DE10106168A1

DE10106168A1 - Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zur Montage eines Brennstoffeinspritzventils in einer Ventilaufnahme

Info

Publication number: DE10106168A1
Application number: DE2001106168
Authority: DE
Inventors: Waldemar Hans; Christof Vogel; Helmut Hennemann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-02-10
Filing date: 2001-02-10
Publication date: 2002-08-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil (1), das an seinem zulaufseitigen Ende (2) einen Einlassstutzen (11) aufweist, an dessen äußerem Umfang wenigstens zwei Dichtringe (13, 14), die der Abdichtung des Brennstoffeinspritzventils (1) gegenüber einer Ventilaufnahme (3) dienen, vorgesehen sind. Die zwei Dichtringe (13, 14) liegen durch einen Zwischenring (15) axial voneinander beabstandet in jeweils einer Ringkammer (18, 19) vor. Der Zwischenring (15) ist unabhängig vom Einlassstutzen (11) und zweiteilig ausgeführt. Auf einem inneren angespritzten Stützring (22) ist ein flexibler Außenring (26) verrastet, wobei der Außenring (26) erst aufgebracht wird, wenn bereits der erste Dichtring (14) über den Stützring (22) hinwegbewegt und abgestreift wurde. DOLLAR A Das Brennstoffeinspritzventil eignet sich besonders für den Einsatz in gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1 sowie von einem Verfahren zur Montage eines Brennstoffeinspritzventils in einer Ventilaufnahme nach der Gattung des Anspruchs 10.

Es sind bereits verschiedene Brennstoffeinspritzventile bekannt, an deren äußeren Umfang mehrere Dichtelemente in Form von Dichtringen aufeinander folgend angeordnet sind, um ein wirkungsvolles Abdichten des Brennstoffeinspritzventils gegenüber einer Ventilaufnahme zu gewährleisten.

So ist z. B. aus der DE 28 27 789 A1 bekannt, an einem gestuften Zulaufstutzen des Brennstoffeinspritzventils zwei Dichtringe vorzusehen. Diese können beispielsweise als ganze Ringpakete ausgebildet sein, die dann einen Stopfbuchsenring, einen O-Ring, einen Asbestschnurring und einen Kunststoffschmelzring direkt aufeinander folgend aufweisen. Auch aus der DE 28 27 878 A1 sind bereits Brennstoffeinspritzventile bekannt, deren Abdichtung über Dichtpakete erfolgt, wobei zusätzlich zu den eigentlichen Dichtringen in O-Form weitere Ringe mit sogenannten Notdichteigenschaften vorgesehen sind. Zusätzlich ist auch noch aus der DE 28 27 850 A1 bekannt, zwei Dichtringe am Umfang des Brennstoffeinspritzventils mittels einer radial über den Außenumfang des Zulaufstutzens überstehenden Schulter zu beabstanden.

Außerdem ist aus der DE 37 03 615 A1 eine Dichtanordnung an einem Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei der zwei Dichtringe unabhängig voneinander jeweils einen von zwei Anschlussstutzen umgeben und diesen jeweils entsprechend gegen eine Brennstoffversorgungsleitung abdichten.

Des weiteren ist aus der DE 197 35 665 A1 eine Brennstoffeinspritzanlage bekannt, bei der ein Brennstoffeinspritzventil mittels eines Zwischenstücks mit einem Ventilaufnahmestutzen einer Brennstoffversorgungsleitung verbunden ist und gegen ihn abgedichtet ist. Bei dieser Anordnung weisen sowohl der Zulaufstutzen des Brennstoffeinspritzventils als auch das Zwischenstück jeweils einen Dichtring an ihrem Außenumfang auf, die somit räumlich deutlich voneinander entfernt liegen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine Dichtanordnung mit zwei Dichtringen an seinem Außenumfang vorgesehen ist, die besonders einfach montierbar ist, die eine Überdehnung und Überspreizung der Dichtringe und damit grundsätzlich eine Beschädigung der Dichtringe vermeidet, die trotzdem ausreichend große Stützschultern für die Dichtringe garantiert und die entsprechend der immer verschärfteren Umweltauflagen eine Abgabe von Kohlenwasserstoffen an die Umwelt vollständig verhindert.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.

Von Vorteil ist die besonders einfache Handhabbarkeit der beiden Teilkomponenten des Zwischenrings. Während der innere Stützring mit einer nach innen ragenden Nase sehr einfach in einer Nut am Einlassstutzen des Brennstoffeinspritzventils montierbar ist, ist der Außenring einfach und sicher auf dem Stützring verrastbar.

Die zur Verrastung dienende Rastwulst am Stützring ist in vorteilhafter Weise derart gestaltet, dass die hohen Kompressionskräfte des einen Dichtrings bei der Montage des Brennstoffeinspritzventils in den Aufnahmestutzen von einer oberen waagerechten Rastfläche aufgenommen werden. Die geringeren axialen Demontagekräfte des anderen Dichtrings werden in ausreichendem Maße von einer unteren, schräg ausgeführten Rastfläche der Rastwulst aufgenommen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage eines Brennstoffeinspritzventils in einer Ventilaufnahme mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 10 hat den Vorteil, dass die Gesamtmontage vollautomatisch durchgeführt werden kann. In besonders vorteilhafter Weise werden die Dichtringe bei der Montage sehr schonend behandelt, weshalb Beschädigungen der Dichtringe ausgeschlossen sind. Von Vorteil ist insbesondere, dass die Dichtringe trotz Einbringens in voneinander getrennte Ringkammern kaum aufgespreizt und somit auch nicht gefährlich überdehnt werden müssen. Durch die Zweiteiligkeit des Zwischenrings ist gewährleistet, dass der erste Dichtring ohne Überdehnung montiert werden kann und schließlich doch ausreichend große Stützschultern für beide Dichtringe vorhanden sind.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein zulaufseitiges Ende eines Brennstoffeinspritzventils mit einer erfindungsgemäßen Dichtanordnung zur Abdichtung des Brennstoffeinspritzventils gegenüber einer Ventilaufnahme und Fig. 2 eine Vergrößerung des Ausschnitts II in Fig. 1.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Fig. 1 ist ein Brennstoffeinspritzventil 1 teilweise dargestellt, das beispielsweise als Einspritzventil zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine ausgeführt ist. Mit einem zulaufseitigen Ende 2 ragt das Brennstoffeinspritzventil 1 in eine korrespondierende Ventilaufnahme 3.

Die Ventilaufnahme 3 ist beispielsweise als tassenförmiger Aufnahmestutzen 4 ausgebildet, der Teil einer nicht näher dargestellten Brennstoffversorgungsleitung, z. B. eines Fuel Rails, ist. Die Brennstoffversorgungsleitung weist dabei gewöhnlich mehrere Aufnahmestutzen 4 auf, so dass der über die Brennstoffversorgungsleitung zugeführte Brennstoff auf mehrere Brennstoffeinspritzventile 1 verteilt werden kann. Der Aufnahmestutzen 4 ist z. B. stufenförmig ausgeführt und weist an seinem der Brennstoffversorgungsleitung abgewandten Ende eine oder mehrere nasenartig abstehende greifen in Öffnungen 6 einer Befestigungsklammer 7, die der zuverlässigen Sicherung des Brennstoffeinspritzventils 1 in der Ventilaufnahme 3 dient, ein. Die Befestigungsklammer 7 ist beispielsweise in eine umlaufende Nut 8 am äußeren Umfang einer Kunststoffumspritzung 9 des Brennstoffeinspritzventils 1 eingesetzt.

Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist z. B. weitgehend von der Kunststoffumspritzung 9 umgeben. Am zulaufseitigen Ende 2 des Brennstoffeinspritzventils 1 ragt jedoch ein metallener Einlassstutzen 11, der der Brennstoffzufuhr in das Innere des Brennstoffeinspritzventils 1 dient, aus der Kunststoffumspritzung 9 heraus. Oberhalb der Kunststoffumspritzung 9 sind am äußeren Umfang des Einlassstutzens 11 zwei als O-Ringe ausgeführte Dichtringe 13, 14 angeordnet. Die zwei axial nah aufeinander folgenden Dichtringe 13, 14 liegen durch einen erfindungsgemäß ausgestalteten Zwischenring 15 räumlich beabstandet zueinander vor. Den stromaufwärtigen Abschluss des Brennstoffeinspritzventils 1 bildet ein oberer, auf den Einlassstutzen 11 aufgebrachter Sicherungsring 16 aus Kunststoff. Auf diese Weise liegen die beiden Dichtringe 13, 14 zwischen dem Sicherungsring 16 und der oberen Stirnfläche 17 der Kunststoffumspritzung 9 eingebettet vor, wobei durch den Zwischenring 15 zwei Ringkammern 18, 19 für die Dichtringe 13, 14 gebildet sind.

Bei den beiden Dichtringen 13, 14 handelt es sich im Gegensatz zu den teilweise aus dem Stand der Technik bekannten Dichtringen mit sogenannten Notdichteigenschaften um zwei "vollwertige" Dichtringe aus bekanntem Elastomer- Dichtmaterial. Die Notwendigkeit zweier unmittelbar aufeinander folgender Dichtringe am Umfang des Brennstoffeinspritzventils 1 ergibt sich aus der Zusammensetzung bestimmter Brennstoffe. Im Langzeiteinsatz von Dichtringen hat sich gezeigt, dass Kohlenwasserstoffe durch die üblicherweise für Dichtringe verwendeten Elastomere hindurch permeieren und diese vollständig durchsetzen können. Um die Abgabe von Kohlenwasserstoffen an die Umwelt im Zuge immer verschärfterer Umweltauflagen vollständig zu verhindern, ist es von Vorteil, hinter einem ersten Dichtring unmittelbar folgend einen weiteren Dichtring anzuordnen. Auf diese Weise bietet der zweite Dichtring hinter einem in oben beschriebener Weise durchsetzten Dichtring eine deutlich verbesserte Dichtsicherheit.

Der den Dichtraum in zwei Ringkammern 18, 19 aufteilende Zwischenring 15 besteht aus zwei Teilkomponenten. Ein innerer Stützring 22 greift beispielsweise in eine umlaufende Nut 23 am Umfang des Einlassstutzens 11 ein. In idealer Weise wird der Stützring 22 gleichzeitig mit der Kunststoffumspritzung 9 und dem Sicherungsring 16 in einem Kunststoffspritzvorgang an den metallenen Ventilkörper angespritzt. An seiner Innenseite weist der Stützring 22 eine nach innen ragende, angeschrägte Nase 24 auf, die formgenau in die Nut 23 einsetzbar ist. Am Außendurchmesser des Stützrings 22 ist eine radial nach außen stehende Rastwulst 25 vorgesehen, an der ein ebenfalls zum Zwischenring 15 gehörender Außenring 26 verrastbar ist.

Der Bereich der Rastwulst 25 ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt. Die Rastwulst 25 am Stützring 22 ist derart gestaltet, dass die hohen Kompressionskräfte des zweiten Dichtrings 13 bei der Montage des Brennstoffeinspritzventils 1 in den Aufnahmestutzen 4 von einer oberen Rastfläche 28, die weitgehend senkrecht zu einer Ventillängsachse 30 verläuft, aufgenommen werden. Die geringeren axialen Demontagekräfte des ersten Dichtrings 14 werden in ausreichendem Maße von einer unteren, schräg ausgeführten Rastfläche 29 der Rastwulst 25 aufgenommen. Der Außenring 26 besteht aus einem flexiblen Kunststoff. Bei der Montage des Außenrings 26 auf dem inneren Stützring 22 dehnt sich dieser Kunststoff auf und rastet dann in der Endlage über der Rastwulst 25 ein. Der aus Außenring 26 und Stützring 22 bestehende Zwischenring 15 dient als Stützschulter für den zweiten Dichtring 13.

Die Montage der Dichtanordnung auf dem Einlassstutzen 11 des Brennstoffeinspritzventils 1 wird im folgenden kurz erläutert. Wie oben bereits beschrieben, werden z. B. zeitgleich in einem Umspritzungsprozess die Kunststoffumspritzung 9, der innere Stützring 22 des Zwischenrings 15 und der Sicherungsring 16 an den metallenen Ventilkörper angespritzt. Nachfolgend wird der erste Dichtring 14 aufgespreizt, auf den Einlassstutzen 11 aufgesetzt, über den Stützring 22 hinwegbewegt und in die Ringkammer 19 abgestreift. Danach erfolgt das Aufclipsen des Außenrings 26 auf dem inneren Stützring 22 zur Vervollständigung des Zwischenrings 15. Darauffolgend wird der zweite Dichtring 13 aufgespreizt, auf den Einlassstutzen 11 aufgesetzt und in die Ringkammer 18 abgestreift. Mit der so auf dem Einlassstutzen 11 montierten Dichtanordnung kann das Brennstoffeinspritzventil 1 in die Ventilaufnahme 3 eingebracht werden.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es ebenfalls denkbar, z. B. den Einlassstutzen 11 im Bereich der Dichtringe 13, 14 gestuft auszuführen und/oder Dichtringe 13, 14 mit unterschiedlichen Querschnitten oder Durchmessern einzusetzen.

Claims

1. Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine, mit einer Ventillängsachse (30), mit einem am zulaufseitigen Ende (2) angeordneten Einlassstutzen (11) und mit wenigstens zwei am äußeren Umfang des Einlassstutzens (11) vorgesehenen Dichtringen (13, 14), die der Abdichtung des Brennstoffeinspritzventils (1) gegenüber einer Ventilaufnahme (3) dienen, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Dichtringe (13, 14) durch einen Zwischenring (15) axial voneinander beabstandet in jeweils einer Ringkammer (18, 19) vorliegen, wobei der Zwischenring (15) unabhängig vom Einlassstutzen (11) und zweiteilig ausgeführt ist.

2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (15) aus einem inneren Stützring (22) und einem Außenring (26) zusammengesetzt ist.

3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Stützring (22) mit einer nach innen ragenden Nase (24) in eine Nut (23) des Einlassstutzens (11) eingreift.

4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Stützring (22) aus einem Kunststoff hergestellt ist.

5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Stützring (22) aus dem gleichen Kunststoff besteht wie eine das Brennstoffeinspritzventil (1) teilweise umgebende Kunststoffumspritzung (9).

6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Außendurchmesser des Stützrings (22) eine radial nach außen stehende Rastwulst (25) vorgesehen ist, an der der Außenring (26) verrastbar ist.

7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine obere Rastfläche (28) der Rastwulst (25) weitgehend senkrecht zur Ventillängsachse (30) verläuft und eine untere Rastfläche (29) schräg ausgeführt ist.

8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (26) aus einem flexiblen Kunststoff hergestellt ist.

9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (15) für wenigstens einen der Dichtringe (13) eine Stützschulter bildet.

10. Verfahren zur Montage eines Brennstoffeinspritzventils (1) in einer Ventilaufnahme (3), wobei das Brennstoffeinspritzventil (1) am zulaufseitigen Ende (2) einen Einlassstutzen (11) aufweist, an dessen äußeren Umfang wenigstens zwei Dichtringe (13, 14) vorgesehen sind, die durch einen Zwischenring (15) axial voneinander beabstandet sind und die der Abdichtung des Brennstoffeinspritzventils (1) gegenüber der Ventilaufnahme (3) dienen, dadurch gekennzeichnet, dass ein innerer Stützring (22) des Zwischenrings (15) am Umfang des Einlassstutzens (11) angebracht wird, dann der erste Dichtring (14) aufgespreizt, auf den Einlassstutzen (11) aufgesetzt, über den Stützring (22) hinwegbewegt und in eine Ringkammer (19) abgestreift wird, danach ein Außenring (26) auf den inneren Stützring (22) zur Vervollständigung des Zwischenrings (15) aufgebracht wird und darauffolgend der zweite Dichtring (13) aufgespreizt, auf den Einlassstutzen (11) aufgesetzt und in eine weitere Ringkammer (18) abgestreift wird und anschließend das Brennstoffeinspritzventil (1) mit der so auf dem Einlassstutzen (11) montierten Dichtanordnung in die Ventilaufnahme (3) eingebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Stützring (22) des Zwischenrings (15) im gleichen Umspritzungsprozess am Umfang des Einlassstutzens (11) angespritzt wird wie eine das Brennstoffeinspritzventil (1) zumindest teilweise umgebende Kunststoffumspritzung (9).

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (26) des Zwischenrings (15) auf einer Rastwulst (25) des inneren Stützrings (22) verrastet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffeinspritzventil (1) nach dem Einbringen in die Ventilaufnahme (3) mittels an der Ventilaufnahme (3) und an dem Brennstoffeinspritzventil (1) vorgesehener korrespondierender Befestigungselemente (5, 7) gesichert wird.