DE3839038A1 - Kraftstoff-einspritzduese fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung. Eine solche Einspritzdüse mit Zwischenscheibe und Zwischenbuchse hat den Vorteil, daß der in engen Grenzen zu haltende Toleranzbereich des Vorhubs der Ventilnadel allein durch die Fertigungstoleranzen am Druckkörper und an der Düsennadel bestimmt wird. Der Vorhub kann daher genau gemessen und durch Anschleifen des Anschlags der Ventilnadel, der im allgemeinen von dem freien Ende der Ventilnadel gebildet wird, eingestellt werden. Meßtoleranzen und/oder im Betrieb bzw. bei der Montage auftretende Veränderungen wirken sich danach nicht mehr auf die Größe des Vorhubs aus.

Bei einer bekannten Kraftstoff-Einspritzdüse dieser Art (DE 35 41 131 A1) wird die gehäusefeste Schulter zur Abstützung der zweiten Schließfeder durch eine stufenförmige Ausbildung der Federkammer, vorzugsweise als axiale Stufensackbohrung, geschaffen. Die zweite Schließfeder liegt über eine Ringscheibe an der zwischen den Bohrungsabschnitten mit unterschiedlichem Bohrungsdurchmesser gebildeten Ringschulter an. Der Druckstift ragt durch eine zentrale Öffnung in der Ringscheibe hindurch und wird stirnseitig von der ersten Schließfeder beaufschlagt. Die beiden Schließfedern sind entsprechend den beiden unterschiedlichen Durchmessern des Federraums im Durchmesser abgestuft.

Für eine solche Durchmesserabstufung von Federraum und Schließfedern ist ein Mindestdurchmesser des Düsenhalters erforderlich, der aus Festigkeitsgründen nicht unterschritten werden kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzdüse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß der Außendurchmesser des Düsenhalters ohne Festigkeitsverlust kleiner gemacht werden kann. Die Schließfedern werden baugleich ausgeführt, die Federkammer hat einen über die gesamte Länge konstanten Durchmesser, der relativ klein gehalten werden kann. Die gehäusefeste Abstützung der dem Düsenkörper naheliegenden Schließfeder erfolgt über einen den Federraum kreuzenden Querbolzen, so daß der für die erste Schließfeder zur Verfügung stehende Federraum damit voll genutzt werden kann.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Einspritzdüse möglich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Querbolzen in eine den Federraum kreuzende radiale Sackbohrung eingeschoben und dichtet den Federraum durch einen O-Ring ab. Die Fixierung des Querbolzens in der radialen Sackbohrung erfolgt gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung durch ein als Federteller ausgebildetes Zentrierstück, über das sich die dem Düsenkörper naheliegende zweite Schließfeder an dem Querbolzen abstützt.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung einen Längsschnitt einer Kraftstoff-Einspritzdüse für direkt einspritzende Brennkraftmaschinen.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Einspritzdüse besitzt einen Düsenkörper 10, der zusammen mit einer stirnseitig anliegenden Zwischenscheibe 11 durch eine Überwurfmutter 12 an einem Düsenhalter 13 festgespannt ist. Im Düsenkörper 10 ist eine Ventilnadel 14 axial verschieblich gelagert, die mit einem nach innen gekehrten Ventilsitz im Düsenkörper 10 zusammenarbeitet und mehrere, dem Ventilsitz vorgelagerte Spritzöffnungen 15 steuert. Wie nicht weiter dargestellt ist, ist die Führungsbohrung 16 der Ventilnadel 14 im Düsenkörper 10 wie üblich an einer Stelle zu einem Druckraum erweitert, in dessen Bereich die Ventilnadel 14 eine Druckschulter hat. Der Druckraum ist über einen im Düsenhalter 13 verlaufenden und nur teilweise dargestellten Kanal 17 mit einem Stutzen 18 am Düsenhalter 13 zum Anschließen einer zu einer Kraftstoff- Einspritzpumpe führenden Kraftstoff-Förderleitung verbunden. Der an der Druckschulter der Ventilnadel 14 anstehende Kraftstoffdruck schiebt die Ventilnadel 14 entgegen dem abgestuften Kraftverlauf einer im folgenden beschriebenen Schließfederanordnung aus zwei Schraubendruckfedern nach oben, wobei die Ventilnadel 14 in einer Voreinspritzphase einen Vorhub und in einer Haupteinspritzphase einen Resthub ausführt, in welchen Kraftstoff über die Spritzöffnungen 15 ausgespritzt wird.

Im Düsenhalter 13 ist eine Federkammer 19 koaxial zur Ventilnadel 14 angeoronet, die als axiale Sackbohrung ausgebildet und an ihrer offenen Stirnseite von der Zwischenscheibe 11 abgeschlossen ist. In der Federkammer 19 ist eine erste Schließfeder 21 und eine zweite Schließfeder 22 hintereinandergereiht angeordnet, Die vom Düsenkörper 10 entferntere erste Schließfeder 21 wirkt über einen Druckstift 23 ständig auf die Ventilnadel 14 in deren Schließrichtung. Hierzu stützt sich die erste Schließfeder 21 über eine Scheibe 20 an dem Grund 30 der Federkammer 19 und über ein federtellerartiges Abstützelement 31 an der Stirnseite des Druckstifts 23 ab. Das Abstützelement 31 trägt auf seiner Stirnseite eine Ausnehmung 32, die das Stirnende des Druckstiftes 23 formschlüssig aufnimmt. Der Druckstift 23 ist in einer Zwischenbuchse 24 axial verschieblich geführt und liegt stirnseitig an dem freien Ende der Ventilnadel 14 an. Die Zwischenbuchse 24 ist koaxial zur Ventilnadel 14 in der Zwischenscheibe 11 axial verschieblich geführt und trägt einen Anschlag 25 und einen Gegenanschlag 26. Der von einer radialen Ringschulter gebildete Anschlag 25 wirkt mit einem von einer gleichen Schulter an der Zwischenscheibe 11 gebildeten Gegenanschlag 27 zur Begrenzung des Gesamthubs der Ventilnadel 14 zusammen. Der von der Stirnseite der Zwischenbuchse 24 gebildete Gegenanschlag 26 wirkt mit einem von der Stirnseite der Ventilnadel 14 gebildeten Anschlag 28 zur Begrenzung des Vorhubs der Ventilnadel 14 zusammen.

Die zur ersten Schließfeder 21 baugleich ausgeführte zweite Schließfeder 22 ist in der Federkammer 19 der ersten Schließfeder 21 zum Düsenkörper 10 hin vorgeordnet und umgibt koaxial den Druckstift 23. Mit einem Stirnende stützt sich die zweite Schließfeder 22 über einen Federteller 29 an der Zwischenbuchse 24 ab, die dadurch in Schließlage der Ventilnadel 14 an die Stirnseite des Düsenkörpers 10 angelegt wird, und mit ihrem anderen Ende preßt sich die zweite Schließfeder 22 über ein als Federteller ausgebildetes Zentrierstück 33 an einen die Federkammer 19 kreuzenden Querbolzen 34. Der Querbolzen 34, der im Bereich der Federkammer 19 eine radiale Durchgangsöffnung 35 zum Durchtritt des Druckstiftes 33 und eine Aufnahme 36 für das Zentrierstück 33 aufweist, ist in eine radiale, die Federkammer 19 querende Sackbohrung 37 eingeschoben. Ein in einer Ringnut 38 des Querbolzens 34 einliegender, als O-Ring ausgebildeter Dichtungsring 39 dichtet den Federkammer 19 ab. Die Fixierung des Querbolzens 34 in der radialen Sackbohrung 37 erfolgt durch die Anpreßkraft der zweiten Schließfeder 22, die über das Zentrierstück 33 und die Aufnahme 36 den Querbolzen 34 in der Federkammer 19 gegen Querverschiebung sichert. Die Federkammer 19 ist noch über einen Kanal 40 mit einem Anschlußnippel 41 für eine Leckölleitung verbunden.

Beim Einspritzvorgang führt die Ventilnadel 14 einen Vorhub h _v aus, bei welchem nur die erste Schließfeder 21 als Gegenkraft wirksam ist. Bei diesem Vorhub wird eine begrenzte Voreinspritzmenge aus den Spritzöffnungen 15 ausgespritzt. Der Vorhub h _v ist beendet, wenn der Anschlag 28 an der Ventilnadel 14 an dem Gegenanschlag 26 der Zwischenbuchse 24 zur Anlage kommt. In dieser Stellung verharrt die Ventinadel 14, bis der weiter ansteigende Kraftstoffdruck nunmehr die Gegenkräfte beider Schließfedern 21, 22 überwindet. Danach wird die Ventilnadel 14 samt Zwischenbuchse 24 in Öffnungsrichtung weiterbewegt, bis sie nach dem Resthub h _v ihren Gesamthub zurückgelegt hat. Dieser ist begrenzt durch den Gegenanschlag 27 an der Zwischenscheibe 11, an welcher der Anschlag 25 an der Zwischenbuchse 24 anschlägt. Durch die baugleiche Ausführung der beiden Schließfedern 21, 22 und die Abstützung der zweiten Schließfeder 22 an einem in dem Federraum 16 eingesetzten Querbolzen kann der Durchmesser der Federkammer 19 sehr klein gehalten und damit die Einspritzdüse insgesamt relativ schlank gemacht werden.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann die Zwischenscheibe 11 auch aus zwei Einzelscheiben gebildet werden, von denen die untere Einzelscheibe einen größeren Innendurchmesser als die obere hat. Der Gegenanschlag 27 zur Begrenzung des Gesamthubs der Ventilnadel 14 wird durch den von der unteren Einzelscheibe nicht bedeckten Bereich in der oberen Einzelscheibe gebildet. Bei dieser Ausführung der Zwischenscheibe 11 kann auch der Gesamthub der Ventilnadel 14 durch entsprechende Wahl der Scheibendicke der unteren Einzelscheibe leicht auf den gewünschten Wert eingestellt werden.

Claims (6)

1. Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einem eine Ventilnadel axial verschieblich aufnehmenden Düsenkörper mit von der Ventilnadel gesteuerten Düsenöffnungen, der über eine Zwischenscheibe an einem Düsenhalter befestigt ist, mit einer in der Zwischenscheibe axial verschieblichen Zwischenbuchse, die einen mit einem Anschlag an der Ventilnadel zusammenwirkenden Gegenanschlag zur Begrenzung eines Vorhubs der Ventilnadel und einen mit einem Gegenanschlag an der Zwischenscheibe zusammenwirkenden Anschlag zur Begrenzung des Gesamthubs der Ventilnadel aufweist, und mit zwei als Schraubendruckfedern in einer Federkammer im Düsenhalter hintereinandergereiht angeordneten Schließfedern, von denen die vom Düsenkörper entferntere erste Schließfeder über einen in der Zwischenbuchse geführten, zur Ventilnadel koaxialen Druckstift ständig auf die Ventilnadel wirkt und die dem Druckkörper näherliegende zweite Schließfeder den Druckstift koaxial umgibt, sich an einer gehäusefesten Schulter in der Federkammer abstützt und über ein Druckstück auf die Zwischenbuchse wirkt und diese in Schließlage der Ventilnadel an dem Düsenkörper anlegt, dadurch gekennzeichnet, daß beide Schließfedern (21, 22) baugleich ausgeführt sind und daß die gehäusefeste Schulter zur Abstützung der zweiten Schließfeder (22) von einem die Federkammer (19) durchdringenden Querbolzen (34) gebildet ist, der eine radiale Durchgangsöffnung (35) zum Durchtritt des Druckstiftes (23) aufweist.

2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querbolzen (34) in eine die Federkammer (19) durchdringende radiale Sackbohrung (37) eingeschoben ist.

3. Einspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querbolzen (34) in einem in Einschieberichtung hinter der Durchgangsöffnung (35) liegenden Bereich eine Ringnut (38) trägt, in welcher ein sich an die Bohrungswand der Sackbohrung (37) anpressender Dichtungsring (39) einliegt.

4. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querbolzen (34) im Kreuzungsbereich der Federkammer (19) eine Aufnahme (36) für ein als Federteller ausgebildetes Zentrierstück (33) aufweist, an dem sich die zweite Schließfeder (22) abstützt.

5. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schließfeder (21) sich am Grund (30) der als axiale Sackbohrung ausgebildeten Federkammer (19) abstützt und über ein federtellerartiges Abstützelement (31) auf die Stirnseite des Druckstiftes (23) wirkt.

6. Einspritzdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützelement das Stirnende des Druckstiftes (23) in einer stirnseitigen Ausnehmung (32) aufnimmt.