DE4312857A1 - Druckregler für Kraftstoff-Einspritzanlagen - Google Patents
Druckregler für Kraftstoff-EinspritzanlagenInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Druckregler nach der Gattung des
Hauptanspruchs.
Aus EP-A-0 491 522 ist schon ein solcher Druckregler für Kraft
stoff-Einspritzanlagen von Ottomotoren für die Anordnung in oder an
einem Kraftstoff-Vorratsbehälter bekannt. Dieser Druckregler zeich
net sich dadurch aus, daß er unmittelbar abströmseitig einer im Vor
ratsbehälter angeordneten Kraftstoffpumpe angeordnet ist, so daß von
der Pumpe im Überschuß geförderter Kraftstoff mittels des Überström
ventils auf kurzem Wege in den Vorratsbehälter zurückgeführt werden
kann. Hierdurch ist auf einfache Weise erreicht, daß lediglich der
zur Verbrennung im Ottomotor bestimmte Teil des geförderten Kraft
stoffs vor der Abgabe in ein Verteilerrohr der Einspritzanlage einer
Filterung unterzogen werden muß. Das Überströmventil ist bei dieser
bekannten Ausführungsform als Sitzventil ausgebildet, dessen Ventil
sitz ein axialer Bund des Rohres und dessen membranbetätigtes
Schließglied ein gleichachsig auf dem Rohr geführter, mehrteiliger
Halter mit einer elastischen Dichtplatte ist. Eine derartige Ausge
staltung des Überströmventils ist relativ aufwendig. Auch im
übrigen weist der Druckregler einen komplizierten Aufbau aus zahl
reichen Blechformteilen auf, was erhebliche Kosten für Herstellen
und Fügen der Teile hervorruft.
Der erfindungsgemäße Druckregler mit dem kennzeichnenden Merkmal des
Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sich das Überström
ventil als außerordentlich einfache Bauform mit nur einem bewegten
Bauteil in Form des Schiebers auszeichnet. Dabei ist der unvermeid
liche Spalt zwischen dem Schieber und dem Rohr während der Kraft
stofförderung nicht nachteilig, da überschüssiger Kraftstoff ohnehin
zum Vorratsbehälter abgesteuert werden muß.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Druckreglers möglich.
Besonders vorteilhaft ist die Weiterbildung nach Anspruch 4, weil
hierdurch auf einfache und sichere Weise der Druck im abströmseiti
gen Teil der Einspritzanlage über einen längeren Zeitraum gehalten
und ein Zurückfließen heißen Kraftstoffs aus dem Verteilerrohr
zurück in den Kraftstoff-Vorratsbehälter mit der umweltbelastenden
Folge verdampfenden Kraftstoffs vermieden werden kann.
Darüber hinaus wird durch die Maßnahme gemäß Anspruch 5 erreicht,
daß auch die Verbindung zur Kraftstoffpumpe sicher abgesperrt ist,
so daß dort gegebenenfalls ein als Rückschlagventil ausgebildetes
Auslaßventil eingespart werden kann.
Ebenfalls vorteilhaft ist auch die Ausgestaltung nach Anspruch 7,
weil hierdurch auf einfache Weise Zug- und Druckkräfte vom Boden und
vom ersten Gehäuseteil auf das Rohr übertragen werden. Ein Ausbeulen
der Stirnwand des ersten Gehäuseteils durch den Druck des Kraft
stoffs ist dadurch weitgehend vermieden.
Von Vorteil ist ferner die Ausgestaltung nach Anspruch 9, weil
einerseits mit dem Aufschraubvorgang des zweiten Gehäuseteils auf
das Rohr die den Einstellpunkt des Druckreglers bestimmende Vorspan
nung der Druckfeder auf einfache Weise eingestellt und andererseits
die Einstellung dauerhaft durch die Stoffschlußverbindung gesichert
wird. Darüber hinaus ist auch hier eine Ableitung von durch die
Druckfeder hervorgerufenen Kräften auf das Rohr erzielt.
Im übrigen ergeben sich durch die Maßnahme nach Anspruch 10 aufgrund
von auf das Fügeverfahren abgestimmter Werkstoffwahl erhebliche
Kostenvorteile bei der Fertigung des Druckreglers.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckreglers ist in
der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert.
Der in der Zeichnung im Halbschnitt dargestellte Druckregler 1 für
Kraftstoff-Einspritzanlagen von Ottomotoren hat ein dosenförmiges
Gehäuse 2 mit einem oberen, ersten Gehäuseteil 3 und einem unteren,
zweiten Gehäuseteil 4. Durch eine am Außenrand fest eingespannte
Membran 5 ist der Innenraum des Gehäuses 2 in eine obere, erste Kam
mer 6 und in eine untere, zweite Kammer 7 unterteilt.
Mit der vertikal verlaufenden Längsachse des Gehäuses 2 zusammenfal
lend greift in dieses ein die zweite Kammer 7 durchdringendes Rohr
10 für die Zufuhr von Kraftstoff unter Druck in die erste Kammer 6
ein. Das Rohr 10 ist an seinem aus dem zweiten Gehäuseteil 4 ragen
den Abschnitt als Stutzen 11 für den Anschluß an eine nicht darge
stellte, in einem Kraftstoff-Vorratsbehälter angeordnete Kraftstoff
pumpe ausgebildet. Im Bereich der ersten Kammer 6 endet das die
Membran 5 mittig durchdringende Rohr mit Abstand zu einer Stirnwand
12 des ersten Gehäuseteils 3.
In der ersten Kammer 6 ist zwischen dem Rohr 10 und einer umfangs
seitigen Außenwand 13 des ersten Gehäuseteils 3 ein rechtwinklig zur
Längsachse verlaufender Boden 14 eingefügt. Der Boden 14 hat einen
dem Durchmesser des ersten Gehäuseteils 3 entsprechenden Durchmes
ser; er ist an der von der Stirnwand 12 abgewandten Stirnseite der
Außenwand 13 mit dem ersten Gehäuseteil 3 kraftstoffdicht verbunden.
Der Boden 14 hat mittig einen hülsenförmigen Fortsatz 15, in dem von
der Seite der zweiten Kammer 7 her das Rohr 10 dicht aufgenommen
ist. Der Fortsatz 15 erstreckt sich gegen die Stirnwand 12 des
ersten Gehäuseteils 3. Mit dieser ist der Fortsatz 15 des Bodens 14
unter Belassen von Durchbrüchen 16 für den Durchtritt von Kraftstoff
verbunden.
In der ersten Kammer 6 des Gehäuses 2 ist ein sich zwischen der
Stirnwand 12 des ersten Gehäuseteils 3 und dem Boden 14 erstrecken
der, ringförmiger Filterkörper 19 aufgenommen. Dieser trennt einen
zuströmseitigen, ersten Kammerteil 20 von einem abstromseitigen,
zweiten Kammerteil 21 der ersten Kammer 6. Der erste Kammerteil 20
steht mit den Durchbrüchen 16 in Verbindung; der zweite Kammerteil
21 hat einen Auslaß 22 in einem Stutzen 23 für den Anschluß an ein
nicht dargestelltes Verteilerrohr der Kraftstoff-Einspritzanlage.
Außerdem ist der zweite Kammerteil 21 durch mehrere Öffnungen 24 im
Boden 14 mit einem von diesem sowie der Membran 5 begrenzten, drit
ten Kammerteil 25 der ersten Kammer 6 verbunden.
Für die Befestigung der Membran 5 an ihrem Außenrand ist ein Halte
ring 28 vorgesehen. Die Membran 5 ist zwischen dem Boden 14 und dem
mit dem Boden stoffschlüssig verbundenen Haltering 28 durch ent
sprechende Profilierung der einander zugewandten Stirnseiten beider
Teile form- und kraftschlüssig geklemmt. Mit ihrem Innenrand ist die
Membran 5 zwischen einem radial vorspringenden Bund 29 eines auf dem
Rohr 10 aufgenommenen, hülsenförmigen Schiebers 30 und einer Ring
scheibe 31 dicht eingespannt. Die Ringscheibe 31 ist durch Schälnie
tung mit dem Schieber 30 verbunden. Auf der von der Membran 5 abge
wandten Seite des Bundes 29 greift eine im zweiten Gehäuseteil 4 mit
Vorspannung aufgenommene Druckfeder 32 an. Die Druckfeder 32 hält
den Schieber 30 stirnseitig in Anlage an einem O-Ring 33, welcher in
einer membranseitig das Rohr 10 konzentrisch umgebenden Nut 34 des
Bodens 14 aufgenommen ist.
Der mit geringem radialen Spiel auf dem Rohr 10 längsbewegbar ange
ordnete Schieber 30 dient als membranbetätigtes Schließglied eines
Überströmventils 37, mit dem Kraftstoff aus dem Rohr 10 in die
zweite Kammer 7 absteuerbar ist. Das als Schieberventil ausgebildete
Überströmventil 37 hat rohrseitig eine Steuernut 38, welche durch
radial verlaufende Bohrungen 39 mit dem Rohrinneren in Verbindung
steht. Die Steuernut 38 wirkt mit einer in die zweite Kammer 7 ein
mündenden Steueröffnung 40 des Schiebers 30 in Form einer radialen
Bohrung zusammen.
Der die zweite Kammer 7 einschließende zweite Gehäuseteil 4 ist mit
einem gleichachsig zum Rohr 10 verlaufenden, stutzenförmigen
Abschnitt 43 zur Aufnahme des Druckreglers 1 in oder an einem Kraft
stoff-Vorratsbehälter versehen. Bodenseitig ist der Abschnitt 43 mit
mehreren Überlauföffnungen 44 zur Abgabe des in die zweite Kammer 7
abgesteuerten Kraftstoffs in den Vorratsbehälter ausgestattet. Der
Abschnitt 43 des zweiten Gehäuseteils 4 steht mit einem
Gewindeabschnitt 45 des Rohres 10 in Verbindung, während eine
Mantelwand 46 des zweiten Gehäuseteils 4 den Boden 14 sowie die
Außenwand 13 des ersten Gehäuseteils 3 umfangsseitig übergreift. In
diesem Bereich sind die erwähnten Bauteile stoffschlüssig dicht mit
einander verbunden.
Der Druckregler 1 ist außerdem am Übergang vom Rohr 10 in die erste
Kammer 6 mit einem Rückschlagventil 49 ausgestattet. Dieses hat ein
Schließglied 50 in Form einer Kugel und einen vom Endabschnitt des
Rohres 10 gebildeten Ventilsitz 51. Das Schließglied 50 ist von
einer an der Stirnwand 12 des ersten Gehäuseteils 3 abgestützten
Schließfeder 52 in Schließrichtung belastet.
Der Zusammenbau des Druckreglers 1 erfolgt in den wesentlichen
Schritten:
- 1. Das Rohr 10 wird beim Spritzgießen des aus einem thermoplasti schen Kunststoff bestehenden Bodens 14 mit dem Fortsatz 15 ver bunden.
- 2. Der Filterkörper 19 sowie die Teile des Rückschlagventils 49 werden eingelegt, und der Boden 14 wird mit dem ebenfalls aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden ersten Gehäuseteil 3 durch Ultraschallschweißen verbunden.
- 3. Die Membran 5 wird am Schieber 30 befestigt.
- 4. Der O-Ring 33 wird in die Nut 34 des Bodens 14 eingefügt, und der Schieber 30 mit der Membran 5 wird auf das Rohr 10 aufge schoben.
- 5. Die Membran 5 wird am Außenrand durch Ultraschallschweißen des Halteringes 28 aus thermoplastischem Kunststoff am Boden 14 befestigt.
- 6. Die Druckfeder 32 wird auf den Schieber 30 gesteckt.
- 7. Das zweite Gehäuseteil 4 wird mit seinem stutzenförmigen Abschnitt 43 auf den Gewindeabschnitt 45 des Rohres 10 geschraubt, bis in einem Justiervorgang die Vorspannung der am Abschnitt 43 innen abgestützten Druckfeder 32 den Einstellpunkt des Druckreglers 1 erreicht.
- 8. Das ebenfalls aus thermoplastischem Kunststoff bestehende zweite Gehäuseteil 4 wird mit dem Boden 14 und dem ersten Gehäuseteil 3 ultraschallverschweißt.
Der Druckregler 1 hat folgende Wirkungsweise:
Der von einer Kraftstoffpumpe aus einem Vorratsbehälter geförderte Kraftstoff wird unter Druck in das Rohr 10 geleitet und gelangt nach Überwinden des Rückschlagventiles 49 in den ersten Kammerteil 20 der ersten Kammer 6. Der Kraftstoff strömt durch den Filterkörper 19 in den zweiten Kammerteil 21 und von dort durch den Auslaß 22 in das Verteilerrohr der Kraftstoff-Einspritzanlage. Gefilterter Kraftstoff gelangt auch durch die Öffnungen 24 im Boden 14 in den dritten Kam merteil 25 und baut oberhalb der Membran 5 Druck auf. Hierdurch erfährt der Schieber 30 eine Bewegung entgegen der Vorspannung der Druckfeder 32. Bei Erreichen des Systemdrucks der Einspritzanlage öffnet das Überströmventil 37 und ungefilterter Kraftstoff wird in die zweite Kammer 7 abgesteuert, aus der er drucklos durch die Über lauföffnungen 44 in den Kraftstoff-Vorratsbehalter zurückfließen kann.
Der von einer Kraftstoffpumpe aus einem Vorratsbehälter geförderte Kraftstoff wird unter Druck in das Rohr 10 geleitet und gelangt nach Überwinden des Rückschlagventiles 49 in den ersten Kammerteil 20 der ersten Kammer 6. Der Kraftstoff strömt durch den Filterkörper 19 in den zweiten Kammerteil 21 und von dort durch den Auslaß 22 in das Verteilerrohr der Kraftstoff-Einspritzanlage. Gefilterter Kraftstoff gelangt auch durch die Öffnungen 24 im Boden 14 in den dritten Kam merteil 25 und baut oberhalb der Membran 5 Druck auf. Hierdurch erfährt der Schieber 30 eine Bewegung entgegen der Vorspannung der Druckfeder 32. Bei Erreichen des Systemdrucks der Einspritzanlage öffnet das Überströmventil 37 und ungefilterter Kraftstoff wird in die zweite Kammer 7 abgesteuert, aus der er drucklos durch die Über lauföffnungen 44 in den Kraftstoff-Vorratsbehalter zurückfließen kann.
Bei durch Abschalten der Kraftstoffpumpe unterbrochener Kraft
stoffzufuhr schließt das Rückschlagventil 49. Außerdem wird der
Schieber 30 des Überströmventils 37 von der Druckfeder 32 gegen den
O-Ring 33 am Boden 14 bewegt und zur Anlage gebracht. Die erste Kam
mer 6 des Druckreglers 1 ist damit dicht abgesperrt.
Claims (11)
1. Druckregler (1) für Kraftstoff-Einspritzanlagen von Ottomotoren
für die Anordnung in oder an einem Kraftstoff-Vorratsbehälter,
mit den folgenden Merkmalen:
- - ein dosenförmiges Gehäuse (2) ist mit einer am Außenrand fest eingespannten Membran (5) in eine erste Kammer (6) und in eine zweite Kammer (7) unterteilt,
- - die Membran (5) ist mittig von einem in das Gehäuse (2) einge fügten Rohr (10) für die Zufuhr von Kraftstoff unter Druck in die erste Kammer (6) durchdrungen, welche einen Auslaß (22) für den Kraftstoff aufweist,
- - in der anderen, zweiten Kammer (7) ist eine an der Membran (5) wenigstens mittelbar angreifende, der Auslenkung der Membran unter dem Kraftstoffdruck entgegenwirkende Druckfeder (32) auf genommen,
- - auf dem Rohr (10) ist das membranbetätigte Schließglied eines Überströmventils (37) geführt, mit dem Kraftstoff aus dem Rohr in die zweite Kammer (7) absteuerbar und durch einen Überlauf (44) der Kammer in den Kraftstoff-Vorratsbehälter ableitbar ist,
gekennzeichnet durch das folgende Merkmal:
- - das Überströmventil (37) ist als Schieberventil ausgebildet, dessen hülsenförmiger, mit der Membran (5) verbundener Schieber (30) wenigstens eine, mit einer Steuernut (38) des Rohres (10) zusammenwirkende Steueröffnung (40) aufweist, welche in die zweite Kammer (7) mündet.
2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schieber (30) umfangsseitig einen Bund (29) hat, an dem einerseits
die Membran (5) mit ihrem Innenrand befestigt und andererseits die
Druckfeder (32) abgestützt ist.
3. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die
erste Kammer (6) ein sich zwischen dem Rohr (10) und einer Außenwand
(13) eines ersten Gehäuseteils (3) erstreckender Boden (14) einge
fügt und zwischen diesem sowie einer Stirnwand (12) des Gehäuseteils
(3) ein ringförmiger Filterkörper (19) unter Bildung eines zuström
seitigen, ersten Kammerteils (20) und eines abströmseitigen zweiten
Kammerteils (21) angeordnet ist, wobei letzterer durch Öffnungen
(24) des Bodens (14) mit einem von der Membran (5) begrenzten, drit
ten Kammerteil (25) der ersten Kammer (6) in Verbindung steht.
4. Druckregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Boden (14) membranseitig eine das Rohr (10) konzentrisch umgebende
Nut (34) mit einem eingelegten Dichtring (33) aufweist, gegen den
der Schieber (30) bei unterbrochener Kraftstoffzufuhr unter Vor
spannkraft der Druckfeder (32) stirnseitig dicht abgestützt ist.
5. Druckregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr
(10) an seinem der ersten Kammer (6) zugeordneten Endabschnitt einen
Ventilsitz (51) eines das Rückströmen von Kraftstoff von dieser Kam
mer in das Rohr (10) sperrenden Rückschlagventils (49) hat, dessen
Schließglied (50) von einer Schließfeder (52) belastet ist.
6. Druckregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Membran (5) mit ihrem Außenrand zwischen dem Boden (14) und einem
mit diesem stoffschlüssig verbundenen Haltering (28) geklemmt ist.
7. Druckregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Boden (14) mittig einen hülsenförmigen Fortsatz (15) hat, in dem
einerseits von der Seite der zweiten Kammer (7) her das aus metalli
schem Werkstoff bestehende Rohr (10) dicht sowie kraft- und/oder
formschlüssig aufgenommen und der andererseits unter Belassen von in
den zuströmseitigen, ersten Kammerteil (20) der ersten Kammer (6)
einmündenden Durchbrüchen (16) mit der Stirnwand (12) des ersten
Gehäuseteils (3) verbunden ist.
8. Druckregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Boden (14) mit der Außenwand (13) und sein Fortsatz (15) mit der
Stirnwand (12) des ersten Gehäuseteils (3) stoffschlüssig verbunden
sind.
9. Druckregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gehäuse (2) ein die zweite Kammer (7) begrenzendes, zweites Gehäuse
teil (4) mit einem stutzenförmigen, gleichachsig zum Rohr (10) ver
laufenden Abschnitt (43) hat, mit dem das Gehäuseteil (4) auf einen
Gewindeabschnitt (45) des Rohres aufgeschraubt ist, daß innen am
stutzenförmigen Abschnitt (43) die Druckfeder (32) mit Vorspannung
abgestützt und daß das zweite Gehäuseteil (4) mit der Außenwand (13)
des ersten Gehäuseteils (3) stoffschlüssig verbunden ist.
10. Druckregler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
beiden Gehäuseteile (3, 4) und der Boden (14) des Gehäuses (2) aus
einem ultraschallschweißbaren Kunststoff bestehen.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |