BRENNSTOFFEINSPRITZVORRICHTUNG

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Brennstoffeinspritzvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

[0002] In der Figur 1 ist beispielhaft eine aus dem Stand der Technik bekannte Brennstoffeinspritzvorrichtung gezeigt, bei der an einem in einer Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine eingebauten Brennstoffeinspritzventil ein flaches Zwischenelement vorgesehen ist. In bekannter Weise werden solche Zwischenelemente als Abstützelemente in Form einer Unterlegscheibe auf einer Schulter der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes abgelegt. Mit Hilfe solcher Zwischenelemente werden Fertigungs- und Montagetoleranzen ausgeglichen und eine querkraftfreie Lagerung auch bei leichter Schiefstellung des Brennstoffeinspritzventils sichergestellt. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung eignet sich besonders für den Einsatz in Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen.

[0003] Eine andere Art eines einfachen Zwischenelements für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung ist bereits aus der DE 101 08 466 A1 bekannt. Bei dem Zwischenelement handelt es ich um einen Unterlegring mit einem kreisförmigen Querschnitt, der in einem Bereich, in dem sowohl das Brennstoffeinspritzventil als auch die Wandung der Aufnahmebohrung im Zylinderkopf kegelstumpfförmig verlaufen, angeordnet ist und als Ausgleichselement zur Lagerung und Stützung des Brennstoffeinspritzventils dient.

[0004] Kompliziertere und in der Herstellung deutlich aufwändigere Zwischenelemente für Brennstoffeinspritzvorrichtungen sind u.a. auch aus den DE 100 27 662 A1,
DE 100 38 763 A1 und EP 1 223 337 A1 bekannt. Diese Zwischenelemente zeichnen sich dadurch aus, dass sie allesamt mehrteilig bzw. mehrlagig aufgebaut sind und z.T. Dicht- und Dämpfungsfunktionen übernehmen sollen. Das aus der
DE 100 27 662 A1 bekannte Zwischenelement umfasst einen Grund- und Trägerkörper, in dem ein Dichtmittel eingesetzt ist, das von einem Düsenkörper des Brennstoffeinspritzventils durchgriffen wird. Aus der DE 100 38 763 A1 ist ein mehrlagiges Ausgleichselement bekannt, das sich aus zwei starren Ringen und einem sandwichartig dazwischen angeordneten elastischen Zwischenring zusammensetzt. Dieses Ausgleichselement ermöglicht sowohl ein Verkippen des Brennstoffeinspritzventils zur Achse der Aufnahmebohrung über einen relativ großen Winkelbereich als auch ein radiales Verschieben des Brennstoffeinspritzventils aus der Mittelachse der Aufnahmebohrung.

[0005] Ein ebenfalls mehrlagiges Zwischenelement ist auch aus der EP 1 223 337 A1 bekannt, wobei dieses Zwischenelement aus mehreren Unterlegscheiben zusammengesetzt ist, die aus einem Dämpfungsmaterial bestehen. Das Dämpfungsmaterial aus Metall, Gummi oder PTFE ist dabei so gewählt und ausgelegt, dass eine Geräuschdämpfung der durch den Betrieb des Brennstoffeinspritzventils erzeugten Vibrationen und Geräusche ermöglicht wird. Das Zwischenelement muss dazu jedoch vier bis sechs Lagen umfassen, um einen gewünschten Dämpfungseffekt zu erzielen.

[0006] Zur Reduzierung von Geräuschemissionen schlägt die US 6,009,856 A zudem vor, das Brennstoffeinspritzventil mit einer Hülse zu umgeben und den entstehenden Zwischenraum mit einer elastischen, geräuschdämpfenden Masse auszufüllen. Diese Art der Geräuschdämpfung ist allerdings sehr aufwändig, montageunfreundlich und kostspielig.

[0007] Aus der DE 198 07 819 C1 ist bereits eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum, bekannt. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung umfasst wenigstens ein Brennstoffeinspritzventil und eine Aufnahmebohrung für das Brennstoffeinspritzventil. Außerdem ist ein Dichtelement zwischen einem Ventilgehäuse des Brennstoffeinspritzventils und einer Wandung der Aufnahmebohrung eingebracht. Das Dichtelement ist dabei verliergesichert am Brennstoffeinspritzventil angeordnet, indem ein sichernder O-Ring unterhalb des Dichtelements am Außenumfang des Brennstoffeinspritzventils aufgebracht ist. Der O-Ring ist ein geschlossener Ring aus einem Kautschuk wie Perbunan, der sich während des Betriebs der Brennkraftmaschine auflöst.

[0008] Auch aus der DE 42 40 514 A1 ist bereits eine Brennstoffeinspritzvorrichtung bekannt, die wenigstens ein Brennstoffeinspritzventil und eine Aufnahmebohrung für das Brennstoffeinspritzventil umfasst und bei der eine Dichtscheibe zwischen einem Ventilgehäuse des Brennstoffeinspritzventils und einer Wandung der Aufnahmebohrung eingebracht und von einem vorgespannten Elastomerring am Brennstoffeinspritzventil fixiert ist.

Vorteile der Erfindung

[0009] Die erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass sehr einfach und kostengünstig eine Verliersicherung für das Entkopplungselement auf dem Brennstoffeinspritzventil aufbringbar ist, wodurch ein Abrutschen des Entkopplungselements vor der Montage des Brennstoffeinspritzventils in der Aufnahmebohrung ausgeschlossen ist. Die Verliersicherung wird erfindungsgemäß von einem kompakten, massiven und trotzdem filigranen Sicherungsring übernommen, der unterhalb des Entkopplungselements am Außenumfang des Brennstoffeinspritzventils angeordnet ist.

[0010] Der Sicherungsring zeichnet sich trotz seiner sehr einfachen und leicht herstellbaren Geometrie und Konturgebung durch eine besonders hohe Funktionsintegration aus, da an dem ein massives Bauelement darstellenden Sicherungsring in verschiedene Richtungen abstehende Funktionsbereiche ausgeformt sind, die dem Halten, Sichern, Zentrieren, Vorpositionieren und dem beschädigungsfreien Einführen und Aufbringen dienen.

[0011] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzvorrichtung möglich.

[0012] Das Entkopplungselement zeichnet sich durch eine geringe Bauhöhe aus, wodurch es auch bei kleinem Bauraum einsetzbar ist. Das Entkopplungselement besitzt zudem eine große Dauerfestigkeit auch bei hohen Temperaturen. Das Entkopplungselement ist fertigungstechnisch sehr einfach und kostengünstig herstellbar. Die gesamte Aufhängung des Systems aus Brennstoffeinspritzventil und Entkopplungselement kann zudem einfach und schnell moniert bzw. demontiert werden.

Zeichnung

[0013] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1

eine teilweise dargestellte Brennstoffeinspritzvorrichtung in einer bekannten Ausführung mit einem scheibenförmigen Zwischenelement,

Figur 2

ein mechanisches Ersatzschaltbild der Abstützung des Brennstoffeinspritzventils im Zylinderkopf bei der Kraftstoffdirekteinspritzung, das ein gewöhnliches Feder-Masse-Dämpfer-System wiedergibt,

Figur 3

das Übertragungsverhalten eines in Figur 2 gezeigten Feder-Masse-Dämpfer-Systems mit einer Verstärkung bei niedrigen Frequenzen im Bereich der Resonanzfrequenz f_R und einem Isolationsbereich oberhalb der Entkoppelfrequenz f_E,

Figur 4

einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzvorrichtung in einer Einbausituation an einem Brennstoffeinspritzventil im Bereich des in Figur 1 gezeigten scheibenförmigen Zwischenelements,

Figur 5

eine Detailansicht V aus Figur 4 und

Figuren 6 und 7

eine alternative Ausführung eines erfindungsgemäßen Sicherungsrings, wobei Figur 6 die Einbausituation in einer Ansicht analog Figur 5 zeigt und Figur 7 den Sicherungsring als Einzelbauteil in einer schrägen Draufsicht zeigt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0014] Zum Verständnis der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur 1 eine bekannte Ausführungsform einer Brennstoffeinspritzvorrichtung näher beschrieben. In der Figur 1 ist als ein Ausführungsbeispiel ein Ventil in der Form eines Einspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen in einer Seitenansicht dargestellt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist Teil der Brennstoffeinspritzvorrichtung. Mit einem stromabwärtigen Ende ist das Brennstoffeinspritzventil 1, das in Form eines direkt einspritzenden Einspritzventils zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum 25 der Brennkraftmaschine ausgeführt ist, in eine Aufnahmebohrung 20 eines Zylinderkopfes 9 eingebaut. Ein Dichtring 2, insbesondere aus Teflon™, sorgt für eine optimale Abdichtung des Brennstoffeinspritzventils 1 gegenüber der Wandung der Aufnahmebohrung 20 des Zylinderkopfes 9.

[0015] Zwischen einem Absatz 21 eines Ventilgehäuses 22 und einer z.B. rechtwinklig zur Längserstreckung der Aufnahmebohrung 20 verlaufenden Schulter 23 der Aufnahmebohrung 20 ist ein flaches Zwischenelement 24 eingelegt, das als Abstützelement in Form einer Unterlegscheibe ausgeführt ist. Mit Hilfe eines solchen Zwischenelements 24 werden Fertigungs- und Montagetoleranzen ausgeglichen und eine querkraftfreie Lagerung auch bei leichter Schiefstellung des Brennstoffeinspritzventils 1 sichergestellt.

[0016] Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist an seinem zulaufseitigen Ende 3 eine Steckverbindung zu einer Brennstoffverteilerleitung (Fuel Rail) 4 auf, die durch einen Dichtring 5 zwischen einem Anschlussstutzen 6 der Brennstoffverteilerleitung 4, der im Schnitt dargestellt ist, und einem Zulaufstutzen 7 des Brennstoffeinspritzventils 1 abgedichtet ist. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist in eine Aufnahmeöffnung 12 des Anschlussstutzens 6 der Brennstoffverteilerleitung 4 eingeschoben. Der Anschlussstutzen 6 geht dabei z.B. einteilig aus der eigentlichen Brennstoffverteilerleitung 4 hervor und besitzt stromaufwärts der Aufnahmeöffnung 12 eine durchmesserkleinere Strömungsöffnung 15, über die die Anströmung des Brennstoffeinspritzventils 1 erfolgt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 verfügt über einen elektrischen Anschlussstecker 8 für die elektrische Kontaktierung zur Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1.

[0017] Um das Brennstoffeinspritzventil 1 und die Brennstoffverteilerleitung 4 weitgehend radialkraftfrei voneinander zu beabstanden und das Brennstoffeinspritzventil 1 sicher in der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes niederzuhalten, ist ein Niederhalter 10 zwischen dem Brennstoffeinspritzventil 1 und dem Anschlussstutzen 6 vorgesehen. Der Niederhalter 10 ist als bügelförmiges Bauteil ausgeführt, z.B. als Stanz-Biege-Teil. Der Niederhalter 10 weist ein teilringförmiges Grundelement 11 auf, von dem aus abgebogen ein Niederhaltebügel 13 verläuft, der an einer stromabwärtigen Endfläche 14 des Anschlussstutzens 6 an der Brennstoffverteilerleitung 4 im eingebauten Zustand anliegt.

[0018] Gegenüber den bekannten Zwischenelementelösungen soll einerseits auf einfache Art und Weise eine verbesserte Geräuschdämpfung, vor allen Dingen im geräuschkritischen Leerlaufbetrieb, durch eine gezielte Auslegung und Geometrie des Zwischenelements 24 erreicht werden, und andererseits soll einfach und kostengünstig ein Toleranzausgleich, der ein Verkippen des Brennstoffeinspritzventils um bis zu 1° erlaubt, und ein querkraftfreier Betrieb unter Temperatureinfluss ermöglicht sein. Die maßgebliche Geräuschquelle des Brennstoffeinspritzventils 1 bei der direkten Hochdruckeinspritzung sind die während des Ventilbetriebs in den Zylinderkopf 9 eingeleiteten Kräfte (Körperschall), die zu einer strukturellen Anregung des Zylinderkopfs 9 führen und von diesem als Luftschall abgestrahlt werden. Um eine Geräuschverbesserung zu erreichen, ist daher eine Minimierung der in den Zylinderkopf 9 eingeleiteten Kräfte anzustreben. Neben der Verringerung der durch die Einspritzung verursachten Kräfte kann dies durch eine Beeinflussung des Übertragungsverhaltens zwischen dem Brennstoffeinspritzventil 1 und dem Zylinderkopf 9 erreicht werden.

[0019] Im mechanischen Sinne kann die Lagerung des Brennstoffeinspritzventils 1 auf dem passiven Zwischenelement 24 in der Aufnahmebohrung 20 des Zylinderkopfes 9 als ein gewöhnliches Feder-Masse-Dämpfer-System abgebildet werden, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Die Masse M des Zylinderkopfs 9 kann dabei gegenüber der Masse m des Brennstoffeinspritzventils 1 in erster Näherung als unendlich groß angenommen werden. Das Übertragungsverhalten eines solchen Systems zeichnet sich durch eine Verstärkung bei niedrigen Frequenzen im Bereich der Resonanzfrequenz f_R und einen Isolationsbereich oberhalb der Entkoppelfrequenz f_E aus (siehe Figur 3).

[0020] Die Entkopplung des Brennstoffeinspritzventils 1 vom Zylinderkopf 9 mit Hilfe einer geringen Federsteifigkeit c des Entkopplungselements 25, das ringförmig, insbesondere als geschlossener Ring, und im Querschnitt polsterartig ausgeführt ist, wird neben dem geringen Bauraum durch eine Einschränkung der zulässigen axialen Maximalbewegung des Brennstoffeinspritzventils 1 während des Motorbetriebs erschwert. Im Fahrzeug treten typischerweise folgende quasi-statische Lastzustände auf:

1. die nach der Montage durch einen Niederhalter 10 aufgebrachte statische Niederhaltekraft F_NH,

2. die bei Leerlauf-Betriebsdruck vorliegende Kraft F_L und

3. die bei nominalem Systemdruck vorliegende Kraft F_Sys.

[0021] Um die geräuschentkoppelnden Maßnahmen bei typischen Randbedingungen der Kraftstoffdirekteinspritzung (geringer Bauraum, große Kräfte, geringe axiale Gesamtbewegung des Brennstoffeinspritzventils 1) auf einfache und kostengünstige Weise umsetzen zu können, ist das Entkopplungselement 25 mit seinem polsterartigen Querschnitt über seinen ringförmigen Verlauf weiterhin so gestaltet, dass eine untere, z.B. weitgehend ebene Stirnfläche 26 vorgesehen ist, die auf einer Schulter 23 der Aufnahmebohrung 20 im Zylinderkopf 9 aufliegt, und eine obere Stirnfläche 27 vorgesehen ist, die von radial außen nach radial innen konisch ansteigend verläuft und Anlagekontakt mit einer sphärisch gewölbten Schulterfläche 21 des Ventilgehäuses 22 des Brennstoffeinspritzventils 1 hat.

[0022] In der Figur 4 ist ein Querschnitt durch ein Entkopplungselement 25 in einer Einbausituation an einem Brennstoffeinspritzventil 1 im Bereich des in Figur 1 gezeigten scheibenförmigen Zwischenelements 24 dargestellt, wobei das Zwischenelement 24 durch das Entkopplungselement 25 ersetzt ist.

[0023] Erfindungsgemäß ist das Entkopplungselement 25 verliergesichert am Brennstoffeinspritzventil 1 angeordnet, indem ein Sicherungsring 29 unterhalb des Entkopplungselements 25 am Außenumfang des Brennstoffeinspritzventils 1 aufgebracht ist. Der Sicherungsring 29 stellt dabei einen geschlossenen Kunststoffring dar. Der Sicherungsring 29 zeichnet sich als ein massives Bauelement aus, das klein und kompakt ausgeführt ist und das in verschiedene Richtungen abstehende Funktionsbereiche aufweist. Das Entkopplungselement 25 muss verliersicher am Brennstoffeinspritzventil 1 befestigt werden, um eine gemeinsame Montage und Demontage von Brennstoffeinspritzventil 1 und Entkopplungselement 25 beim OEM in den Zylinderkopf 9 der Brennkraftmaschine zu ermöglichen. Auf diese Weise muss der OEM nur eine Gesamtbaugruppe handhaben.

[0024] In einer vergrößerten Detailansicht sind in der Figur 5 das Entkopplungselement 25 und der Sicherungsring 29 als Ausschnitt V der Figur 4 gezeigt. Der radial am weitesten nach innen stehende Funktionsbereich ist ein Halteebereich 30, der mit einer am Ventilgehäuse 22 eingebrachten Nut 31 korrespondiert. Ausgehend vom Haltebereich 30 erstreckt sich ein in Richtung zum Entkopplungselement 25 zeigender Schrägbereich 32 mit einer Einführschräge, der eine Vorpositionierfunktion erfüllen soll. Der radial am weitesten nach außen stehende Funktionsbereich ist ein Sicherungsbereich 33, der radial soweit das Entkopplungselement 25 (mit einem zumindest im eingebauten Zustand geringen axialen Abstand) untergreift, dass ein Abrutschen des Entkopplungselements 25 vom Brennstoffeinspritzventil 1 vor dessen Einbau in der Aufnahmebohrung 20 ausgeschlossen ist. Ein nach unten abstehendender Funktionsbereich ist ein Zentrierbereich 34, der ringkragenartig ausgeführt ist und mit einer Spielpassung an dem Ventilgehäuse 22 anliegt.

[0025] Erfindungsgemäß ist der Sicherungsring 29 genauso kompakt und in seinen Außenabmessungen gestaltet, dass im Auslenkungs-/Verkippungsfall des Brennstoffeinspritzventils 1 kein Kontakt zwischen der Wandung der Aufnahmebohrung 20 des Zylinderkopfes 9 und dem Sicherungsring 29 entsteht. Dies würde wieder zu einem Querkrafteintrag auf das Brennstoffeinspritzventil 1 und somit zur unerwünschten Biegung führen. Außerdem wäre ein sicheres Halten des Sicherungsrings 29 am Brennstoffeinspritzventil 1 über die gesamte Lebensdauer nicht mehr gewährleistet.

[0026] Der Sicherungsring 29 aus Kunststoff wird vor seiner Montage auf dem Brennstoffeinspritzventil 1 konditioniert. Dabei wird der Kunststoff gezielt mit z.B. Wasser zum Aufquellen angereichert. Hierdurch erhöht sich seine Dehnbarkeit, ohne dass Risse o.ä. im Gefüge des Kunststoffs entstehen. Anschließend wird der Sicherungsring 29 über einen Bund 37 am Ventilgehäuse 22 gedehnt. Die dabei entstehende Belastung ist aufgrund des speziell konditionierten Zustands für den Sicherungsring 29 verträglich. Um dem Montageprozess sicher und zuverlässig durchführen zu können, besitzt das Brennstoffeinspritzventil 1 an seinem Bund 37 eine Einführschräge von z.B. 30°. Ein über der Einführschräge vorgesehener kurzer zylindrischer Abschnitt am Bund 37 hilft dabei, ein Umstülpen des Sicherungsringes 29 beim Montieren sicher zu unterbinden. Um ein radiales Vorpositionieren des Sicherungsringes 29 zu ermöglichen, ist der Sicherungsring mit dem Schrägbereich 32 ausgestattet, der eine Einführschräge von z.B. 45° besitzt. Die am Ventilgehäuse 22 eingebrachte Nut 31 sorgt dafür, dass der dem Schrägbereich 32 folgende Haltebereich 30 gefangen wird, so dass verhindert ist, dass im eingebauten Zustand kein Kontakt oder ein Sitz "auf Block" an dem Entkopplungselement 25 vorliegt. Hierdurch würde ansonsten die Schwenkbarkeit des Brennstoffeinspritzventils 1 erheblich eingeschränkt werden. Im montierten Zustand ist der Sicherungsring 29 mit Pressung in der Nut 31 ausgelegt, d.h. der maximale Innendurchmesser des Sicherungsringes 29 ist kleiner als der minimale Außendurchmesser des Nutgrundes am Ventilgehäuse 22. Nach der Montage der Baueinheit Brennstoffeinspritzventil 1/Entkopplungselement 25/Sicherungsring 29 in der Aufnahmebohrung 20 wird der Kunststoff seinen Feuchtigkeitsgehalt wieder auf das ursprüngliche Maß abbauen, wodurch der Festsitz am Brennstoffeinspritzventil 1 nochmals erhöht wird.

[0027] In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Entkopplungselement 25 an seiner Oberseite die konisch bzw. kegelig verlaufende Stirnfläche 27 auf, die im eingebauten Zustand mit der ballig bzw. sphärisch ausgeführten, konvex gewölbten Schulterfläche 21 des Ventilgehäuses 22 des Brennstoffeinspritzventils 1 korrespondiert. Die Schulterfläche 21 des Ventilgehäuses 22 ist dabei an einer radial nach außen stehenden Schulter 28 ausgebildet. Die Schulterfläche 21 des Ventilgehäuses 22 muss nicht durchgehend sphärisch gewölbt verlaufen; es genügt eine solche Ausformung im Kontaktbereich mit der konisch verlaufenden Stirnfläche 27 des Entkopplungselements 25. Die jeweiligen Übergänge der oberen Stirnfläche 27 und der unteren Stirnfläche 26 zu den beiden inneren und äußeren Ringmantelflächen des Entkopplungselements 25 können abgerundet sein. Die Geometrie mit einem flachen Winkel bzw. einem großen Radius der Wölbung an der sphärisch gewölbten Schulterfläche 21 des Ventilgehäuses 22 und der konisch bzw. kegelig verlaufenden Stirnfläche 27 des Entkopplungselements 25 ermöglicht in Verbindung mit einem relativ großen Spiel nach radial innen zum Brennstoffeinspritzventil 1 hin und mit einem geringen Spiel nach radial außen zur Wandung der Aufnahmebohrung 20 hin den Einsatz eines spritzbaren Kunststoffelements oder eines kaltverformten Aluminiumelements. Ein solches Entkopplungselement 25 ist kostengünstig zu fertigen und entkoppelt den Körperschall in der gewünschten Weise.

[0028] Zusammen mit der geringfügig konvex gewölbten Schulterfläche 21 des Ventilgehäuses 22 entsteht eine schwenkbare bzw. verkippbare Verbindung zum Toleranzausgleich. Bei Versatz zwischen dem Brennstoffeinspritzventil 1 und der Aufnahmebohrung 20 im Rahmen der tolerierten Fertigungsschwankungen kann es zu einer leichten Schiefstellung des Brennstoffeinspritzventils 1 kommen. Durch die schwenkbare Verbindung zwischen dem Brennstoffeinspritzventil 1 und dem Entkopplungselement 25 werden dann Querkräfte bei einer Schiefstellung des Brennstoffeinspritzventils 1 weitgehend vermieden. Ein über die Schulter 23 der Aufnahmebohrung 20 in Richtung zum Sicherungsring 29 ragender und schräg ausgeführter Kragen 38 am Entkopplungselement 25 kann für eine noch bessere Stabilisierung des Entkopplungselements 25 im Verkippungsfall sorgen bzw. ermöglicht die sehr kompakte Ausführung des Sicherungsrings 29, da das Entkopplungselement 25 im Bereich des Kragens 38 bei geringen radialen Abmessungen des Sicherungsringes 29 bereits sicher untergriffen ist.

[0029] In den Figuren 6 und 7 ist eine alternative Ausführung eines erfindungsgemäßen Sicherungsrings 29 dargestellt, wobei Figur 6 die Einbausituation zeigt und Figur 7 den Sicherungsring 29 als Einzelbauteil in einer schrägen Draufsicht. Auch diese Ausführung des Sicherungsrings 29 stellt einen kompakten, massiven, geschlossenen Kunststoffring dar. Diese Variante des Sicherungsrings 29 bietet in vorteilhafter Weise die Möglichkeit einer ungerichteten Montage im Fertigungswerk des Brennstoffeinspritzventils 1. Bei der in den Figuren 4 und 5 gezeigten Ausführung muss der Sicherungsring 29 aufgrund seiner als Schrägbereich 32 ausgebildeten Vorpositionierfase in gerichteter Form in der Montagelinie zugeführt werden, was eine gewisse Fehleranfälligkeit mit sich führt.

[0030] Der Sicherungsring 29 ist auf seiner Ober- und Unterseite quasi symmetrisch ausgeführt. Deshalb ist es egal, in welcher Lage der Sicherungsring 29 auf dem Brennstoffeinspritzventil 1 montiert wird. Er verhält sich bezüglich Montage und Funktion in beiden Einbaurichtungen gleich. Ähnlich dem ringkragenartigen Zentrierbereich 34 des ersten Ausführungsbeispiels stehen vom Grundkörper des Sicherungsrings 29 nach oben und unten ringabschnittförmige Stegbereiche 42 ab, von denen z.B. sechs voneinander beabstandet über den Gesamtring ausgeformt sind. Der Sicherungsring 29 ist dabei auf der Unter- und Oberseite nur quasi symmetrisch aufgebaut, da die unterbrochenen Stegbereiche 42, die einen leicht trapezförmigen Querschnitt aufweisen, z.B. um 30° versetzt angeordnet sind, so dass den Lücken zwischen den Stegbereichen 42 der einen Seite immer Stegbereiche 42 auf der anderen Seite gegenüberliegen. Eine solche Ausformung hat sowohl festigkeits- als auch spritzgusstechnische Vorteile.

Ansprüche

1. Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum, wobei die Brennstoffeinspritzvorrichtung wenigstens ein Brennstoffeinspritzventil (1) und eine Aufnahmebohrung (20) für das Brennstoffeinspritzventil (1) umfasst, und ein Entkopplungselement (25) zwischen einem Ventilgehäuse (22) des Brennstoffeinspritzventils (1) und einer Wandung der Aufnahmebohrung (20) eingebracht ist,
wobei das Entkopplungselement (25) verliergesichert am Brennstoffeinspritzventil (1) angeordnet ist, indem ein Sicherungsring (29) unterhalb des Entkopplungselements (25) am Außenumfang des Brennstoffeinspritzventils (1) aufgebracht ist und der Sicherungsring (29) ein geschlossener Kunststoffring ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Sicherungsring (29) ein massives Bauelement darstellt, das in verschiedene Richtungen abstehende Funktionsbereiche aufweist.

2. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der radial am weitesten nach innen stehende Funktionsbereich ein Haltebereich (30) ist, der mit einer am Ventilgehäuse (22) eingebrachten Nut (31) korrespondiert.

3. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein ausgehend vom Haltebereich (30) in Richtung zum Entkopplungselement (25) zeigender Schrägbereich (32) mit einer Einführschräge zur Vorpositionierung vorgesehen ist.

4. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der radial am weitesten nach außen stehende Funktionsbereich ein Sicherungsbereich (33) ist, der radial soweit das Entkopplungselement (25) untergreift, dass ein Abrutschen des Entkopplungselements (25) vom Brennstoffeinspritzventil (1) vor dessen Einbau in der Aufnahmebohrung (20) ausgeschlossen ist.

5. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein nach unten abstehendender Funktionsbereich ein Zentrierbereich (34) ist, der ringkragenartig ausgeführt ist.

6. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Sicherungsring (29) auf seiner Ober- und Unterseite jeweils mehrere ringabschnittförmige Stegbereiche (42) aufweist, die voneinander beabstandet über den Gesamtring ausgeformt sind.

7. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ringabschnittförmigen Stegbereiche (42) in einer Projektion in eine Ebene zueinander versetzt ausgeformt sind, so dass den Lücken zwischen den Stegbereichen (42) der einen Seite immer Stegbereiche (42) auf der anderen Seite gegenüberliegen.

8. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Entkopplungselement (25) ringförmig, insbesondere als geschlossener Ring, ausgeführt ist, der eine untere Stirnfläche (26) hat, die auf einer Schulter (23) der Aufnahmebohrung (20) aufliegt, und der eine obere Stirnfläche (27) hat, die von radial außen nach radial innen konisch ansteigend verläuft und Anlagekontakt mit einer sphärisch gewölbten Schulterfläche (21) des Ventilgehäuses (22) des Brennstoffeinspritzventils (1) hat.

9. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Entkopplungselement (25) ein gespritztes Kunststoffelement oder ein kaltverformtes Aluminiumelement ist.

10. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Entkopplungselement (25) derart eingebaut ist, dass ein relativ großes Spiel nach radial innen zum Brennstoffeinspritzventil (1) hin und ein sehr geringes Spiel nach radial außen zur Wandung der Aufnahmebohrung (20) hin vorliegt.

11. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Entkopplungselement (25) im Bereich seiner oberen, konisch verlaufenden Stirnfläche (27) eine schwenkbare bzw. verkippbare Verbindung mit dem Brennstoffeinspritzventil (1) zum Toleranzausgleich eingeht.

12. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aufnahmebohrung (20) für das Brennstoffeinspritzventil (1) in einem Zylinderkopf (9) ausgebildet ist und die Aufnahmebohrung (20) eine Schulter (23) besitzt, die senkrecht zur Erstreckung der Aufnahmebohrung (20) verläuft und auf der das Entkopplungselement (25) aufliegt.

Claims

1. Fuel injection device for fuel injection systems of internal combustion engines, in particular for direct injection of fuel into a combustion chamber, wherein the fuel injection device comprises at least one fuel injection valve (1) and a receiving bore (20) for the fuel injection valve (1), and a decoupling element (25) is introduced between a valve housing (22) of the fuel injection valve (1) and a wall of the receiving bore (20),
wherein the decoupling element (25) is captively arranged on the fuel injection valve (1) in that a securing ring (29) is mounted on the outer circumference of the fuel injection valve (1) below the decoupling element (25) and the securing ring (29) is a closed plastic ring, characterized
in that the securing ring (29) constitutes a solid structural element which has functional regions which project in different directions.

2. Fuel injection device according to Claim 1,
characterized
in that the functional region which projects furthest inwards radially is a holding region (30), which corresponds to a groove (31) formed on the valve housing (22) .

3. Fuel injection device according to Claim 2,
characterized
in that provision is made of an inclined region (32), which, from the holding region (30), points in the direction of the decoupling element (25) and which has an insertion bevel for pre-positioning.

4. Fuel injection device according to one of Claims 1 to 3,
characterized
in that the functional region which projects furthest outwards radially is a securing region (33), which engages below the decoupling element (25) radially to such an extent that a situation in which, prior to being fitted in the receiving bore (20), the decoupling element (25) slips off from the fuel injection valve (1) is ruled out.

5. Fuel injection device according to one of Claims 1 to 4,
characterized
in that a functional region projecting downwards is a centring region (34), which is of annular collar-like form.

6. Fuel injection device according to Claim 1 or 2,
characterized
in that the securing ring (29) has on its top and bottom sides in each case multiple annular section-shaped web regions (42) which are formed spaced apart from one another over the entire ring.

7. Fuel injection device according to Claim 6,
characterized
in that the annular section-shaped web regions (42), in a projection into a plane, are formed offset from one another such that situated opposite the gaps between the web regions (42) on one side are always web regions (42) on the other side.

8. Fuel injection device according to one of the preceding claims,
characterized
in that the decoupling element (25) is of annular form, in particular is formed as a closed ring, which has a lower end surface (26), which abuts against a shoulder (23) of the receiving bore (20), and which has an upper end surface (27), which extends so as to rise conically from radially outside to radially inside and has abutting contact with a spherically curved shoulder surface (21) of the valve housing (22) of the fuel injection valve (1) .

9. Fuel injection device according to Claim 8,
characterized
in that the decoupling element (25) is an injection-moulded plastic element or a cold-worked aluminium element.

10. Fuel injection element according to one of the preceding claims,
characterized
in that the decoupling element (25) is fitted such that there is relatively large play radially inwards towards the fuel injection valve (1) and very little play radially outwards towards the wall of the receiving bore (20) .

11. Fuel injection valve according to one of the preceding claims,
characterized
in that the decoupling element (25), in the region of its upper, conically extending end surface (27), enters into a pivotable or tiltable connection with the fuel injection valve (1) for tolerance compensation.

12. Fuel injection valve according to one of the preceding claims,
characterized
in that the receiving bore (20) for the fuel injection valve (1) is formed in a cylinder head (9), and the receiving bore (20) has a shoulder (23) which extends perpendicular to the extent of the receiving bore (20) and on which the decoupling element (25) bears.

Revendications

1. Dispositif d'injection de carburant pour systèmes d'injection de carburant de moteurs à combustion interne, en particulier pour l'injection directe de carburant dans une chambre de combustion, dans lequel le dispositif d'injection de carburant comporte au moins une soupape d'injection de carburant (1) et un alésage de réception (20) pour la soupape d'injection de carburant (1), et un élément de découplage (25) est introduit entre un carter de soupape (22) de la soupape d'injection de carburant (1) et une paroi de l'alésage de réception (20),
dans lequel l'élément de découplage (25) est disposé de manière imperdable sur la soupape d'injection de carburant (1), par le fait qu'une bague de fixation (29) est appliquée en dessous de l'élément de découplage (25) sur la périphérie extérieure de la soupape d'injection de carburant (1) et la bague de fixation (29) est une bague en matière synthétique fermée,
caractérisé en ce que
la bague de fixation (29) constitue un élément structural plein qui présente des régions fonctionnelles faisant saillie dans différentes directions.

2. Dispositif d'injection de carburant selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la région fonctionnelle située radialement le plus à l'intérieur est une région de retenue (30) qui correspond à une rainure (31) ménagée sur le carter de soupape (22).

3. Dispositif d'injection de carburant selon la revendication 2,
caractérisé en ce
qu'une région oblique (32) orientée en direction de l'élément de découplage (25) à partir de la région de retenue (30) est dotée d'un biseau d'insertion pour le pré-positionnement.

4. Dispositif d'injection de carburant selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
la région fonctionnelle située radialement le plus à l'extérieur est une région de fixation (33) qui vient en prise par le dessous radialement avec l'élément de découplage (25) dans une mesure telle qu'un glissement de l'élément de découplage (25) à partir de la soupape d'injection de carburant (1) avant son installation dans l'alésage de réception (20) est impossible.

5. Dispositif d'injection de carburant selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce
qu'une région fonctionnelle faisant saillie vers le bas est une région de centrage (34) qui est réalisée en forme de rebord annulaire.

6. Dispositif d'injection de carburant selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que
la bague de fixation (29) comprend sur son côté supérieur et son côté inférieur respectivement plusieurs régions nervurées (42) en forme de parties annulaires, lesquelles sont formées de manière espacée les unes des autres sur toute la bague.

7. Dispositif d'injection de carburant selon la revendication 6,
caractérisé en ce que
les régions nervurées (42) en forme de parties annulaires sont formées de manière décalée les unes par rapport aux autres dans une projection dans un plan, de telle sorte que les interstices entre les régions nervurées (42) de l'un des côtés soient toujours en regard de régions nervurées (42) sur l'autre côté.

8. Dispositif d'injection de carburant selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
l'élément de découplage (25) est réalisé en forme de bague, en particulier en tant que bague fermée qui comporte une face frontale inférieure (26) qui repose sur un épaulement (23) de l'alésage de réception (20), et qui comporte une face frontale supérieure (27) qui s'étend de manière croissante de façon conique radialement de l'extérieur vers l'intérieur et présente un contact d'appui avec une surface d'épaulement (21) bombée de manière sphérique du carter de soupape (22) de la soupape d'injection de carburant (1).

9. Dispositif d'injection de carburant selon la revendication 8,
caractérisé en ce que
l'élément de découplage (25) est un élément en matière synthétique moulé par injection ou un élément en aluminium déformé à froid.

10. Dispositif d'injection de carburant selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
l'élément de découplage (25) est installé de telle sorte qu'un jeu radialement grand est présent radialement vers l'intérieur en direction de la soupape d'injection de carburant (1) et qu'un jeu très faible est présent radialement vers l'extérieur en direction de la paroi de l'alésage de réception (20).

11. Dispositif d'injection de carburant selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que,
dans la région de sa face frontale (27) supérieure s'étendant de manière conique, l'élément de découplage (25) entre en liaison pivotante ou basculante avec la soupape d'injection de carburant (1) pour la compensation des tolérances.

12. Dispositif d'injection de carburant selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
l'alésage de réception (20) pour la soupape d'injection de carburant (1) est formé dans une culasse (9) et l'alésage de réception (20) comporte un épaulement (23) qui s'étend perpendiculairement à l'étendue de l'alésage de réception (20) et sur lequel l'élément de découplage (25) repose.

Zeichnung