EP0890734A2 - Kraftstoffeinspritzventil - Google Patents

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EP0890734A2 EP98109405A EP98109405A EP0890734A2 EP 0890734 A2 EP0890734 A2 EP 0890734A2 EP 98109405 A EP98109405 A EP 98109405A EP 98109405 A EP98109405 A EP 98109405A EP 0890734 A2 EP0890734 A2 EP 0890734A2
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Definitions

  • the invention relates to a fuel injection valve for Internal combustion engines with one on a valve holding body clamped valve body in which a valve member in a bore is axially displaceable, the Bore has a radially expanded pressure chamber, in the at least one next to the hole Inlet channel opens and with a clamping nut that with an inner, conical ring shoulder a ring shoulder arranged at the level of the pressure chamber Valve body adjacent this against the valve holding body tense.
  • Such a fuel injection valve works, for example from DE 195 23 243 A1.
  • Ring shoulder of the valve body axially against the Retaining body clamping nut on her the End facing away from the holding body and the cooperating with it Ring shoulder on the valve body is conical, where the angle that the conical ring shoulder with the Valve member axis is smaller than the angle, the conical ring shoulder with the valve member axis includes.
  • the invention is therefore based on the object generic fuel injection valve in this regard to further develop that the friction radius and thereby the over the tightening torque generated by the clamping nut Force is kept as constant as possible.
  • Ring shoulder on average a substantially circular Form on which the ring shoulder under training of the circular circumferential support point tangent is present.
  • the boundary edge forms the circular circumferential support point.
  • the conical Ring shoulder of the clamping nut two different inclined annular shoulder areas, the radial external on the circular circumferential support point rests, and which is on this over an edge followed by a radially inner one, a smaller one Annular shoulder area at an angle to the valve member axis exposed.
  • a fuel injector shown in Fig. 1 for Internal combustion engines has a valve body 1 which with the interposition of an washer 3 by means of a sleeve-shaped clamping nut 5 axially on a valve holding body 7 is tense.
  • the valve body 1 has an axial bore 9 in which is a piston-shaped valve member 11 axially displaceable is led, which at one end with one after inside valve seat 13 in a combustion chamber side Hill 15 cooperates in the downstream behind the Valve seat 13 arranged a plurality of injection openings 17 are.
  • the valve body 1 is a rotationally symmetrical component with an upper thick section 19 and with a lower, slender shaft part 21, the combustion chamber side End is closed by the crest 15.
  • the one in Upper section 19 is arranged part of the bore 9 as a guide hole 23 for the guide part 25 of the Valve member 11 formed.
  • the part of the bore extending in the valve body shaft 21 9 delimits together with the stem of the valve member 11 an annular gap 27 extending to the valve seat 13.
  • Im upper section 19 is near lower shaft part 21 between the guide bore 23 and the annular gap 27 of the Bore 9 an undercut enlarged in diameter Pressure chamber 29 arranged, the outer boundary 31st is preferably curved and merges into the annular gap 27.
  • One in a blind bore of the valve holding body 7 inserted spring 33 holds the valve member 11 via a Spring plate 35 with the injector closed System on valve seat 13.
  • the inlet channel 37 cuts the pressure chamber 29 laterally from above. To the Diameter of the pressure chamber 29 as small as possible and To keep the cross-section of the mouth sufficiently large, The inlet channel 37 runs obliquely to the guide bore 23, the distance of its inlet at the top End face of the valve body 1 is larger towards the axis than the distance of its mouth into the pressure chamber 29, so that the thickness of the intermediate wall 39 is close to the mouth area of the inlet channel 37 and near the transition of Guide bore 23 in the pressure chamber 29 is small.
  • Tension nut 5 covering the upper portion 19 of the valve body 1 overlapping with a nut thread 41 on Screw thread 43 screwed onto the valve holding body 7 has an inner conical annular shoulder 44 on which the valve body with a curved ring shoulder 45 in the area of the transition of the upper section 19 in the supports lower slender shaft part 21.
  • the ring shoulder has 45 in one embodiment of the fuel injector an essentially circular section Form on which the ring shoulder 44 under training an annular circumferential support point 60 is tangent-shaped.
  • the conical ring shoulder 44 of the clamping nut 5 points in In this case, two different from the valve member axis 70 inclined ring shoulder areas, the radially outer Ring shoulder area 52 on ring shoulder 45 is tangent-shaped. At this ring shoulder area 52 closes over an edge 55 a radially inner, a smaller angle with the valve member axis 70 including ring shoulder area 57 which is constantly exposed.
  • the ring shoulder 45 has, on its side facing the ring shoulder 44, two surfaces 46, 47 adjoining one another at an angle, the boundary edge of which forms the annular support point 60.
  • the annular shoulder 44 bears against this boundary edge, which in turn enables a defined friction radius R rub .
  • One of the two surfaces 47 goes on the valve member axis 70 facing side in one essentially Ring face extending perpendicular to the valve member axis 70 48 through which it is ensured that the Clamping nut 5 in this area not on the ring shoulder 45 is present.

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Abstract

Bei einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, mit einem an einem Ventilhaltekörper festgespannten Ventilkörper, in dem ein Ventilglied in einer Bohrung axial verschiebbar geführt ist, wobei die Bohrung einen radial erweiterten Druckraum aufweist, in den wenigstens ein neben der Bohrung verlaufender Zulaufkanal mündet und mit einer Spannmutter, die mit einer inneren, konisch ausgebildeten Ringschulter an einem in Höhe des Druckraumes angeordneten Ringabsatz des Ventilkörpers anliegend diesen gegen den Ventilhaltekörper verspannt, ist der Ringabsatz auf seiner der Ringschulter zugewandten Seite derart gekrümmt ausgebildet ist, daß sich in einem vorgegebenen Abstand von der Ventilgliedachse ein ringförmig umlaufender Auflagepunkt ergibt, an dem die konische Ringschulter im montierten Zustand anliegt. <IMAGE> <IMAGE>

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem an einem Ventilhaltekörper festgespannten Ventilkörper, in dem ein Ventilglied in einer Bohrung axial verschiebbar geführt ist, wobei die Bohrung einen radial erweiterten Druckraum aufweist, in den wenigstens ein neben der Bohrung verlaufender Zulaufkanal mündet und mit einer Spannmutter, die mit einer inneren, konisch ausgebildeten Ringschulter an einem in Höhe des Druckraumes angeordneten Ringabsatz des Ventilkörpers anliegend diesen gegen den Ventilhaltekörper verspannt.
Ein derartiges Kraftstoffeinspritzventil geht beispielsweise aus der DE 195 23 243 A1 hervor.
Bei diesem Kraftstoffeinspritzventil sind sowohl die Ringschulter der den Ventilkörper axial gegen den Haltekörper verspannenden Spannmutter an ihrem dem Haltekörper abgewandten Ende und der mit dieser zusammenwirkende Ringabsatz am Ventilkörper konisch ausgebildet, wobei der Winkel, den der konische Ringabsatz mit der Ventilgliedachse einschließt, kleiner ist als der Winkel, den die konische Ringschulter mit der Ventilgliedachse einschließt.
Auf diese Weise erreicht man eine lokalisierte, konzentrierte und gleichzeitig der Druckbeanspruchung entgegenwirkende Krafteinleitung auf den Ventilkörper.
Problematisch bei einem derartigen Kraftstoffeinspritzventil ist es jedoch, daß trotz der konischen Ausbildung von Ringabsatz und Ringschulter mit unterschiedlichen Konuswinkeln nicht gänzlich vermieden werden kann, daß sich der Reibradius beim Anziehen der Spannmutter verändert. Während nämlich vor dem Zusammenbau durch die unterschiedlichen Konuswinkel der konischen Flächen der Spannmutter und des Ventilkörpers noch eine Linienherührung zwischen der Düse und der Spannmutter existiert, kann es beim Anziehen der Spanßmutter wegen möglicher Plan-/Schräglauffehler zu örtlich unterschiedlichen Reibradien kommen, indem sich beispielsweise die gegenüber der Düse sehr viel weichere Spannmutterschulter am Umfang unterschiedlich deformiert oder an die Düsenschulter anlegt. Hierdurch verändert sich der Reibradius und als Folge davon die über das Anzugsmoment der Spannmutter erzeugte resultierende Kraft.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil dahingehend weiterzubilden, daß der Reibradius und dadurch die über das Anzugsmoment der Spannmutter erzeugte resultierende Kraft möglichst konstant gehalten wird.
Vorteile der Erfindung
Diese Aufgabe wird bei einem Kraftstoffeinspritzventil der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ringabsatz auf seiner der Ringschulter zugewandten Seite derart gekrümmt ausgebildet ist, daß sich in einem vorgegebenen Abstand von der Ventilgliedachse ein ringförmig umlaufender Auflagepunkt ergibt, an dem die konische Ringschulter im montierten Zustand anliegt.
Diese gekrümmte Ausbildung des Ringabsatzes auf seiner der Ringschulter zugewandten Seite zur Ausbildung eines in einem vorgegebenen Abstand von der Ventilgliedachse ringförmig umlaufenden Auflagepunktes, an dem die konische Ringschulter im montierten Zustand anliegt, hat den besonders großen Vorteil, daß der Reibradius weitestgehend konstant gehalten wird, da er durch die geometrische Auslegung des Ringabsatzes fixiert ist. Der Reibradius wird insbesondere auch während der Montage und im angezogenen Zustand der Spannmutter konstant gehalten, so daß eine präzise und definierte von dem Anzugsmoment der Spannmutter erzeugte resultierende Kraft auf den Ventilkörper resultiert.
Neben dem präzise eingestellten Reibradius ist es zudem besonders vorteilhaft, daß sich aufgrund der Auflage der Ringschulter ausschließlich an dem ringförmig umlaufenden Auflagepunkt kleinere Lageungenauigkeiten des Ringabsatzes und der Ringschulter nicht negativ auf die Kräfteverteilung und insbesondere auf die resultierende Kraft, welche die Spannmutter auf den Ventilkörper ausübt, auswirken.
Hinsichtlich der gekrümmten Ausbildung des Ringabsatzes auf seiner der Ringschulter zugewandten Seite sind die unterschiedlichsten Ausführungsformen denkbar.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß der Ringabsatz im Schnitt eine im wesentlichen kreisförmige Gestalt aufweist, an der die Ringschulter unter Ausbildung des ringförmig umlaufenden Auflagepunktes tangentenförmig anliegt.
Durch diese im Schnitt kreisförmige Gestalt der Ringschulter wird auf besonders vorteilhafte Weise eine gleichmäßige und definierte Krafteinleitung ermöglicht.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Ringabsatz wenigstens zwei im Winkel aneinandergrenzende Flächen aufweist, deren Grenzkante den ringförmig umlaufenden Auflagepunkt bildet.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß die konische Ringschulter der Spannmutter zwei unterschiedlich geneigte Ringschulterbereiche aufweist, dessen radial außenliegender auf dem ringförmig umlaufenden Auflagepunkt aufliegt, und dessen sich an diesen über eine Kante anschließender radial innenliegender, einen kleineren Winkel zur Ventilgliedachse aufweisender Ringschulterbereich freiliegt.
Zeichnung
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerichen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1
eine Schnittdarstellung des brennraumseitigen Teils eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils;
Fig. 2
eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Ringabsatzes und einer an ihm anliegenden Ringschulter eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils und
Fig. 3
eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Ringabsatzes und einer an ihm anliegenden Ringschulter einer anderen Auführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ein in Fig. 1 dargestelltes Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen weist einen Ventilkörper 1 auf, der unter Zwischenlage einer Zwischenscheibe 3 mittels einer hülsenförmigen Spannmutter 5 axial an einem Ventilhaltekörper 7 verspannt ist.
Der Ventilkörper 1 weist eine axiale Bohrung 9 auf, in der ein kolbenförmiges Ventilglied 11 axial verschiebbar geführt ist, welches an seinem einen Ende mit einem nach innen gekehrten Ventilsitz 13 in einer brennraumseitigen Kuppe 15 zusammenwirkt, in der stromabwärts hinter dem Ventilsitz 13 mehrere Einspritzöffnungen 17 angeordnet sind.
Der Ventilkörper 1 ist ein rotationssymmetrisches Bauteil mit einem oberen dicken Abschnitt 19 und mit einem unteren, schlanken Schaftteil 21, dessen brennraumseitiges Ende durch die Kuppe 15 verschlossen ist. Der im oberen Abschnitt 19 angeordnete Teil der Bohrung 9 ist als Führungsbohrung 23 für den Führungsteil 25 des Ventilgliedes 11 ausgebildet.
Der im Ventilkörperschaft 21 verlaufende Teil der Bohrung 9 begrenzt zusammen mit dem Schaft des Ventilgliedes 11 einen bis zum Ventilsitz 13 reichenden Ringspalt 27. Im oberen Abschnitt 19 ist nahe dem unteren Schaftteil 21 zwischen der Führungsbohrung 23 und dem Ringspalt 27 der Bohrung 9 ein im Durchmesser erweiterter, hinterschnittener Druckraum 29 angeordnet, dessen äußere Begrenzung 31 vorzugsweise gewölbt ist und in den Ringspalt 27 übergeht. Eine in einer Sackbohrung des Ventilhaltekörpers 7 eingesetzte Feder 33 hält das Ventilglied 11 über einen Federteller 35 bei geschlossenem Einspritzventil in Anlage am Ventilsitz 13.
Zum Zuführen von Kraftstoff verläuft im oberen dickeren Abschnitt 19 des Ventilkörpers 1, ausgehend von dessen oberer Stirnfläche neben der Führungsbohrung 23 ein Zulaufkanal 37 zum Druckraum 29. Der Zulaufkanal 37 schneidet den Druckraum 29 von oben seitlich an. Um den Durchmesser des Druckraumes 29 möglichst klein und den Querschnitt der Mündung ausreichend groß zu halten, verläuft der Zulaufkanal 37 schräg zur Führungsbohrung 23, wobei der Abstand seines Einlasses an der oberen Stirnfläche des Ventilkörpers 1 zur Achse hin größer ist als der Abstand seiner Mündung in den Druckraum 29, so daß die Dicke der Zwischenwand 39 nahe dem Mündungsbereich des Zulaufkanals 37 und nahe dem Übergang der Führungsbohrung 23 in den Druckraum 29 klein ist.
Die als Überwurfmutter ausgebildete, hülsenförmige Spannmutter 5, die den oberen Abschnitt 19 des Ventilkörpers 1 übergreifend mit einem Muttergewinde 41 auf ein Schraubengewinde 43 am Ventilhaltekörper 7 aufgeschraubt ist, hat eine innere konische Ringschulter 44, an der sich der Ventilkörper mit einem gekrümmten Ringabsatz 45 im Bereich des Übergangs des oberen Abschnitts 19 in den unteren schlanken Schaftteil 21 abstützt.
Wie aus Fig. 1 und Fig. 2 hervorgeht, weist der Ringabsatz 45 bei einer Ausführungsform des Kraftstoffeinspritzventils im Schnitt eine im wesentlichen kreisförmige Gestalt auf, an der die Ringschulter 44 unter Ausbildung eines ringförmig umlaufenden Auflagepunktes 60 tangentenförmig anliegt.
Die konische Ringschulter 44 der Spannmutter 5 weist in diesem Fall zwei zur Ventilgliedachse 70 unterschiedlich geneigte Ringschulterbereiche auf, dessen radial außenliegender Ringschulterbereich 52 an dem Ringabsatz 45 tangentenförmig anliegt. An diesen Ringschulterbereich 52 schließt sich über eine Kante 55 ein radial innenliegender, einen kleineren Winkel mit der Ventilgliedachse 70 einschließender Ringschulterbereich 57 an, der ständig freiliegt.
Durch diese Ausbildung des Ringabsatzes 45 und der tangentenförmig an ihm anliegenden Ringschulter 44 ergibt sich ein bezüglich der Ventilgliedachse 70 konstanter Reibradius Rreib, der insbesondere auch im montierten Zustand weitestgehend erhalten bleibt, wodurch die über das Anzugsmoment der Spannmutter 5 erzeugte resultierende Kraft auf den Ventilkörper 1 konstant bleibt.
Bei einer anderen, in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform weist der Ringabsatz 45 auf seiner der Ringschulter 44 zugewandten Seite zwei im Winkel aneinandergrenzende Flächen 46, 47 auf, deren Grenzkante den ringförmig umlaufenden Auflagepunkt 60 bilden. An dieser Grenzkante liegt die Ringschulter 44 an, wodurch wiederum ein definierter Reibradius Rreib ermöglicht wird.
Eine der beiden Flächen 47 geht auf ihrer der Ventilgliedachse 70 zugewandten Seite in eine im wesentlichen senkrecht zur Ventilgliedachse 70 verlaufende Ringstirnfläche 48 über, durch die sichergestellt wird, daß die Spannmutter 5 in diesem Bereich nicht an dem Ringabsatz 45 anliegt.
Durch die obenbeschriebenen Ausbildungen des Ringabsatzes 45 und der Ringschulter 44 wird ermöglicht, daß ein vorgegebener Reibradius Rreib bei der Montage der Spannmutter 5 weitestgehend eingehalten wird, wodurch sichergestellt wird, daß eine über das Anzugsmoment der Spannmutter 5 erzeugte resultierende Kraft einen definierten und bei der Montage konstanten Wert einhält.

Claims (4)

  1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, mit einem an einem Ventilhaltekörper (7) festgespannten Ventilkörper (1), in dem ein Ventilglied (11) in einer Bohrung (9) axial verschiebbar geführt ist, wobei die Bohrung (9) einen radial erweiterten Druckraum (29) aufweist, in den wenigstens ein neben der Bohrung (9) verlaufender Zulaufkanal (37) mündet und mit einer Spannmutter (5), die mit einer inneren, konisch ausgebildeten Ringschulter (45) an einem in Höhe des Druckraumes (29) angeordneten Ringabsatz (45) des Ventilkörpers (1) anliegend diesen gegen den Ventilhaltekörper (7) verspannt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringabsatz (45) auf seiner der Ringschulter (44) zugewandten Seite derart gekrümmt ausgebildet ist, daß sich in einem vorgegebenen Abstand (Rreib) von der Ventilgliedachse ein ringförmig umlaufender Auflagepunkt (60) ergibt, an dem die konische Ringschulter (44) im montierten Zustand anliegt.
  2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringabsatz (45) im Schnitt eine im wesentlichen kreisförmige Gestalt aufweist, an der die Ringschulter (44) unter Ausbildung des ringförmig umlaufenden Auflagepunktes (60) tangentenförmig anliegt.
  3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Ringschulter (45) der Spannmutter (5) zwei unterschiedlich geneigte Schulterbereiche (52, 57) aufweist, dessen radial außenliegender Ringschulterbereich (52) auf dem ringförmig umlaufenden Auflagepunkt (60) aufliegt und dessen sich an diesen über eine Kante (55) anschließender radial innenliegender, einen kleineren Winkel zur Ventilgliedachse (70) aufweisender Ringschulterbereich (57) freiliegt.
  4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringabsatz (45) wenigstens zwei im Winkel aneinandergrenzende Flächen (46, 47) aufweist, deren Grenzkante den ringförmig umlaufenden Auflagepunkt (60) bildet.
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