AUSGLEICHSELEMENT FÜR EIN BRENNSTOFFEINSPRITZVENTIL

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einem Ausgleichselement für ein Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1.

[0002] Aus der DE 197 35 665 A1 ist eine Brennstoffeinspritzanlage bekannt, die ein Ausgleichselement aufweist, das aus einem Stützkörper besteht, der eine kalottenförmige Stützfläche hat. Ein Brennstoffeinspritzventil stützt sich über dieses Ausgleichselement in einer Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes ab. Da das Brennstoffeinspritzventil auf der kugelförmig ausgeformten Kalottenfläche mit einer Stützfläche aufliegt, kann das Brennstoffeinspritzventil bis zu einer gewissen Winkelabweichung zur Achse der Aufnahmebohrung montiert werden und fest in die Aufnahmebohrung durch geeignete Mittel, beispielsweise eine Spannpratze gedrückt werden. Somit wird eine einfache Anpassung an die Brennstoffzuleitungen ermöglicht. Toleranzen bei der Fertigung und bei der Montage der Brennstoffeinspritzventile können ausgeglichen werden.

[0003] Nachteilig ist jedoch, daß der Stützkörper aufwendig zu fertigen ist und eine genau herzustellende Kugelfläche erfordert. Der starre Stützkörper kann nicht zusammengedrückt werden und es erfolgt somit kein Ausgleich in axialer Richtung der Aufnahmebohrung. Der Ausgleich von Toleranzen kann auch nur auf der vorgegebenen Geometrie der Kugelfläche erfolgen. Es ist keine rein zur Aufnahmebohrung radiale Ausgleichsbewegung möglich.

[0004] Die in der DE 197 35 665 A1 vorgeschlagene Variante, die Kugelfläche an dem Zylinderkopf selbst auszuformen und somit ein eigenes Bauteil zu vermeiden, hat den zusätzlichen Nachteil, daß die eine hohe Genauigkeit erfordernde Kugelfläche in einer Bohrung an dem relativ großen Werkstück des gesamten Zylinderkopfs ausgebildet werden muß. Dies hat daher fertigungstechnische Nachteile.

[0005] Ebenfalls in der DE 197 35 665 A1 ist ein Zwischenstück an der Zulaufseite eines Brennstoffeinspritzventils vorgeschlagen, um einen Toleranzausgleich bezüglich der Achsen des Brennstoffeinspritzventils und einer Brennstoff-Auslaßöffnung einer Brennstoffverteilerleitung zu erreichen. Ein Düsenkörper des Brennstoffeinspritzventils wird dabei in eine Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes eingefügt und durch geeignete Haltemittel, beispielsweise eine Spannpratze, gehalten, wodurch die Lage der Achse des Brennstoffeinspritzventils vorgegeben ist. Der Ausgleich eines eventuellen Achsversatzes zwischen der Achse des Brennstoffeinspritzventils und der Achse der Brennstoff-Auslaßöffnung der Brennstoffverteilerleitung erfolgt durch Verkippen des dazwischen angeordneten Zwischenstücks. Dieses wird durch jeweils einen Dichtring zur Brennstoffverteilerleitung sowie zum Brennstoffeinspritzventil abgedichtet.

[0006] Nachteilig ist der zusätzliche Aufwand mit mehreren weiteren Bauelementen und die zusätzliche Anzahl an abzudichtenden Verbindungen. Da das Zwischenstück eine zusätzliche Bauhöhe bedingt, kann es nur relativ kurz ausgebildet werden. Dies führt dazu, daß bereits bei geringem auszugleichenden Versatz der Achsen ein relativ großer Winkel des Zwischenstücks zu den Achsen erforderlich ist. Die Abdichtung mittels Dichtring zwischen Brennstoffeinspritzventil und Zwischenstück einerseits und Brennstoff-Auslaßöffnung und Zwischenstück andererseits beruht jedoch im Fall einer Abwinkelung nur auf der Elastizität des jeweiligen Dichtrings. Bei zu großem Winkel besteht daher die Gefahr, daß die Dichtringe nicht einer gleichmäßigen Pressung zwischen den jeweiligen Dichtflächen unterliegen, was zu Undichtigkeiten führen kann.

[0007] Aus der DE 197 43 103 A1 ist eine Wärmeschutzhülse bekannt, die ein Brennstoffeinspritzventil an einem Düsenkörper umschließt. Die Wärmeschutzhülse ist in eine abgestufte Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine eingesetzt und umschließt einen abspritzseitigen Düsenkörperabschnitt eines in die Aufnahmebohrung eingesetzten Brennstoffeinspritzventils umfänglich. Die Wärmeschutzhülse weist an einem Ende einen Kragen auf, der an einer Stufe der Aufnahmebohrung anliegt. Weiterhin weist sie an ihrem abspritzseitigen Ende einen umgebogenen Abschnitt auf, womit über eine gewisse Länge die Hülse doppellagig ausgebildet ist. In diesem Bereich ist die Hülse zwischen Düsenkörper und Bohrung im Zylinderkopf radial verklemmt. Da in Richtung der Brennstoffzuleitung des Brennstoffeinspritzventils auf den doppellagig ausgebildeten Abschnitt ein sich verjüngender Abschnitt der Wärmeschutzhülse folgt, an dem ein sich ebenfalls verjüngender Abschnitt des Brennstoffeinspritzventils anliegt, wird eine.gewisse axiale Kraftübertragung von dem Düsenkörper des Brennstoffeinspritzventils auf die Wärmeschutzhülse ermöglicht.

[0008] Jedoch ist hierbei keinerlei Toleranzausgleich der Position des Brennstoffeinspritzventils in der Aufnahmebohrung möglich. Das Brennstoffeinspritzventil liegt außerdem an einer Schrägstufe der Aufnahmebohrung an, wodurch die Achsstellung des Brennstoffeinspritzventils vollständig bestimmt ist.

[0009] Aus der JP 06-010794 A ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das in eine Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine einsetzbar ist. Das Brennstoffeinspritzventil dient dabei zur direkten Einspritzung von Brennstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine. Umgeben ist das Brennstoffeinspritzventil von einem dreiteiligen Ausgleichselement. Das Ausgleichselement weist dabei zwei umfänglich an dem Brennstoffeinspritzventil anlegbare starre Kupferringe auf. Zwischen den beiden Kupferringen ist ein mit beiden Ringen verbundener elastischer Zwischenring angeordnet. Die beiden Kupferringe sind flach, eben und scheibenförmig ausgeführt, um sich ausschließlich an senkrecht zur Ventillängsachse des Brennstoffeinspritzventils verlaufenden Schultern des Brennstoffeinspritzventils bzw. der Aufnahmebohrung im Zylinderkopf optimal abzustützen.

Vorteile der Erfindung

[0010] Das erfindungsgemäße Ausgleichselement mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es sowohl ein Verkippen des Brennstoffeinspritzventils zur Achse der Aufnahmebohrung über einen relativ großen Winkelbereich als auch ein Verschieben des Brennstoffeinspritzventils aus der Mittelachse, der Aufnahmebohrung radial ermöglicht. Außerdem ist das erfindungsgemäße Ausgleichselement einfach und kostengünstig zu fertigen. Das Ausgleichselement überträgt die axiale Kraft zwischen Brennstoffeinspritzventil und Aufnahmebohrung im Zylinderkopf, durch die sich das Brennstoffeinspritzventil gegen die es fixierende Haltekraft abstützt.

[0011] Daher kann die Haltekraft und Position des Brennstoffeinspritzventils problemlos eingestellt werden, da das Ausgleichselement vorteilhaft in axialer Richtung der Aufnahmebohrung flexibel nachgibt und durch die Komprimierbarkeit des Zwischenrings der Anstieg der Haltekraft über die Eintauchtiefe des Brennstoffeinspritzventils in die Aufnahmebohrung regelbar ist.

[0012] Die Verwendung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Ausgleichselements läßt daher relativ große Fertigungstoleranzen bei der Herstellung sowohl des Zylinderkopfs als auch bei der Herstellung des Brennstoffeinspritzventils und der Brennstoffverteilerleitung zu.

[0013] Entsprechend Anspruch 1 weist der erste Ring eine Kegelfläche auf. Diese kann an einer kegelförmigen Schulter des Brennstoffeinspritzventils zu liegen kommen. Dadurch wird das Brennstoffeinspritzventil in dem ersten Ring zentriert und geführt. Der Toleranzausgleich erfolgt dann sicher durch elastische Verformung des Zwischenrings und nicht durch eine fehlerhafte Lage des Ausgleichselements.

[0014] Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Ausgleichselements möglich.

[0015] Vorteilhaft können erster und zweiter Ring aus Blechstanzteilen bestehen, die kostengünstig herzustellen sind.

Zeichnung

[0016] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

ein mit einem erfindungsgemäßen Ausgleichselement in einen Zylinderkopf eingesetztes Brennstoffeinspritzventil, wobei das Ausgleichselement und der Zylinderkopf geschnitten dargestellt sind, und

Fig. 2

eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts II in Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

[0017] Fig. 1 zeigt ein Brennstoffeinspritzventil 1 mit einem erfindungsgemäßen Ausgleichselement 2. Das Brennstoffeinspritzventil 1 dient zum Einspritzen von Brennstoff bei einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine. Das dargestellte Brennstoffeinspritzventil 1 ist ein Hochdruckeinspritzventil zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum 3 der Brennkraftmaschine, der in der Zeichnung unterhalb eines nur zum Teil dargestellten Zylinderkopfes 4 liegt. Das erfindungsgemäße Ausgleichselement 2 kann jedoch auch in anderen Fällen angewandt werden.

[0018] Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist einen Düsenkörper 5 mit einem abspritzseitigen Ende 6 auf und ist in einer Aufnahmebohrung 7 des geschnitten, andeutungsweise dargestellten Zylinderkopfes 4 montiert.

[0019] Fig. 1 zeigt weiter einen in einer Nut 8 des Düsenkörpers 5 liegenden, brennraumseitigen Dichtring 9, der einen Ringspalt 10 zwischen Düsenkörper 5 und Aufnahmebohrung 7 abdichtet und beispielsweise aus Teflon® besteht. Fig. 1 zeigt weiter am Brennstoffeinspritzventil 1 einen geschnitten dargestellten Brennstoffzulauf 11, beispielsweise einer Brennstoffverteilerleitung, der mittels eines Dichtrings 12 gegenüber einem Anschlußstutzen 13 des Brennstoffeinspritzventils 1 abgedichtet ist. Der Dichtring 12 wird von einem Flansch 14 des Anschlußstutzens 13 und einem Stützring 15 geführt.

[0020] Ein Anschlußstecker 16 dient für das hier beispielhaft vorgesehene Brennstoffeinspritzventil 1 mit elektrischer Ansteuerung zum Anschluß einer hier nicht dargestellten elektrischen Steuerleitung.

[0021] Auf einen Bund 17 am Düsenkörper 5 des Brennstoffeinspritzventils 1 drückt ein hier nicht dargestellter Niederhalter, der das Brennstoffeinspritzventil 1 in der Aufnahmebohrung 7 hält.

[0022] Das Ausgleichselement 2 weist einen starren ersten Ring 18 sowie einen starren zweiten Ring 19 und einen elastischen Zwischenring 20 auf, die in der gewählten Ausführungsform durch Vulkanisation des in Gummi ausgeführten elastischen Zwischenrings 20 unlösbar miteinander verbunden sind. Es sind auch Ausführungen aus anderem elastischen Material wie beispielsweise einem anderen Elastomer oder Teflon® oder eine Verklebung des elastischen Zwischenrings 20 mit erstem Ring 18 und zweitem Ring 19 denkbar.

[0023] Zur Verdeutlichung der Ausgleichsfunktion des Ausgleichselements 2 ist eine Ventilmittelachse 21 des Brennstoffeinspritzventils 1 eingezeichnet. Diese kann durch elastische Verformung des elastischen Zwischenrings 20 und eine dadurch mögliche Anpassungsbewegung des Brennstoffeinspritzventils 1 an die geometrische Lage des Brennstoffzulaufs 11 sowohl um eine Distanz d als auch zusätzlich um einen Winkel α von einer Bohrungsmittelachse 22 abweichen.

[0024] Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts II in Fig. 1. Dargestellt ist der Düsenkörper 5, ein Gehäuseabschnitt 23 des Brennstoffeinspritzventils 1 mit größerem Durchmesser und eine kegelförmige Schulter 24 des Brennstoffeinspritzventils 1. Das Ausgleichselement 2 ist geschnitten dargestellt.

[0025] Der starre erste Ring 18 weist eine innere Kegelfläche 25 auf, die an der kegelförmigen Schulter 24 des Brennstoffeinsprizventils 1 anliegt. Der starre zweite Ring 19 weist eine ebene kreisringförmige Fläche 26 auf, die an einer Abstufung 27 der Aufnahmebohrung 7 anliegt. Der elastische Zwischenring 20 verbindet unlösbar den starren ersten Ring 18 und mit dem starren zweiten Ring 19. Zwischen Düsenkörper 5 und Aufnahmebohrung 7 befindet sich ein Ringspalt 10. Sowohl der Zwischenring 20 als auch der zweite Ring 19 weisen einen weitgehend rechteckförmigen Querschnitt auf.

[0026] Vorteilhaft zentriert sich das Brennstoffeinspritzventil 1 durch die kegelförmige Schulter 24 und die Kegelfläche 25 an dem starren ersten Ring 18 und kann auf diesen auch zu der Ventilmittelachse 21 radiale Kräfte übertragen. Beim Anziehen der nicht dargestellten Spannpratze stellt sich das Brennstoffeinspritzventil 1 durch einseitig stärkere Kompression des elastischen Zwischenrings 20 selbsttätig auf den nötigen Kippwinkel α und durch die von dem Brennstoffeinspritzventil 1 übertragene Kraft auf die nötige Distanz d einer radialen Verschiebung ein, so daß der Brennstoffzulauf 11 mit dem Brennstoffeinspritzventil 1 spannungsfrei verbunden ist.

[0027] Daneben kann auch durch stärkeres Zusammendrücken des elastischen Zwischenrings 20 auf seinem vollen Umfang eine eventuelle Höhendifferenz ausgeglichen werden.

[0028] Der starre erste Ring 18 ist vorzugsweise in Bezug auf seinen Mittelpunkt gegenüber dem starren zweiten Ring 19 in Bezug auf dessen Mittelpunkt durch elastische Verformung des elastischen Zwischenrings 20 radial verschiebbar.

[0029] Ebenso ist der starre erste Ring 18 vorzugsweise in Bezug auf eine Mittelpunktsachse gegenüber dem starren. zweiten Ring 19 in Bezug auf eine durch diesen gelegte Mittelpunktsachse durch elastische Verformung des elastischen Zwischenrings 20 verkippbar.

[0030] Ebenfalls vorteilhaft mindert der elastische Zwischenring 20 des Ausgleichselements 2 eine Übertragung von Körperschall, Schwingungen und Wärme zwischen Zylinderkopf 4 und Brennstoffeinspritzventil 1.

Ansprüche

1. Ausgleichselement (2) für ein in eine Aufnahmebohrung (7) eines Zylinderkopfes (4) einer Brennkraftmaschine einsetzbares Brennstoffeinspritzventil (1) zur direkten Einspritzung von Brennstoff in den Brennraum (3) der Brennkraftmaschine, das einen an das Brennstoffeinspritzventil (1) umfänglich anlegbaren starren ersten Ring (18), einen starren zweiten Ring (19), der in die Aufnahmebohrung (7) einsetzbar ist, und einen unlösbar mit dem starren ersten Ring (18) und dem starren zweiten Ring (19) verbundenen und zwischen diesen Ringen (18, 19) angeordneten elastischen Zwischenring (20) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der starre erste Ring (18) eine Kegelfläche (25) aufweist, die gegen eine kegelförmige Schulter (24) des Brennstoffeinspritzventils (1) anlegbar ist.

2. Ausgleichselement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der elastische Zwischenring (20) aus einem Elastomer und der starre erste Ring (18) und der starre zweite (19) Ring aus Metall bestehen.

3. Ausgleichselement nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der starre erste Ring (18) und der starre zweite Ring (19) mit dem elastischen Zwischenring (20) durch Vulkanisation verbunden sind.

4. Ausgleichselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der starre zweite Ring (19) eine ebene kreisringförmige Fläche (26) aufweist, die gegen eine Abstufung (27) der Aufnahmebohrung (7) anlegbar ist.

5. Ausgleichselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der starre erste Ring (18) und/oder der starre zweite Ring (19) aus einem Blechstanzteil bestehen.

6. Ausgleichselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der starre erste Ring (18) in Bezug auf seinen Mittelpunkt gegenüber dem starren zweiten Ring (19) in Bezug auf dessen Mittelpunkt durch elastische Verformung des elastischen Zwischenrings (20) radial verschiebbar ist.

7. Ausgleichselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der starre erste Ring (18) in Bezug auf eine Mittelpunktsachse gegenüber dem starren zweiten Ring (19) in Bezug auf eine durch diesen gelegte Mittelpunktsachse durch elastische Verformung des elastischen Zwischenrings (20) verkippbar ist.

Claims

1. Compensation element (2) for a fuel injection valve (1) capable of being inserted into a receiving bore (7) of a cylinder head (4) of an internal combustion engine and intended for the direct injection of fuel into the combustion space (3) of the internal combustion engine, the said compensation element having a rigid first ring (18) capable of being laid circumferentially against the fuel injection valve (1), a rigid second ring (19) which is capable of being inserted into the receiving bore (7), and an elastic intermediate ring (20) connected unreleasably to the rigid first ring (18) and the rigid second ring (19) and arranged between these rings (18, 19), characterized in that the rigid first ring (18) has a conical face (25) which is capable of being laid against a conical shoulder (24) of the fuel injection valve (1).

2. Compensation element according to Claim 1, characterized in that the elastic intermediate ring (20) consists of an elastomer and the rigid first ring (18) and the rigid second ring (19) consist of metal.

3. Compensation element according to Claim 2, characterized in that the rigid first ring (18) and the rigid second ring (19) are connected to the elastic intermediate ring (20) by vulcanization.

4. Compensation element according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the rigid second ring (19) has a plane annular face (26) which is capable of being laid against a step (27) of the receiving bore (7).

5. Compensation element according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the rigid first ring (18) and/or the rigid second ring (19) consist of a sheet-metal stamping.

6. Compensation element according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the rigid first ring (18) is radially displaceable in terms of its centre point with respect to the rigid second ring (19) in terms of its centre point as a result of the elastic deformation of the elastic intermediate ring (20).

7. Compensation element according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the rigid first ring (18) is tiltable in terms of a centre-point axis with respect to the rigid second ring (19) in terms of a centre-point axis drawn through the latter as a result of elastic deformation of the elastic intermediate ring (20).

Revendications

1. Elément de compensation (2) pour un injecteur de carburant (1), pouvant être insérée dans un perçage de réception (7) d'une tête de cylindre (4) d'un moteur à combustion interne en vue de l'injection directe de carburant dans la chambre de combustion (3) du moteur à combustion interne,
comprenant un premier anneau rigide (18) qui peut être placé contre l'injecteur (1) autour de son périmètre, un second anneau rigide (19) inséré dans le perçage de réception (7), et disposé entre ces deux anneaux (18, 19), un anneau intermédiaire élastique (20) relié de manière indissociable au premier anneau rigide (18) et au second anneau rigide (19),
caractérisé en ce que
le premier anneau rigide (18) présente une surface conique (25) qui peut être placée contre un épaulement conique (24) de l'injecteur (1).

2. Elément de compensation selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
l'anneau intermédiaire élastique (20) est en élastomère, et le premier (18) et le second anneau rigide (19) sont en métal.

3. Elément de compensation selon la revendication 2,
caractérisé en ce que
le premier (18) et le second anneau rigide (19) sont reliés à l'anneau intermédiaire élastique (20) par vulcanisation.

4. Elément de compensation selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
le second anneau rigide (19) présente une surface annulaire (26) qui peut être placée contre un échelonnement (27) du perçage de réception (7).

5. Elément de compensation selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que
le premier (18) et/ou le second anneau rigide (19) sont constitués d'une pièce découpée en tôle.

6. Elément de compensation selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que
le premier anneau rigide (18), rapporté à son centre, peut être déplacé radialement, sous l'effet d'une déformation élastique de l'anneau intermédiaire élastique (20), vis-à-vis du second anneau rigide (19) rapporté au centre de celui-ci.

7. Elément de compensation selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que
le premier anneau rigide (18), rapporté à un axe central, peut être désaligné angulairement, sous l'effet d'une déformation élastique de l'anneau intermédiaire élastique (20), vis-à-vis du second anneau rigide (19) rapporté à un axe central placé au travers de celui-ci.

Zeichnung