DE10328790A1

DE10328790A1 - Flow valve

Info

Publication number: DE10328790A1
Application number: DE2003128790
Authority: DE
Inventors: Ralf Haas
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-01-13
Also published as: FR2857078A1

Abstract

Ein Ventilblock (15) in einem System (10) zur Bestimmung der Druchflussmenge eines Kraftstoffeinspritzventils (1) weist eine Adapterplatte (19) sowie ein Gehäuseteil (21) auf. Von der Adapterplatte (19) und dem Gehäuseteil (21) wird ein Raum (22) ausgebildet, in dem ein Gasdruck anliegt. Die Adapterplatte (19) ist in einem Fortsatz (25; 25a) von einem schlauchförmigen Ventilglied (40) umgeben, welches Auslassbohrungen (28) und Einlassbohrungen (31) verschließt. Der erfindungsgemäße Ventilblock (15) ist besonders resistent gegenüber Verschmutzungen und weist eine hohe Lebensdauer auf.A valve block (15) in a system (10) for determining the flow rate of a fuel injection valve (1) has an adapter plate (19) and a housing part (21). From the adapter plate (19) and the housing part (21), a space (22) is formed, in which a gas pressure is applied. The adapter plate (19) is surrounded in a projection (25; 25a) by a tubular valve member (40) which closes outlet bores (28) and inlet bores (31). The valve block (15) according to the invention is particularly resistant to contamination and has a long service life.

Description

Die Erfindung betrifft ein Durchflussventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es aus der DE 196 07 156 A1 bekannt ist. Das bekannte Durchflussventil ist als sogenanntes Quetschventil ausgebildet, d.h., dass der Durchflussquerschnitt des elastischen Ventilglieds durch äußeren Druck veränderbar ist. Nachteilig bei dem bekannten Durchflussventil ist, dass es sich nicht zur Regelung des Durchflusses kleinster Mengen an Mediem eignet.The invention relates to a flow valve according to the preamble of claim 1, as it is known from DE 196 07 156 A1 is known. The known flow valve is designed as a so-called pinch valve, that is, that the flow cross-section of the elastic valve member is variable by external pressure. A disadvantage of the known flow valve is that it is not suitable for controlling the flow of small amounts of Mediem.

Ferner sind Einrichtungen zur Durchflussmessung von Kraftstoffeinspritzventilen bekannt. Eine derartige Einrichtung muss, um die ordnungsgemäße Funktion eines Kraftstoffeinspritzventils beurteilen zu können, die Menge an Kraftstoff bzw. Prüfmedium messen, die vom Kraftstoffeinspritzventil bei einem einzigen Kraftstoffeinspritzimpuls abgegeben wird, d.h. in der Regel eine Menge an Kraftstoff oder Medium im Bereich von einigen Milligramm. Die bekannte Einrichtung weist dazu neben einem Messblock einen zusätzlichen Ventilblock auf, der mit dem Messblock verbunden ist. Der Ventilblock dient dazu, die während der Messung im Messblock sich ansammelnden Mengen an Kraftstoff bzw. Medium aus der Einrichtung auszuschleusen.Further are devices for flow measurement of fuel injection valves known. Such a device must be in order to function properly To be able to judge a fuel injection valve, the amount of fuel or test medium measured by the fuel injector at a single fuel injection pulse is discharged, i. usually a lot of fuel or medium in the range of a few milligrams. The known device has to an addition block next to an additional valve block, the connected to the measuring block. The valve block is used to while the amount of fuel accumulating in the measuring block in the measurement block or medium out of the facility auszuschleusen.

Dazu weist der Ventilblock ein Ventilglied mit einem Ventilschieber auf, welcher eine metallische Dichtfläche im Ventilglied bildet. Das Öffnen und Schließen des Ventilglieds im Ventilblock erfolgt in Abhängigkeit von einem auf das Ventilglied einwirkenden Gasdruck. Beim Betrieb der bekannten Einrichtung hat sich herausgestellt, dass das Ventilglied im Ventilblock einem relativ hohen Verschleiß ausgesetzt ist, da die zur Messung verwendeten Kraftstoffeinspritzventile oftmals noch Fertigungsschmutz bzw. Späne aufweisen, die sich an der Dichtfläche des Ventilglieds absetzen bzw. dort zu Beschädigungen führen können.To the valve block has a valve member with a valve slide, which is a metallic sealing surface forms in the valve member. The opening and closing the valve member in the valve block is carried out depending on a on the Valve member acting gas pressure. When operating the known device has been found that the valve member in the valve block a exposed to relatively high wear is because the fuel injection valves used for measurement often still manufacturing dirt or chips have, which settle on the sealing surface of the valve member or there to damage to lead can.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Das erfindungsgemäße Durchflussventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es neben seiner Eignung zum Durchfluss von kleinsten Mengen an Medium unanfällig gegenüber Verschmutzungen jeglicher Art ist.The flow valve according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that in addition to its suitability for the flow of smallest quantities unaffordable on medium across from Soiling of any kind is.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Durchflussventils sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments of the flow valve according to the invention are in the subclaims specified.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:One embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described below explained in more detail. It demonstrate:

1 eine Einrichtung zur Durchflussmessung eines Kraftstoffeinspritzventils in einer Blockdarstellung, 1 a device for flow measurement of a fuel injection valve in a block diagram,

2 ein erfindungsgemäßes Durchflussventil in einem Längsschnitt und 2 an inventive flow valve in a longitudinal section and

3 einen Teil des Durchflussventils nach 2 in einer abgewandelten Ausführungsform. 3 a part of the flow valve after 2 in a modified embodiment.

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

In der 1 ist ein System 10 zur Durchflussmessung eines Kraftstoffeinspritzventils 1 dargestellt. Das System 10 weist einen Messblock 11 mit einer Messkammer 12 auf. Ferner ist eine Aufnahme 13 für das Kraftstoffeinspritzventil 1 vorgesehen, über die das Kraftstoffeinspritzventil 1 mit der Messkammer 12 gekoppelt ist. Seitlich am Messblock 11 ist ein Ventilblock 15 angeflanscht.In the 1 is a system 10 for flow measurement of a fuel injection valve 1 shown. The system 10 has a measuring block 11 with a measuring chamber 12 on. There is also a picture 13 for the fuel injection valve 1 provided over which the fuel injection valve 1 with the measuring chamber 12 is coupled. Laterally on the measuring block 11 is a valve block 15 flanged.

Mittels des Systems 10 lässt sich die Menge an Kraftstoff messen, die das Kraftstoffeinspritzventil 1, wenn es entsprechend elektrisch angesteuert wird, während eines einzigen Hubs in die Messkammer 12 abgibt. Diese Menge an Kraftstoff liegt im Bereich von einzelnen Milligramm. In der 1 ist ferner der Strömungsweg 16 für den Kraftstoff bzw. ein verwendetes Prüfmedium eingezeichnet. Man erkennt, dass das Medium durch das Kraftstoffeinspritzventil 1 in die Messkammer 12 des Messblocks 11, und von dort über den Ventilblock 15 außerhalb des Systems 10 gelangt. Ferner ist durch den Pfeil 17 der Strömungsweg eines Gases symbolisiert, welcher über den Ventilblock 15 in der Messkammer 12 des Messblocks 11 wirkt. Das Abführen des Mediums aus der Messkammer 12 über den Ventilblock 15 erfolgt dabei in Abhängigkeit von dem in der Messkammer 12 anliegenden Gasdruck, welcher ebenfalls als Steuergröße für den Ventilblock 15 dient.By means of the system 10 can measure the amount of fuel that the fuel injector 1 if electrically driven, during a single stroke into the measuring chamber 12 emits. This amount of fuel is in the range of a few milligrams. In the 1 is also the flow path 16 drawn for the fuel or a used test medium. It can be seen that the medium through the fuel injector 1 into the measuring chamber 12 of the measuring block 11 , and from there via the valve block 15 outside the system 10 arrives. Further, by the arrow 17 the flow path of a gas symbolizes which via the valve block 15 in the measuring chamber 12 of the measuring block 11 acts. The removal of the medium from the measuring chamber 12 over the valve block 15 takes place as a function of that in the measuring chamber 12 adjacent gas pressure, which also serves as a control variable for the valve block 15 serves.

Ein soweit beschriebenes System 10, welches auch als "Einspritzmengenindikator" bezeichnet wird, ist bereits allgemein bekannt. Erfindungswesentlich ist der Aufbau des nunmehr beschriebenen Ventilblocks 15, welcher insbesondere in der 2 dargestellt ist. Das Gehäuse des Ventilblocks 15 weist eine Adapterplatte 19 auf, welche mittels Schrauben 20 an dem Gehäuse des Messblocks 11 anflanschbar ist. Ferner ist ein hohlzylindrisches Gehäuseteil 21 vorgesehen, welches mit der Adapterplatte 19 fest verbindbar ist. Im Inneren des Gehäuseteils 21 ist ein Raum 22 ausgebildet, in den über einen Einlass 23 Gas in den Ventilblock 15 eingeleitet wird. Ferner ist der Raum 22 mittels einer nicht dargestellten Verbindung mit der Messkammer 12 gekoppelt, so dass der im Raum 22 herrschende Überdruck des Gases auch in der Messkammer 12 des Meßblocks 11 herrscht.A system so far described 10 , which is also referred to as "injection quantity indicator", is already well known. Essential to the invention is the structure of the valve block now described 15 , which in particular in the 2 is shown. The housing of the valve block 15 has an adapter plate 19 on, which by means of screws 20 on the housing of the measuring block 11 is flanged. Furthermore, a hollow cylindrical housing part 21 provided, which with the adapter plate 19 firmly connectable. Inside the hous seteils 21 is a room 22 trained in the over an inlet 23 Gas in the valve block 15 is initiated. Further, the room 22 by means of a connection, not shown, with the measuring chamber 12 coupled, so that in the room 22 prevailing overpressure of the gas also in the measuring chamber 12 of the measuring block 11 prevails.

Die Adapterplatte 19 hat einen zapfenförmigen, in den Raum 22 hineinragenden Fortsatz 25. In der Längsachse 26 des Ventilblocks 15 ist in dem Fortsatz 25 eine zweifach abgestufte Sacklochbohrung 27 ausgebildet. Vom Grund der Sacklochbohrung 27 gehen radial mehrere, in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete Auslassbohrungen 28 ab. Die Auslassbohrungen 28 münden an der äußeren Umfangsfläche des Fortsatzes 25. Von der den Schrauben 20 gegenüberliegenden Seite ist in dem Fortsatz 25, ebenfalls in der Längsachse 26 liegend, eine zweite Sacklochbohrung 30 ausgebildet. Vom Grund der Sacklochbohrung 30 gehen ebenfalls mehrere, radial bis an die Umfangsfläche des Fortsatzes 25 ragende Einlassbohrungen 31 aus. Die den Sacklochbohrungen 27, 30 gegenüberliegenden Enden der Auslassbohrungen 28 bzw. der Einlassbohrungen 31 sind am Fortsatz 25 beabstandet zueinander angeordnet und werden durch einen Mittelbereich 32 voneinander getrennt.The adapter plate 19 has a cone-shaped, in the room 22 protruding extension 25 , In the longitudinal axis 26 of the valve block 15 is in the extension 25 a double graduated blind hole 27 educated. From the bottom of the blind hole 27 go radially more, at equal angular intervals to each other arranged outlet holes 28 from. The outlet holes 28 open at the outer peripheral surface of the extension 25 , From the screws 20 opposite side is in the extension 25 , also in the longitudinal axis 26 lying, a second blind hole 30 educated. From the bottom of the blind hole 30 also go several, radially up to the peripheral surface of the extension 25 protruding inlet holes 31 out. The blind holes 27 . 30 opposite ends of the outlet holes 28 or the inlet holes 31 are on the extension 25 spaced apart and are defined by a central region 32 separated from each other.

Der Mittelbereich 32 weist an seinem Außenumfang eine ballige Form auf, so dass der Durchmesser des Fortsatzes 25 im Mittelbereich 32 vergrößert ist.The middle area 32 has on its outer circumference a spherical shape, so that the diameter of the extension 25 in the middle area 32 is enlarged.

Der Fortsatz 25 hat auf der den Schrauben 20 gegenüberliegenden Seite einen im Durchmesser reduzierten Abschnitt 34. Der Abschnitt 34 ragt in eine Bohrung 35 eines hülsenförmigen Adapterstücks 36 hinein. Das Adapterstück 36 weist in der Längsachse 26 einen Gewindebohrungsabschnitt 37 auf, der direkt in die Bohrung 35 übergeht. Der Gewindebohrungsabschnitt 37 dient dazu, eine nicht dargestellte Abflussleitung für das Medium mit dem Adapterstück 36 und somit mit dem Ventilblock 15 zu verbinden.The extension 25 has on the screws 20 opposite side a reduced diameter section 34 , The section 34 protrudes into a hole 35 a sleeve-shaped adapter piece 36 into it. The adapter piece 36 points in the longitudinal axis 26 a threaded hole section 37 up, right into the hole 35 passes. The threaded hole section 37 serves a non-illustrated drain line for the medium with the adapter piece 36 and thus with the valve block 15 connect to.

Auf der der Bohrung 35 gegenüberliegenden Seite des Adapterstücks 36 ragt ein Abschnitt des Außenumfangs des Adapterstücks 36 in eine im Gehäuseteil 21 ausgebildete Öffnung 38 hinein. Zwischen dem Adapterstück 36 und der Öffnung 38 ist ferner ein Dichtring 39 angeordnet, um den Ventilblock 15 nach außen hin abzudichten.On the hole 35 opposite side of the adapter piece 36 protrudes a portion of the outer periphery of the adapter piece 36 in one in the housing part 21 trained opening 38 into it. Between the adapter piece 36 and the opening 38 is also a sealing ring 39 arranged to the valve block 15 seal to the outside.

Der Fortsatz 25 ist von einem schlauchförmigen, elastischen Ventilglied 40 umgeben. Das Ventilglied 40 besteht aus einem gegen das (Prüf-) Medium resistenten Material, insbesondere aus Viton^®. Die beiden Enden 41, 42 des Ventilgliedes sind dabei im Bereich jeweils eines konischen Abschnitts 43, 44 des Fortsatzes 25 bzw. des Adapterstücks 36 angeordnet. Die Abschnitte 43, 44 bzw. die jeweiligen Enden 41, 42 des Ventilgliedes 40 wirken mit Überwurfmuttern 45, 46 zusammen, welche am Fortsatz 25 bzw. am Adapterstück 36 angeordnet sind. Die Überwurfmuttern 45, 46 dienen dazu, das Ventilglied 40 gegen die Abschnitte 43, 44 zu pressen, wenn die Überwurfmuttern 45, 46 entsprechend verdreht werden.The extension 25 is of a tubular, elastic valve member 40 surround. The valve member 40 consists of a material resistant to the (test) medium, in particular ^Viton® . The two ends 41 . 42 of the valve member are in each case in the region of a conical section 43 . 44 of the extension 25 or the adapter piece 36 arranged. The sections 43 . 44 or the respective ends 41 . 42 of the valve member 40 work with union nuts 45 . 46 together, which at the extension 25 or on the adapter piece 36 are arranged. The union nuts 45 . 46 serve to the valve member 40 against the sections 43 . 44 to squeeze when the union nuts 45 . 46 be twisted accordingly.

Das Ventilglied 40 überdeckt die Auslassbohrungen 28 und die Einlassbohrungen 31 sowie den Mittelbereich 32 des Fortsatzes 25. Das Ventilglied 40 liegt dabei vollflächig am Umfang des Fortsatzes 25 an, wobei durch den ballig ausgebildeten Mittelbereich 32 des Fortsatzes 25 das Ventilglied 40 sozusagen vorgespannt ist, um den Strömungsweg zwischen den Auslassbohrungen 28 und den Einlassbohrungen 31 mit einer bestimmten Kraft zu verschließen, auch wenn innerhalb des Raumes 22 kein Gasdruck anliegt.The valve member 40 covers the outlet holes 28 and the inlet holes 31 as well as the middle area 32 of the extension 25 , The valve member 40 lies completely on the circumference of the extension 25 at, wherein through the crowned central region 32 of the extension 25 the valve member 40 is biased, so to speak, to the flow path between the outlet holes 28 and the inlet holes 31 to close with a certain force, even if inside the room 22 no gas pressure is applied.

In 3 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem das Ventilglied 40 von einem zusätzlichen, schlauchförmigen Abschnitt eines elastischen Schließkörpers 48 umgeben ist. Der Schließkörper 48 dient dazu, die Schließkraft des Ventilglieds 40 zu verstärken, wozu seine Wandstärke bzw. das Material aus dem er besteht entsprechend ausgewählt wird. Im Falle des Schließkörpers 48, welcher beispielsweise aus Silikon bestehen kann, ist es nicht erforderlich, dass dieser gegen das Medium resistent ist. Der Schließkörper 48 kann, je nach Auslegung, zusammen mit dem Ventilglied 40 ebenfalls von den Überwurfmuttern 45, 46 fixiert sein.In 3 a modified embodiment is shown, wherein the valve member 40 from an additional, tubular portion of an elastic closing body 48 is surrounded. The closing body 48 serves to the closing force of the valve member 40 to amplify, including its wall thickness or the material from which it consists is selected accordingly. In the case of the closing body 48 , which may be made of silicone, for example, it is not necessary that this is resistant to the medium. The closing body 48 can, depending on the design, together with the valve member 40 also from the union nuts 45 . 46 be fixed.

Der Ventilblock 15 arbeitet wie folgt: In der Sacklochbohrung 27 sowie den Auslassbohrungen 28 befindet sich ein bestimmtes Volumen an Medium bzw. Kraftstoff, welches aus der Messkammer 12 stammt. In Folge des Ventilglieds 40 sind die Auslassbohrungen 28 jedoch verschlossen, so dass das Medium einen bestimmten Druck benötigt, damit das Ventilglied 40 von den Auslassbohrungen 28 abhebt. Dieser erforderliche Druck wird von dem in dem Raum 22 herrschenden Gasdruck bestimmt, welcher ebenfalls in der Messkammer 12 anliegt. Sobald der Druck des Mediums größer ist als die in Folge des Gasdrucks vom Ventilglied 40 hervorgerufene Schließkraft hebt das Ventilglied 40 im Bereich der Auslassbohrungen 28 vom Fortsatz 25 ab und gibt einen Strömungsweg in Richtung der Einlassbohrungen 31 frei. Von dort strömt das Medium über die Sacklochbohrung 30 ab.The valve block 15 works as follows: In the blind hole 27 and the outlet holes 28 There is a certain volume of medium or fuel, which is from the measuring chamber 12 comes. As a result of the valve member 40 are the outlet holes 28 however, closed, so that the medium requires a certain pressure, hence the valve member 40 from the outlet holes 28 takes off. This required pressure will be from that in the room 22 prevailing gas pressure, which also in the measuring chamber 12 is applied. As soon as the pressure of the medium is greater than that due to the gas pressure from the valve member 40 caused closing force lifts the valve member 40 in the area of the outlet holes 28 from the extension 25 and gives a flow path in the direction of the inlet holes 31 free. From there, the medium flows over the blind hole 30 from.

Es ist offensichtlich, dass die Schließkraft des Ventilglieds 40 einerseits von der Wahl bzw. Auslegung des Ventilglieds 40 an sich, sowie andererseits von dem in dem Raum 22 herrschenden Gasdruck abhängig ist.It is obvious that the closing force of the valve member 40 on the one hand by the choice or interpretation of the valve member 40 in itself, as well as on the other hand in the room 22 prevailing gas pressure is dependent.

Die soweit beschriebenen Ausführungsformen können in vielfältiger Weise modifiziert bzw. abgewandelt werden. So ist in der 3 dargestellt, dass an Stelle von Auslassbohrungen 28 bzw. Einlassbohrungen 31 Auch aus porösem Sintermetall bestehende Einsätze 49, 50 oder Ringe vorgesehen sein können, die in die entsprechenden Bohrungen bzw. Nuten eingesetzt sind. Dadurch wird bewirkt, dass im Bereich der Umfangsflächen des Fortsatzes 25a, im Gegensatz zu den Auslassbohrungen 28 und den Einlassbohrungen 31, keine Kanten vorhanden sind, sondern vielmehr eine nahezu durchgängige Fläche geschaffen wird, wodurch vermieden wird, dass das Ventilglied 40 an Ein- bzw. Auslasskanten beschädigt werden kann.The embodiments described so far can be modified or modified in many ways. So is in the 3 shown that in place of outlet holes 28 or inlet holes 31 Also made of porous sintered metal inserts 49 . 50 or rings may be provided which are inserted into the corresponding holes or grooves. This causes in the region of the peripheral surfaces of the extension 25a , unlike the outlet holes 28 and the inlet holes 31 , no edges are present, but rather an almost continuous surface is created, thereby avoiding the valve member 40 can be damaged at inlet and outlet edges.

Claims

Flow valve for a medium, with a tubular, elastic valve member ( 40 ), whose cross-sectional area is variable by external pressure for controlling the flow of the medium, wherein the valve member ( 40 ) at least with its end regions ( 41 . 42 ) is at least indirectly connectable with line elements, which serve for the supply or for the removal of the medium, characterized in that in the valve member ( 40 ) at least one guide element ( 28 . 31 ; 49 . 50 ) is arranged for the medium, the medium radially against the inner wall of the valve member ( 40 ), and whose respective orifice in the closed position of the valve member ( 40 ) on the inner wall of the valve member ( 40 ), so that they from the valve member ( 40 ) is closed.

Flow valve according to claim 1, characterized in that the valve member ( 40 ) is arranged in a housing which has a pressure chamber ( 22 ) for the valve member ( 40 ) trains.

Flow valve according to claim 2, characterized in that the line elements as connectable with medium lines adapter pieces ( 19 . 36 ) are formed, which together with a housing part ( 21 ) a valve block ( 15 ) train.

Flow valve according to claim 3, characterized in that the two rotationally symmetrical adapter pieces ( 19 . 36 ) are connectable to each other and at its outer periphery each have a conical surface ( 43 . 44 ), over which the two ends of the tubular valve member ( 40 ) are überverschbar.

Flow valve according to claim 4, characterized in that in the region of the conical surfaces ( 43 . 44 ) each have a union nut ( 45 . 46 ) is arranged around the inner surfaces of the ends of the valve member ( 40 ) sealing against the surfaces ( 43 . 44 ).

Flow valve according to one of claims 3 to 5, characterized in that in at least one of the adapter pieces ( 19 . 36 ) each one coaxial with the valve member ( 40 ) arranged inlet or outlet channel for the medium in the form of a blind hole ( 27 . 30 ) is arranged, from the radially against the inner wall of the valve member ( 40 ) directed bores ( 28 . 31 ) go out.

Flow valve according to one of claims 3 to 5, characterized in that in at least one of the adapter pieces ( 19 . 36 ) in each case a coaxially arranged inlet or outflow channel for the medium in the form of a blind hole ( 27 . 30 ) is arranged, and that the blind hole ( 27 . 30 ) in operative connection with at least one sintered element ( 49 . 50 ), which is connected to the outer circumference of the at least one adapter piece ( 19 . 36 ) flush.

Flow valve according to claim 6 or 7, characterized in that between the on the peripheral surface of the at least one adapter piece ( 19 . 36 ) outlets or inlets for the medium on the at least one adapter piece ( 19 . 36 ) formed intermediate area ( 32 ) is present, which has a spherical shape.

Flow valve according to one of claims 1 to 8, characterized in that the valve member ( 40 ) of a second, tubular elastic element ( 48 ), wherein the outer surface of the valve member ( 40 ) and the inner surface of the additional elastic element ( 48 ) abut each other.

Use of a flow-through valve according to one of claims 1 to 9 in a device ( 10 ) for flow measurement of a fuel injection valve ( 1 ).