Hierdurch ist es möglich, auch feine Toleranzunter schiede oder Unterschiede in der Federkraft zu korri gieren, da die einzelnen Federlängen sowie Federkräfte und sonstigen Produktmaße sehr genau meßbar sind, um dann in an sich bekannten Auswahl/Sortierverfahren die hergestellten Teile so einander zuzuordnen und auszusortieren, daß ein äußerst exakter Öffnungs- und Schließdruck der einzelnen Gleichdruckentlastungs ventile erzielbar ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Hub des Entlastungsventilgliedes durch einen innerhalb der Schraubenfeder angeordneten Anschlagbolzen bestimmbar, wobei sich dieser Anschlag bolzen auf der dem Entlastungsventilglied abgewandten Seite an einer Bodenfläche einer den Anschlagbolzen einseitig aufnehmenden Sackbohrung des Ventilglied körpers abstützt. Aufgrund der Hubbegrenzung des Entlastungsventilgliedes öffnet dieses nur soweit, wie es unbedingt notwendig ist, und zwar bei jedem Einspritzzyklus um den gleichen Hub. Dadurch ist es möglich, den Standdruck über der Drehzahl annähernd konstant zu halten. Vorteilhafterweise wird hierbei die Schraubenfeder ebenfalls nur um diesen bestimmten Hub zusammengeschoben, so daß stets die gleiche Schließkraft vorhanden ist. Außerdem kann durch die Hubbegrenzung der damit bestimmte maximale Öffnungs querschnitt als Drossel wirken, so daß das Entlastungs ventil als Angleichventil wirkt, bei welcher Funktion mit zunehmender Drehzahl und entsprechend abnehmender Förderzeit nur ein Teil des Kraftstoffes zurückströmen kann, mit dem Effekt eines veränderten Spritzbeginn zeitpunktes, also mit zunehmender Drehzahl früherem Spritzbeginn. Bei den bekannten ohne eine derartige Hubbegrenzung arbeitenden Gleichdruckentlastungs ventilen ändert sich der Öffnungshub des Entlastungs ventilgliedes mit der rückströmenden Menge, so daß sich entsprechend der Federcharakteristik die Schließ kraft auch ändert, was zu geringen Unterschieden in der Gleichdruckwirkung führen kann. Dieser zwar nur geringe aber doch vorhandene Nachteil wirkt sich vor allem drehzahl- sowie lastabhängig aus.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Anschlagbolzen abgestuft, wobei die dadurch gebildete Schulter als Auflagefläche für die Schrauben feder dient. Auf diese Weise wird der Bolzen fest auf die ihm zugeordnete Bodenfläche des Ventilglied körpers gepreßt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zur Hubeinstellung zwischen Anschlagbolzen und Boden fläche im Ventilgliedkörper Scheiben unterschied licher Dicke einlegbar. Bekanntlich ergeben sich bei der Fertigung von Schraubenfedern und auch Dreh teilen durch Federsetzen und Werkzeugabnutzungen Maßabweichungen in Hubrichtung, die ausgeglichen werden müssen, so daß vor dem Zusammenbau eines solchen Druckventils die Längenabweichungen der einzelnen, vorher vermessenen Teile entsprechend durch diese Scheiben unterschiedlicher Dicke ausgeglichen werden können. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der zwischen dem Sitzteil des Entlastungsventils und dem Ventilgliedkörper vorhandenen Teile und der mit diesen zusammenwirkenden Hülse wird die Fertigung entsprechend vereinfacht. So wird durch das Einlegen von Unterlegscheiben eine zusätzliche spanabhebende Bearbeitung des Anschlagbolzens vermieden, und es können sowohl der Öffnungsdruck als auch der Öffnungs hub unabhängig voneinander eingestellt werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfin dung ist im Längsschnitt in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein Druckventilglied 1 arbeitet mit einem Druckventil körper 2 zusammen, wobei der Hochdruckstrom in Richtung des Pfeiles I erfolgt, hingegen der Entlastungsstrom in Richtung des Pfeiles II. Das Druckventilglied 1 ist durch eine Druckventilfeder 3 in Schließrichtung belastet. Hierfür greift die Druckventilfeder an einer Schulter 4 des Druckventilgliedes 1 an.

Das Druckventilglied 1 weist einen Ventilgliedkörper 5 auf, an dem eine Stufe 8 als axialer Anschlag für eine Gehäusehülse 6 angeordnet ist. Innerhalb der Gehäusehülse 6 ist ein Anschlagbolzen 7 eingesetzt, der stufenförmig ausgebildet ist, wodurch eine Schulter als Auflagefläche 10 für eine Schraubenfeder 9 des Entlastungsventils gebildet wird. Diese Schraubenfeder 9 greift andererseits an einem beweglichen Entlastungs ventilglied 11 an, dessen Hub III durch den Anschlag bolzen 7 begrenzt ist. Der Ventilsitz des Entlastungs ventils ist an einem Sitzteil 12 angeordnet, das an der Gehäusehülse 6 befestigt ist.

Der Entlastungsstrom II strömt über eine Bohrung 13 des Sitzteils 12 und vorbei am Entlastungsventil 11 in das Innere der Gehäusehülse 6 und von dort über im Anschlagbolzen 7 verlaufende Bohrungen 14 in eine zentrale Bohrung 15 des Ventilgliedkörpers 5.

Die Gehäusehülse 6 ist unter Anlage an der Stufe 8 mit einem erweiterten Abschnitt 16 über den Ventil gliedkörper 5 geschoben und dort radial in eine Ringnut 17 zur Befestigung an dem Ventilgliedkörper 5 gerollt. Die Gehäusehülse 6 besteht aus einem weicheren und damit gut rollbaren Material, da sie unmittelbar keiner mechanischen Beanspruchung unterliegt. Auch das Sitzteil 12 des Entlastungsventils ist durch Verformen der Gehäusehülse 6 eingespannt, indem deren freies Ende 18 das Sitzteil 12 an seiner oberen Kante umgreifend festhält und dazu umgebördelt ist. Um dem Sitzteil 12 eine entsprechende Auflage zu geben, ist die Gehäusehülse 6 in diesem Bereich erweitert, wobei sich eine als Auflage dienende Schulter 19 bildet.

Um die erforderliche Justierung vornehmen zu können, sind zwischen Schraubenfeder 9 und Auflagefläche 10 des Anschlagbolzens 7 Unterlegscheiben 21 unter schiedlicher Dicke einlegbar. Hierdurch ist der Öff nungsdruck des Entlastungsventils bestimmbar. Aber auch der Öffnungshub III wird hier durch Unterleg scheiben 22 bestimmt, die zwischen die untere Stirn seite des Anschlagbolzens 7 und eine gegenüberliegende Bodenfläche 23 einlegbar sind, nämlich der Bodenfläche 23 einer Sackbohrung 24 des Ventilgliedkörpers 5, deren Durchmesser in etwa dem größeren Durchmesser des Anschlagbolzens 7 entspricht.

Bei der Herstellung dieses Druckventilgliedes 1 wird zuerst das Sitzteil 12 unverrückbar in die Gehäusehülse 6 eingebördelt. Danach werden das Entlastungsventil glied 11 und die Schraubenfeder 9 in die Gehäusehülse 6 eingesetzt. Entsprechend dem erforderlichen Öffnungs hub III wird dann in die Sackbohrung 24 die Unterleg scheibe 22 eingelegt, auf die dann der Anschlagbolzen 7 gesetzt wird und auf den dann entsprechend dem erforderlichen Öffnungsdruck eine Unterlegscheibe 21 aufgeschoben wird. Danach wird zur Fertigstellung des Druckventilgliedes 1 die Gehäusehülse 6 mit ihrem erweiterten Abschnitt auf den Ventilgliedkörper 5 geschoben und durch Einrollen an der Stelle 16 in die Ringnut 17 an dem Ventilgliedkörper 5 befestigt. Dabei ist wegen der erforderlichen Dichtheit auf feste Anlage an der Stufe 8 zu achten.

Statt einer Einrollung im Mantelbereich kann auch das Ende der Gehäusehülse in eine Nut eingerollt werden, wobei vorteilhafterweise die von der Hülse nach dem Einrollen teilweise abgedeckte Ringnutfläche schräg nach innen verläuft, um ein günstiges Verhältnis der Einspannkräfte bzw. Dichtkräfte zu erhalten.

Bezugszahlenliste

1 Druckventilglied
2 Druckventilkörper
3 Druckventilfeder
4 Schulter von 6
5 Ventilgliedkörper
6 Gehäusehülse
7 Anschlagbolzen
8 Stufe an 5
9 Schraubenfeder
10 Auflagefläche (der Schulter an 7)
11 Entlastungsventilglied
12 Sitzteil
13 Bohrung
14 Bohrungen
15 zentrale Bohrung
16 erweiterter Abschnitt von 6
17 Ringnut
18 freies Ende von 6
19 Schulter
21 Unterlegscheiben
22 Unterlegscheiben
23 Bodenfläche
24 Sackbohrung
I Pfeil
II Pfeil
III Hub

Claims

1. Gleichdruckentlastungsventil für den Einbau zwi schen Einspritzpumpendruckraum und Einspritzdüse eines Kraftstoffdruckkanals einer Einspritz anlage für Brennkraftmaschinen,

- mit einem gegen die Kraft einer Druckventilfeder in Förderrichtung öffnenden und mit seinem Ventilgliedkörper mit einem Druckventilsitz eines Druckventilkörpers zusammenwirkenden Druckventilglied,
- mit einem den Kraftstoffdruckkanal stromab und stromauf des Druckventilsitzes verbindenden und im Druckventilglied verlaufenden Entlastungs kanal,
- mit einem den Entlastungskanal steuernden, entgegen der Förderrichtung öffnenden und ein Entlastungsventilglied aufweisenden Entlastungs ventil,
- mit einer den Öffnungsdruck des Entlastungs ventils mitbestimmenden, einerseits am Ent lastungsventilglied angreifenden und andererseits an einer dem Entlastungsventilglied gegenüber liegenden Auflagefläche sich abstützenden Schrau benfeder,
- mit einem den Ventilsitz des Entlastungsventil glieds tragenden Sitzteil und
- mit einer am Ventilgliedkörper des Druckventil glieds angeordneten Gehäusehülse, deren freies Ende zur Befestigung des Sitzteils am Ventil gliedkörper radial verformt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusehülse (6) auf der dem Ventilgliedkörper (5) zugewandten Seite an diesem ebenfalls durch radiales Verformen befestigt ist, wobei der Ventilgliedkörper (5) und das Sitzteil (12) aus hartem Material bestehen, während die Gehäusehülse (6) aus weicherem, de formierbarem Material besteht.

2. Gleichdruckentlastungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventilgliedkörper (5) eine Stufe (8) als axialer Anschlag für die Gehäusehülse (6) und in der Gehäusehülse (6) eine Schulter (19) als axialer Anschlag für das Sitzteil (12) vorhanden ist.

3. Gleichdruckentlastungsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse hülse (6) durch Einrollen in eine entsprechende Nut (17) oder durch Umbördeln über entsprechende Kanten des Ventilgliedkörpers (5) bzw. des Sitz teiles (12) mit diesem verbunden ist.

4. Gleichdruckentlastungsventil nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungskraft des Entlastungsventils durch Unterlegscheiben (21) bestimmbar ist, die zwischen die Schraubenfeder (9) und einer der zugeordneten Auflageflächen (10) einlegbar sind.

5. Gleichdruckentlastungsventil nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub (III) des Entlastungsventilgliedes (11) durch einen innerhalb der Schraubenfeder (9) angeordneten Anschlagbolzen (7) bestimmbar ist und daß sich dieser Anschlagbolzen (7) auf der dem Entlastungsventilglied (11) abgewandten Seite an einer Bodenfläche (23) einer den Anschlag bolzen (7) einseitig aufnehmenden Sackbohrung (24) des Ventilgliedkörpers (5) abstützt.

6. Gleichdruckentlastungsventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagbolzen (7) abgestuft ist und daß die dadurch gebildete Schulter als Auflagefläche (10) zur Abstützung der Schraubenfeder (9) dient.

7. Gleichdruckentlastungsventil nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Öffnungshubes (III) des Ent lastungsventils zwischen Anschlagbolzen (7) und der ihm gegenüberliegenden Bodenfläche (23) im Ventilgliedkörper (5) Scheiben (22) unterschied licher Dicke einlegbar sind.