DE8104272U1 - Kraftsoffeinspritzduese - Google Patents

Description

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Dipl.-lng. Peter Otto 7Ο33 Herrenberg (Kuppingen)

Patentanwalt Eifelstraße

Telefon (0 70 32) 319

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12. Jan. 1981

Firma ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Kraftstoffe!nspritzdüse

Stand der Technik

Die Neuerung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bekannt, die Ventilnadel bei einer Kraftstoffeinspritzdüse im Düsenkörper radial geführt und dabei axial verschiebbar anzuordnen. Dabei ist die Ventilnadel durch eine Schließkraft, die üblicherweise von einer Schließfeder herrührt, belastet und liegt im geschlossenen Zustand mit einem Dichtkegel auf einem vom Düsenkörper gebildeten Ventilsitz auf. Zur Übertragung der Schließkraft der Schließfeder sind zwischen dem rückwärtigen Venti1 nadel ende und der Schließfeder Federteller angeordnet. Hierbei ist es auch schon bekannt, den Federteller zur Aufnahme des Vent I lnadelzapfens tassenförmlg mit einer Inneren Ringwandung auszubilden, die den Vent I1 nadel zapfen radial eng anliegend umgibt. Die Schließfeder findet dabei einen Anschlag an einer zur Ringwandung konzentrischen Ringfläche, die tiefer liegt als der geschlossene Bohrungsgrund der Ring-

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wandung. Daher erscheinen die Schließfeder mit ihrer Angriff s-RIngfläche und die den Ventilzapfen aufnehmende Ringwandung teleskopartig ineinandergesteckt und der Federteller weist eine tiefgezogene rotationssymmetrische Form auf (GB-PS hk7 237).

Es ist auch schon bekannt, zur Vermeidung einer möglichen Kippbewegung des Federtellers diesen außen in einer Axialbohrung der umgebenden Einspritzdüsenwandung in Verschieberichtung zu führen, wodurch sich aber der Nachteil eines erhöhten Reibungswiderstandes bei der Vent I1 bewegung er— gibt (DE-GM 1 07^ 755).

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße KraftstoffeinsprItzdüse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß bei Aufrechterhaltung einer präzisen Führung und Kippfreiheit Reibungseinflüsse vermieden sind, so daß sich Insbesondere auch kein Reibungsverschleiß ergibt. Besonders vorteilhaft ist ferner infolge des erheblich redu zierten relativen Abstands der Angriffspunkte der Druckzapfen am Federteller die erheblich verringerte Auswirkung eventueller Querkräfte und Quermomence von Stellkolben auf den Quernadel-Druckzapfen.

Vorteilhaft Ist weiterhin, daß ein teleskopartiges Ineinandergreifen des schließfederseitigen Vent Ilnadelendes, also des Vent Ilnadelzapfens und der Schließfeder nicht erforderlich sind und dennoch eine präzise Zuordnung und DefI ηiertheit der Positionen der an den verschiedenen Bewegungen beteiligten Elemente erzielt wird.

Der erfindungsgemäße Federteller eignet sich Insbesondere für solche KraftstoffeInspritzdüsen oder Ventile, bei denen die Ventilnadel In Schließrichtung durch eine zusätzliche, von einem Stellkolben herrührende Schließkraft belastet Ist, die

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eine Vorhubbewegung ermöglicht. Die erfindungsgemäße Formgebung des Ventiitellers sichert die einwandfreie Positionierung des vom Stellkolben ausgehenden Druckzapfens durch eine zusätzliche kragenartige Umfassung des Druckzapfenendes .

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen und Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzdüse möglich. Zur Sicherste11ung einer freien Relativbewegung des Venti1nade1 zapfens mit Ventilteller einerseits relativ zum Ver1ängerungs- oder Druckzapfen des Stellkolbens andererseits umgibt die zylindrische obere Ringwandung des Venti1tel1ers das Druckzapfenende im freien radialen Abstand, so daß Reibungseinflüsse auch hier vermieden sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der stromabwärtige Schließfederanschlag im Düsenhalter ebenfalls als Federteller ausgebildet. Dieser Federteller umgibt den Vei— 1ängerungszapfen des Stellkolbens mit einer weit heruntergezogenen inneren Ringwandung, so daß sich eine präzise Positionierung der einzelnen Elemente auch in diesem Bereich sichergestellt ist.

Zelchnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dai— gestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer KraftstoffeInspritzdüse mit erfindungsgemäß ausgebildetem Federteller und Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem auch ein oberer, einen federnden Anschlag für den

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Stellkolben bildender Federteller mit einer Inneren Ringwandung ausgebildet ist.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele ί

Die Figuren 1 und 2 zeigen je einen Längsschnitt durch eine Kraftstoffe Inspritzdüse, wobei in beiden Figuren für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet sind. Die Kraftstoff elnspri tzdüsen umfassen Jeweils einen Düsenkörper 2, in dem eine Ventilnadel 3 mit rückwärtigem Vent Ilnadelzapfen 3a axial verschiebbar und in den Figuren nicht dargestellte Spritzöffnungen steuernd angeordnet Ist.

Die Ventilnadel 3 Ist durch eine Schließfeder 4 belastet und begrenzt zusammen mit dem Düsenkörper 2 einen nicht dargestellten Druckraum, dem unter Druck stehender Kraftstoff zugeführt ist. Die Schließfeder h ist In einem vom Düsenhalter gebildeten Federraum 7 angeordnet. Der Düsenkörper 2 ist am Düsenhalter 8 mittels einer Überwurfmutter 10 gehalten und festgespannt, wobei im Düsenhalter 8 axial verschiebbar ein Stellkolben 12 gelagert Ist, der über einen Verlängerungszapfen 12a einen Vorhub-Anschlag 13 für die Ventilnadel 3 bildet. Dem Stellkolben ist vom Kraftstoffanschluß 6 ebenfalls unter Druck stehender Kraftstoff zugeführt. Über einen Leckanschluß 15 ist der Federraum 7 druckentlastet.

Die jeweiligen gegenseitigen Druckeinwirkungen und Anschläge werden übertragen durch mindestens einen unteren Federteller 9, über den die Schließfeder h auf die Ventilnadel 3 bzw. den zugewandten Vent I1 nadel zapfen 3a einwirkt - ergänzt in vorteilhafter Ausgestaltung durch den ebenfalls über den Ventilteller 9 auf die Ventilnadel 3 einwirkenden Ver1ängerungs-

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zapfen 12a des Stellkolbens 12 - und einen oberen Ventilteller 16. Der obere Federteller 16 bildet für die Schließfeder k einen Anschlag und gleichzeitig eine federnde Auflage für den Stellkolben 12, dessen Verlängerungszapfen 12a durch eine zentrale Bohrung des oberen Federtellers 16 geführt Ist.

Entsprechend einem wesentlichen Merkmal vorliegender Erfindung Ist bei mindestens einem der druckübertragenden Fedei— teller 9/ 16 eine kragenartige, den Jeweils anliegenden oder anschlagenden Zapfen von Ventilnadel 3 und/oder Stell kolben 12 in Form einer zylindrischen Haltewand umgebende Ausstülpung 22, 23, 25 vorgesehen. Hierdurch wird der Anschlag für die am jeweiligen Federteller 16 und/oder 9 angreifenden Zapfen In das Federtel1 erInnere verlegt, während der Anschlag für die Schließfeder jeweils von / äußeren, die Ausstülpungen konzentrisch umgebenden Ringfläche gebildet ist. Auf diese Welse ergibt sich eine zusätzliche vorteilhafte Halte- und Fixierwirkung auf die Federteller 9, 16, wobei ein Kippen des Federtellers sicher vermieden Ist. Gleichzeitig ergibt sich eine erhebliche Verminderung von Reibungseinflüssen.

Bei dem In FIg. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des unteren Federtellers 9 ist eine erste untere, kragenartig um den einwirkenden Nadelzapfen 3a hochgezogene Ausstülpung oder Stützwandung 23 vorgesehen, wobei die äußere Angriffsringfläche für die Schließfeder h im freien axialen Abstand zum Anschlaggrund des Nadelzapfens 3a und ohne daß diese Teile teleskopartig Ineinandergreifen, angeordnet ist. Für die Aufnahme des vom Stellkolben 12 ausgehenden Verlängerungszapfens 12a verfügt der untere Federteller 9 über eine zweite kragenartig hochgezogene Stützwandung 22, die den Verlän-

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gerungszapfen 12a des Stellkolbens 12 umgibt. Da der Vorhub h. zwischen dem Anschlaggrund des Federtellers 9 und dem Ende des Verlängerungszapfens 12a aebildet Ist, bewegen sich

zur Vermeidung einer Reibung diese Teile relativ zueinander, wobei /die obere Ringwandung 22 In einem größeren radialen Abstand zum Ende des Verlängerungszapfens 12a angeordnet Ist. Dabei liegt in einer vor— teilhaften Ausgestaltung der Anschlaggrund für den Verlängerungszapfen 12a am Federteller 9 unterhalb der Ringfläche 24 für die Federauflage. Durch eine solche doppelseitige Ausbildung von die einwirkenden Zapfen Jeweils kragenartig umfassenden Ringwandungen 22, 23 am Federteller 9 ergeben sich vorteilhafte gegenseitige Führungswirkungen, insbesondere In radialer Hinsicht und eine definierte Bestimmtheit der jeweiligen Positionen von einwirkenden Zapfen, Schließfedei— endberelchen und Ventilteller auch bei den dynamischen öffnungs- und Schließbewegungen der Ventilnadel.

Bei dem In FIg. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist et— gänzend zu der Ausführungsform der Fig. 1 auch der obere Federteller 16' mit einer kragenartig vorspringenden, inneren Ringwandung 25 versehen, die den durch diesen Federteller 16' hindurchtretenden Verlängerungszapfen 12a des Stellkolbens umgibt und auch hier für eine axiale und radiale Fixposition ohne Kippneigung sorgt. Der untere Federteller 9' beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist ähnlich diesem ausgebildet mit dem Unterschied, daß der Anschlaggrund für die Stellkolbenverlängerung höher als die die Federauflage bildende Ringfläche liegt. Von besonderer Bedeutung ist dabei weiter hin beim unteren Federteller 9', daß der Abstand zwischen den Anschlagpunkten der beidseitigen Zapfen minimal ge halten ist, gegebenenfalls auf einen Wert reduziert, wie er

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sich wegen der verbleibenden erforderlichen Festigkeit des schmalen Zwischenscheibenstücks 26 als notwendig erweist. Hierdurch ergibt sich ein tiefliegender Angriffspunkt des Stellkolbens 12 am Federteller und eine erhebliche Verringerung der Auswirkung eventueller Querkräfte auf den Druck- oder Nadelzapfen der Düsennadel. Die unterschiedlichen Darstellungen der Fig. 3a und 3b verdeutlichen, was gemeint ist. Bei der konventionellen Ausführungsform der Fig. 3a erkennt man wegen des größeren Abstands a, daß sich auf den Düsennadelzapfen 3a ein erheblich größeres Dreh- oder Kippmoment M bei gleicher angenommener Stellkolbenquerkraft F ergibt. Bei der Fig. 3b reduziert sich ein solches Quermoment M¹ wegen a'«a auf unwesentliche Restwerte.

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Dipl.-lng. Peter Otto 7033 Herrenberg (Kuppingen)

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Firma ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Zusammenfassung

Kraftstoffeinspr1tzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer entgegen der Kraft einer Schließfeder (¹O öffnenden Ventilnadel (3). Der die Druckkraft der Schließfeder auf die Ventilnadel übertragende Ventilteller weist mindestens einseitig eine hochgezogene, innere Ringwandung auf, die den angreifenden Zapfen kragenförmig umgibt. Der hierdurch gebildete Anschlaggrund ist axial im Abstand angeordnet zur gegenüberliegenden konzentrischen äußeren Ringfläche als Auflage für die Schließfeder. Diese Ringfläche umgibt mit Vorteil eine weitere kragenförmige Ausstülpung (22), die einen Verlängerungszapfen (12a) eines Stellkolbens (12) aufnimmt. Es kann am anderen Ende der Schließfeder ein weiterer Federteller (16) vorgesehen sein, der den durchtretenden Verlängerungszapfen (12a) des Stellkolbens (12) ebenfalls mit einer zylindrischen Ringwandung (25) kragenförmig umgibt.

Claims (7)

1. KraftstoffeinsprItzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einer entgegen der Kraft einer Schließfeder öffnenden Ventilnadel und mindestens einem, den angreifenden Zapfen zentral mit einer Ringwandung umgebenden Federteller zur Übertragung des Schließfederdrucks, insbesondere Kaltstartventil mit hydraulischer Vorhubbegrenzung, bei dem die Ventilnadel in Schließrichtung durch eine zusätzliche Kraft über einen Stellkolben belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der innerhalb der von einer kragenartigen Ausstülpung (23) gebildeten Ringwandung liegende Anschlag für einen am Federteller angreifenden Zapfen (3a, 3a') und die den Anschlag für die Schließfeder (4) bildende äußere Ringfläche (24) des Federtellers (9, 9') im freien axialen Abstand zueinander angeordnet sind.

2. Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einer entgegen der Kraft einer Schließfeder öffnenden Ventilnadel und mindestens einem, den angreifenden Zapfen zentral mit einer Ringwandung umgebenden Federteller zur Übertragung des Schließfederdrucks, insbesondere Ka1tstartven-

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til mit hydraulischer Vorhubbegrenzung, bei dem die Ventilnadel In Schließrichtung durch eine zusätzliche Kraft über einen Stellkolben belastet Ist, Insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schließkraft von der Schließfeder (Ό auf die Vent I !nadel (3) übertragende Federteller (9, 9') beidseitig zentrale Innere Ringwandungen (22, 23) aufweist zur Aufnahme von an Ihm angreifenden Zapfen.

3. Kraftstoffelnspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem unteren Federteller (9) gebildete und von der Position des Stellkolbens (12) bestimmte Anschlag für den Vorhub (h.) innerhalb des Fedet— tellers (9) und unterhalb der durch eine äußere Ringfläche (24) gebildeten Federauflage angeordnet ist.

h. Kraftstoffe1nspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Federteller (16') eine nach unten gerichtete und den durchtretenden Vei— 1ängerungszapfen (12a) des Stellkolbens (12) kragenartig umgebende zylindrische Ringwand (25) aufweist.

5. KraftstoffeInspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Ringwandung (22) des unteren Federtellers (9) den Verlängerungszapfen (12a) des Stellkolbens (12) im radialen Abstand umgibt.

6. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der untere Fedei— teller (9) ein massives Guß-, Spritzguß- oder Schmiedeteil ist n einstückig angeformten beidseitigen Ringwandungen für die Zapfenpositionierung und einer konzentrischen Auflageringfläche für die Schließfeder.

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7. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Anschläge der an den unteren Federteller angreifenden Zapfen reduziert und kleiner ist als der Durchmesser einer der angreifenden Zapfen.