DE3248257A1 - Druckregelventil - Google Patents

Description

• Druckregelventil Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Druckregelventil nach er Jattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Druckregelventil mit einer Bimetallfeder für eine Eraftstoffeinspritzanlage von Brennkraftmaschinen bekannt, bei dem im Fahrbetrieb der Brennkraftmaschine die Bimetallfeder zu schwingen beginnt, wenn die Eigenfrequenz der Bimetallfeder erreicht wird, wodurch nicht nur Verschleiß an der Bimetallfeder und dem beaufschlagten Federteller auftreten sondern auch unzulässige Druckänderungen.
• Vorteile der Erfindung.
• Das erfindungsgemäße Druckregelventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß bei der Verwendung des Druckregelventiles in Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen die nimetailfeder nicht in Resonanzschwingungen gerät und dadurch Verschleiß verhindert und die Genauigkeit des Druckregelventiles- erhöht wird.
• Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Druckregelventiles möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die Bimetallfeder länglich in Form eines Trägers gleicher Biegefestigkeit auszubilden.
• Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung verein'acht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine araStstoffeinspritzaniage mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Druckregelventil, Figur 2 eine erste erfindungsgemäß ausgebildete Bimetallfeder eines Druckregelventiles, Figur 3 eine zweite erfindungsgemäß ausgebildete Bimetallfeder eines Druckregelventiles.
• Beschreibung der Ausführungsbeispiele Bei der in Figur 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung durch einen Saugrohrabschnitt 1, in dem ein meßorgan 2 in einem konischen Abschnitt 3 angeordnet ist und weiterhin durch einen Saugrohrabschnitt 4 und einen Verbindungsschlauch 5 in einen Saugrohrabschnitt 6 mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 7 zu einem oder mehreren nicht dargestellten Zylindern einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine.
• Das Meßorgan 2 ist eine quer zur Strömungsrichtung angeordnete Platte, die Sich im konischen Abschnitt 3 des Saugrohres entsprechend der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt. Das Meßorgan 2 steuert unmittelbar ein Zumeß- und Mengenteilerventil 10. Zur Übertragung der Verstellbewegung des Meßorgans 2 dient ein mit ihm verbundener Hebel 11, der um einen Drehpunkt 12 gelagert ist-und bei seiner Schwenkbewegung mit einer :-1ase 13 das als Steuerschieber 14 ausgebildete bewegliche Ventilteil des Zumeß- und Mengenteilerventils 10 betätigt. Die der Nase 13 abgewandte Stirnfläche 15 des Steuerschiebers 1 wird von Kraft stoff beaufschlagt, dessen Druck auf die Stirnfläche 15 die Rückstellkraft auf das Meßorgan 2 erzeugt.
• Die Kraftstoffversorgung erf-olgt durch eine von einem Elektromotor 13 angetriebene Kraftstoffpumpe 19, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 20 ansaugt und über eine Kraftstoffversorgungsleitung 21 dem Zumeß- und Mengenteilerventil 10 zuführt. Von der Kraftstoffversorgungsleitung 21 zweigt eine Leitung 22 ab, in die ein Druckbegrenzungsventil 23 geschaltet ist, über das Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter 20 zurückfließen kann.
• Aus der Kraftstoffversorgungsleitung 21 gelangt der Kraftstoff in einen Kanal 26 im Gehäuse des Zumeß- und Mengenteilerventils 10. Der Kanal 26 führt zu einer Ringnut 27 des Steuerschiebers 14 und weiterhin über verschiedene- Abzweigungen zu Kammern 28,. so daß die eine Seite einer Ventilmembran 29 durch den Kraftstoffdruck beaufschlagt wird. 'e nach stellung des Steuerschiebers 14 öffnet die Ringnut 27 mehr oder weniger Steuerschlitze 30, die durch Kanäle 31 zu je einer Kam-:ner 32 führen, die durch die Ventilmembran 29 on der Kammer 28 getrennt ist. Aus den Kammern 32 gelangt der Kraftstoff über Einspritzkanäle 33 zu den einzelnen nicht dargestellten Einspritzventilen, die in der Nähe er Motorzylinder Im Saugrohr angeordnet sind. Die 7enilmembran 29 dient als bewegliches Teil eines Flachsitzventiles, das durch eine Ventilfeder 34 bei nicht arbeitender Kraftstoffelnspritzanlage offen gehalten wird. Die je aus einer Kammer 23 und 32 gebildeten Membrandesen bewirken, daß unabhängig von der zwischen der Ringnut 27 und den Steuerschlitzen 30 bestehenden oerdeckung, also unabhängig von der zu den Einspritzventilen strömenden Kraftstoffmenge das Druckgefälle an dem 7umeßventil 27, 30 weitgehend konstant bleibt.
• Die die konstante Rückstellkraft auf den Steuerschieber 14 erzeugende Druckflüssigkeit ist Kraftstoff. Hierfür zweigt von der Kraftstoffversorgungsleitung 21 eine Leitung 36 so, die durch eine Abkopplungsdrossel 37 von einer Steuerdruck -leitung 38 getrennt ist und mit einem Druckraum 39 in Verbindung steht, in den der Steuerschieber 14 mit seiner Stirnfläche 15 ragt. Zwischen Druckraum 39 und Steuerdruckleitung 38 ist eine Dämpfungsdrossel 40 vorgesehen.
• In der Steuerdruckleitung 38 ist ein Druckregelventil 42 angeordnet, einer das Kraftstoff durch eine Rücklaufleitung 43 drucklos zum Kraftstoffbehälter 30 gelangen kann. Durch das dargestellte Druckregelventil 42 ist der Druck des die Rückstellkraft erzeugenden Kraftstoffes temperatur- und zeitabhängi regelbar. Das Druckregelventil 42 ist als Flachsitzventil ausgebildet, mit einem festen Ventilsitz 44 und einer Steuerdruckventilmembran 5, die in Schließrichtung des Druckregelventils von einer Schließfeder 46 belastet wird, die sich andererseits am Gehäuse 41 abstützt. Die Schließkraft der Schließfeder 46, wird von einem Stift 47, der über ein Auflager 3 und einen Federtel-@er 4@ zwischen die Steuerdruckventilmembran 45 und die Schließfeder 46 eingespannt ist, übertragen. Bei Temperaturen unterhalb der Motorbetriebstemperatur greift am Federteller- 49 eine Bimetallfeder 50 an und wirkt der Kraft der Schließfeder 46 entgegen, die an ihrem anderen Ende mit einem in das Gehäuse 41 des Drucksteuerventiles 42 elngepreßten Bolzen 51 verschraubt ist. Die Bimetallfeder 50 ist durch einen elektrischen Heizkörper 53 erwärmbar, der in einem elektrischen Stromkreis über ein Steuerrelais 54 und einen Zünd-Startschalter 55 an der Fahrzeugbatterie 56 liegt..
• Der Heizkörper 53 weist einen Spulenträgerkörper 58 auf, auf len eine Spulenwicklung 59 gewickelt @ist. Entsprechend dem rechteckförmigen Querschnitt der Bimetallfeder 50 ist der Spulenträgerkörper 53 mit einer zentralen rechteckförmigen Durchgangsöffnung 60 verseh.en,.durch die die Bimetallfeder 50 hindurchgreift. Zur Fixierung des Heizkörpers 53 an der Bimetallfeder 50 sind an mindestens einer der Breitseiten 61 der Bimetallfeder Ausbeulungen 62 vorgesehen, die über den rechteckförmigen Querschnitt.
• der Bimetallfeder 50 herausragen. Die Ausbeulungen 62 können durch einen Prägevorgang an der Bimetallfeder 50 ausgebIldet werden. Dabei kann das Prägewerkzeug Spitzen aufweisen, die in das Material der Bimetallfeder 50 eindringen und zur Ausbildung der Ausbeulungen 62 zur Breitseite 61 hin Material verdrängen.
• Die Wirkungsweise der Kraftstoffeinspritzanlage ist folgende: Bei laufender Brennkraftmaschine wird durch die von dem Elektromotor 18 angetriebene Kraftstoffpumpe 19 Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 20 angesaugt und über die Kraftstoffversorgungsleitung 21 dem Zumeß- und Mengenteilerventil 10 zugeführt. Gleichzeitig saugt die Brennkraftmaschine über das Saugrohr 1 Duft an, durch die das Meßorgan gewisse Auslenkung aus seiner Ruhelage erfährt. Entsprechend der Auslenkung des Meßorgans 2 wird über den Hebel 11 auch der Steuerschieber 14 verschoben, der dabei einen größeren Querschnitt der Steuerschlitze 30 freigibt.
• Es ist erforderlich, je nach den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine das Kraftstoff-Luft-Gemisch reicher oder armer zu halten, was durch Änderung der Rückstellkraft auf das Meßorgan 2 erfolgt. Hierfür ist in der Steuerdruckleitung 38 das Druckregelventil 42 angeordnet, das durch Absenkung es Druckes der Druckflüssigkeit während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine bis zum Erreichen der 3etriebstemperatur temperatur- und zeitabhängig die Gemischanreicherung beeinflußt. Die von dem Stift 47 auf die Membran 45 übertragene Schließkraft der Feder 46 bestimmt den Steuerdruck. Bei Temperaturen unterhalb der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine wirkt jedoch die Bimeta,lfeder 50 auf den Federteller 49 entgegen der Schließfeder 46, wodurch die auf die Steuerdruckventllmembran 45 übertragene Schließkraft verringert wird. Mit Betätigung des Zünd-Startschalters 55 erfolgt über den elektrischen lieizkörper 53 eine Aufheizung der Bimetallfeder 50, was zur Folge hat, daß die von der Bimetallfeder 50 übertragene Kraft auf den Federteller 49 verringert wird, bis die B.-metallfeder 50 mit ihrem freien Ende 64 ganz vom Federteller 49 abhebt.
• Bei bekannten Druckregelventilen dieser Art hat sich gezeigt; daß bei laufender Brennkraft:iaschine die Bimetallfeder 50 bei Erreichen der Eigenfrequenz zu schwingen anfängt, was neben unzulässigen Druckänderungen am 3ruckregelventil 2 zu Verschleißerscheinungen an dem freien Ende 64 der Bimetallfeder 50 bzw. dem Federteller 49 führt.
• Erfindungsgemä.ß soll deshalb die Bimetallfeder 50 so ausgebildet sein, daß sich eine Eigenfreqenz der 3imetallfear 50 ergibt, die in einem Frequenzbereich liegt, in dem bei laufender Brennkraftmaschine möglichst geringe Beschleunigungskräfte wirken. Hierfür kann beispielsweise die 31 metallfeder 50 mit einer größeren Dicke ausgebildet werden.
• Dabei muß jedoch darauf geachtet werden, daß die Federrate der Bimetallfeder 50 so verändert wird, daß das gewünschte Temperatur-. und Zeitverhalten der Bimetallfeder 50 erhalten bleibt. Hierfür kann die länglich ausgebildete Bimetallfeder in Form eines Trägers gleicher Bieg.efestigkeit gestaltet sein. Nach einem Ausführungsbeispiel der Bimetallfeder 50 in Figur 2 ist deshalb in der Bimetallfeder 50 eine Aussparung 65 vorgesehen, deren Breite zum freien Ende 54 der Bimetallfeder hin größer wird.
• Die gleiche Biegefestigkeit läßt sich nach dem Aisführungsbeispiel in Figur 3 auch dadurch erzielen, daß die Bimetallfeder 50 sich zum freien Ende 64 hin verjüngend ausgebildet ist.
• - L e e r s e i t e -

Claims (4)

1. Ansprüche 1. Druckregelventil für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer 3rennkraftmaschine mit einem Gehäuse, in dem ein bewegeines Ventilteil gelagert ist, an dem in Schließrichtung zu einem festen Ventilsitz hin eine Federkraft angreift und die Schließkraft auf das bewegliche Ventilteil durch eine Bimetallfeder beeinflußbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetal1oeder (50) so ausgebildet ist, daß sich eine Eigenfrequenz der Bimetallfeder (50) ergibt, die in einem Frequenzbereich liegt, in dem bei laufender Brennkraftmaschine möglichst geringe Beschleunigungskräfte wirken.
2. 2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurcn gekennzeicanet, daß die Bimetallfeder (50) länglich in Form eines Trägers glei-cher Biegefestigkeit ausgebildet ist.
3. 3. Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallfeder (50) sich zum freien Ende (64) hin verjüngend ausgebildet ist.
4. 4. Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzei-chnet, daß die Bimetallfeder (50) eine Aussparung (65) aufweist, deren Breite zum freien Ende (64) der Bimetallfeder (50) hin größer wird.,