DE19827695A1 - Druckregeleinheit für die Kraftstoffzuführung von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Eine Druckregeleinheit für die Kraftstoffzuführung von Brennkraftmaschinen umfaßt einen Gehäusekörper, der einen Kraftstoffeinlaß und einen Kraftstoffauslaß aufweist, die über einen einlaßseitigen und einen auslaßseitigen Kraftstoffkanal im Gehäuse miteinander verbunden sind. Zwischen dem einlaßseitigen und dem auslaßseitigen Kraftstoffkanal ist ein Ventilsitz gebildet, der mit einem Membranventilkörper zum Öffnen und Schließen der Fluidverbindung zwischen dem Kraftstoffeinlaß und dem Kraftstoffauslaß zusammenwirkt und von einer Feder in die Schließstellung des Ventils vorgespannt ist. Der Gehäusekörper weist eine Montageöffnung auf, in die ein die Feder beaufschlagender Druckeinstelleinsatz axial verfahrbar so eingesetzt ist, daß eine Verlagerung des Druckeinstelleinsatzes in eine Richtung die Kraft der Feder auf die Membran und damit die Schließkraft des Ventils erhöht, während eine Verlagerung des Druckeinstelleinsatzes in eine zweite Richtung die Kraft der Feder verringert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckregeleinheit für die Kraftstoffzuführung von Brennkraftmaschinen mit einem Gehäusekörper, der einen Kraftstoffeinlaß und einen Kraftstoffauslaß aufweist, die über einen einlaßseitigen und einen auslaßseitigen Kraftstoffraum im Gehäuse miteinander verbunden sind, wobei zwischen dem einlaßseitigen und dem auslaßseitigen Kraftstoffraum ein Ventilsitz gebildet ist, der mit einem Membranventilkörper zum Öffnen und Schließen der Fluidverbindung zwischen dem Kraftstoffeinlaß und dem Kraftstoffauslaß zusammenwirkt und von einer Feder in die Schließstellung des Ventils vorgespannt ist.

Derartige Druckregeleinheiten dienen dazu, bei sogenannten Common-Rail-Einspritzanlagen den Einspritzdruck an allen Einspritzventilen relativ zum Saugrohrdruck auf einem konstanten Niveau zu halten. Diese Druckregeleinheiten sind allgemein bekannt und werden individuell auf den jeweiligen Anwendungsfall, also auf die jeweilige Brennkraftmaschine ausgelegt, wodurch die Herstellung und Lagerhaltung einer Vielzahl unterschiedlicher Druckregeleinheiten erforderlich ist.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Druckregeleinheit so auszugestalten, daß eine Verringerung der Fertigungskosten und der Lagerhaltungskosten erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gehäusekörper eine Montageöffnung aufweist, in die ein die Feder beaufschlagender Druckeinstelleinsatz axial verfahrbar so eingesetzt ist, daß eine Verlagerung des Druckeinstelleinsatzes in eine erste Richtung die Kraft der Feder auf die Membran und damit die Schließkraft des Ventils erhöht, während eine Verlagerung des Druckeinstelleinsatzes in eine zweite Richtung die Kraft der Feder verringert.

Die Verstellbarkeit des Druckeinstelleinsatzes ermöglicht es, eine einzige Druckregeleinheit für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungsfälle herzustellen, wobei die Anpassung an jeden Anwendungsfall durch entsprechende Einstellung des Druckeinstelleinsatzes erfolgt.

Vorteilhafterweise ist der Druckeinstelleinsatz von einem stopfenartigen Schraubkörper gebildet, der ein Gewinde aufweist, das mit einem Gegengewinde am Gehäusekörper zusammenwirkt und der einen Anlageabschnitt für das von der Membran abgewandte Ende der Feder aufweist. Auf diese Weise kann die Federkraft und damit die Ventilkraft durch Verdrehen des Schraubkörpers im wesentlichen stufenlos eingestellt werden.

Bei einer alternativen Ausgestaltung weist der Druckeinstelleinsatz einen stopfenartigen Verschlußkörper auf, der in die Montageöffnung einsetzbar ist und der eine Einstellbohrung besitzt, die mit einem Gewinde versehen ist, das mit einem Gegengewinde einer Einstellschraube zusammenwirkt, wobei die Einstellschraube einen Aufnahmeabschnitt für das von der Membran abgewandte Ende der Feder aufweist. Bei dieser Ausführungsform muß nicht der ganze Druckeinstelleinsatz verdreht werden, um eine Einstellung der Federkraft zu bewirken, sondern es reicht aus, lediglich die zentrale Einstellschraube zu verdrehen, wobei der Druckeinstelleinsatz fest im Gehäusekörper verbleibt.

Vorteilhafterweise ist der Gehäusekörper einer erfindungsgemäßen Druckregeleinheit einstückig mit einer Einspritzleiste für die Brennkraftmaschine ausgebildet. Diese einstückige Ausbildung des Gehäusekörpers einer Druckregeleinheit mit der Einspritzleiste kann prinzipiell auch für andere Druckregeleinheiten vorgesehen sein. Die einstückige Ausbildung erleichtert die Herstellung und reduziert die Fertigungskosten, da der Gehäusekörper, beispielsweise als Kunststofformteil, zusammen mit der Einspritzleiste geformt werden kann, woraufhin lediglich die Einzelteile der Druckregeleinheit durch die später mit dem stopfenartigen Verschlußkörper zu verschließende Montageöffnung eingesetzt werden müssen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 2 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht einer alternativen Ausführungsform der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Druckregeleinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung besitzt einen Gehäusekörper 10, der die äußere Wandung der Druckregeleinheit bildet. Der Gehäusekörper 10 ist in seinem in Fig. 1 oberen Abschnitt als zylindrischer, rohrförmiger Körper 12 ausgestaltet, der auf seiner Innenumfangsfläche mit einem Innengewinde 14 versehen ist. Der zylindrische, rohrförmige Körper 12 ist an seiner Oberseite offen und bildet dort eine Montageöffnung 16, durch die das Innere der Druckregeleinheit zur Montage der darin enthaltenen Einzelteile zugänglich ist.

In seinem in Fig. 1 unteren Abschnitt ist der Gehäusekörper 10 becherförmig ausgestaltet, wobei dieser becherförmige Abschnitt 18 an seinem, dem zylindrischen, rohrförmigen Körper 12 zugewandten Ende mit einem radial nach außen hervorstehenden Flanschabschnitt 20 versehen ist, der die untere Begrenzung des zylindrischen, rohrförmigen Körpers 12 bildet und in diesen übergeht.

Im becherförmigen Abschnitt 18 ist ein zentraler, rohrförmiger Einsatz 22 vorgesehen, der sich koaxial innerhalb des becherförmigen Abschnitts 18 erstreckt und an dessen unterem, geschlossenem Ende nach außen hervortritt und in einen abgewinkelten auslaßseitigen Fluidanschluß 24 übergeht. Der zentrale rohrförmige Abschnitt 22 innerhalb des becherförmigen Abschnitts 18 unterteilt den Innenraum des becherförmigen Abschnitts 18 in einen innerhalb der Wandung des rohrförmigen Abschnitts 22 gelegenen zentralen Kraftstoffauslaßraum 26, der mit dem auslaßseitigen Fluidanschluß 24 in Fluidverbindung steht, und in einen radial außerhalb der Wandung des zentralen rohrförmigen Abschnitts gelegenen, ringförmigen Kraftstoffeinlaßraum 28, der mit einem seitlich am becherförmigen Abschnitt 18 angebrachten, einlaßseitigen Fluidanschluß 30 über eine (nicht gezeigte) Öffnung in der Wandung des becherförmigen Abschnitts 18 in Fluidverbindung steht. Sowohl der Kraftstoffeinlaßraum 28 als auch der Kraftstoffauslaßraum 26 öffnen sich zum zylindrischen, rohrförmigen Körper 12 hin, wobei der Mündungsrand 32 des zentralen, rohrförmigen Abschnitts 22 in etwa auf gleichem Niveau liegt, wie die innere Wandung des Flanschabschnitts 20.

In den ringförmigen Kraftstoffeinlaßraum 28 ist ein konisch- ringförmiges Kraftstoff-Filterelement 34 eingesetzt, das abdichtend an der konisch verlaufenden Außenwand des zentralen rohrförmigen Abschnitts 22 und an der Innenwand des becherförmigen Abschnitts 18 anliegt und ein ringförmiges Filtersieb 36 aufweist. Das Kraftstoff-Filterelement 34 ist dabei so in den ringförmigen Kraftstoffeinlaßraum 28 eingesetzt, daß es zwischen der (nicht gezeigten) Öffnung in der Wandung des becherförmigen Abschnitts zum einlaßseitigen Fluidanschluß 30 und der zum zylindrischen, rohrförmigen Körper 12 gerichteten Mündungsöffnung des ringförmigen Kraftstoffeinlaßraums 28 gelegen ist. Auf diese Weise kann Kraftstoff, der durch den einlaßseitigen Fluidanschluß 30 in den ringförmigen Kraftstoffeinlaßraum 28 eintritt, durch das Filtersieb 36 des Kraftstoff-Filterelements 34 hindurchtreten, bevor er aus der ringförmigen Mündung des Kraftstoffeinlaßraums 28 in Richtung auf den zylindrischen, rohrförmigen Körper 12 fließt.

In den zylindrischen, rohrförmigen Körper 12 ist eine kreisförmige, scheibenartige Membran 38 eingesetzt, die im Bereich ihres Umfangs mit einer ringwulstartigen Verstärkung 40 versehen ist, welche in eine kreisringförmige Rille 42 in der inneren Wandung des Flanschabschnitts 20 eingesetzt ist. Eine in das Innengewinde 14 eingeschraubte Ringmutter 44 verspannt die Membran 38 mittels ihrer ringwulstartigen Verstärkung gegen den Flanschabschnitt 20 und dichtet somit gleichzeitig den Kraftstoffeinlaßraum 28 und den Kraftstoffauslaßraum 26 gegenüber dem Inneren des zylindrischen, rohrförmigen Körpers 12 ab.

In ihrem mittleren Bereich ist die Membran 38 mit einem in der Membrandicke verstärkten Abschnitt 46 versehen, der am Mündungsrand 32 des zentralen Abschnitts 22 abdichtend anliegt. Auf diese Weise wird zwischen dem Kraftstoffeinlaßraum 28 und dem Kraftstoffauslaßraum 26 eine Abdichtung geschaffen, wobei die Membran 38 mit ihrem verstärkten Abschnitt 46 den Ventil­ körper und der Mündungsrand 32 den Ventilsitz eines Ventils 47 bilden. Auf der vom Mündungsrand 32 abgewandten Fläche der Membran 38 (der in Fig. 1 oberen Fläche) ist als Führungsplatte ein mit radial inneren und äußeren Ringwänden 48', 48'' versehener Federteller 48 in eine Ausnehmung der Membran 38 eingesetzt. Im Federteller 48 stützt sich eine wendelförmige Druckfeder 50 ab, die sich an ihrem anderen Ende gegen einen stopfenartigen Schraubkörper 52 abstützt, der eine zylindrische Gestalt aufweist und an seinem Außenumfang mit einem Außengewinde 54 versehen ist, mit dem er in das Innengewinde 14 des zylindrischen, rohrförmigen Körpers 12 eingeschraubt ist.

Der Schraubkörper 52 hat die Gestalt eines umgestülpten Bechers mit einem Boden 56 und einer zylindrischen Wandung 66, dessen in Fig. 1 oben liegender Boden 56 nach innen gewölbt ist und an seiner Innenseite einen zentralen Führungszapfen 58 zur radialen Lagefixierung der Druckfeder 50 aufweist.

An seiner Außenseite ist der einwärts gewölbte Boden 56 des stopfenartigen Schraubkörpers 52 mit zwei sich durchkreuzenden Stegen 60, 62 versehen, die sich diagonal durch die äußere Einwärtswölbung 64 des Bodens 56 erstrecken und auf diese Weise Angriffsflächen für eine manuelle Verdrehung des stopfenartigen Schraubkörpers 52 bilden.

An der in Fig. 1 unteren Randfläche der zylindrischen Wandung 66 ist eine ringförmige Dichtung 68 zwischen der zylindrischen Wandung 66 und der Ringmutter 44 vorgesehen, die den vom becherförmig ausgebildeten Schraubkörper 52, der Membran 38 und der Ringmutter 44 umschlossenen Raum abdichtet und so einen Gegendruckraum 70 schafft.

Durch Verdrehen des stopfenartigen Schraubkörpers 52 wird dieser je nach Drehrichtung weiter in den zylindrischen, rohrförmigen Körper 12 hineingeschraubt oder aus diesem herausgeschraubt, so daß die von der Druckfeder 50 auf die Membran 38 in Schließrichtung des von der Membran 38 und dem Mündungsraum 32 gebildeten Ventils 47 ausgeübte Druck vergrößert oder verringert wird. Hierdurch kann das Ansprechverhalten des Ventils 47 eingestellt werden.

Die zylindrische Wandung 66 des stopfenartigen Schraubkörpers 52 ist in einem Umfangsabschnitt mit einer sich über einen vorgegebenen Winkelbereich erstreckenden Langlochöffnung 72 versehen, die mit einer Druckausgleichsöffnung 74 in der zylindrischen Wandung des zylindrischen rohrförmigen Körpers 12 kommuniziert. Die Druckausgleichsöffnung 74 steht mit einen (nicht gezeigten) Druckausgleichsanschluß in Fluidverbindung, der vom Saugrohrdruck des Ansaugsystems der Brennkraftmaschine druckbeaufschlagt ist, so daß der Saugrohrdruck auch im Gegendruckraum 70 wirkt.

Der einlaßseitige Fluidanschluß 30 steht mit dem Kraftstoffzuführkanal für die Einspritzventile der Brennkraftmaschine in Verbindung, so daß der an den Einspritzventilen anliegende Einspritzdruck auch am einlaßseitigen Fluidanschluß 30 und somit im Kraftstoffeinlaßraum 28 anliegt. Übersteigt dieser Druck den von der Druckfeder 50 und dem im Gegendruckraum 70 wirkenden Saugrohrdruck auf die Membran 38 ausgeübten Schließdruck des Ventils 47, so öffnet das Ventil 47, und Kraftstoff kann aus dem ringförmigen Kraftstoffeinlaßraum 28 in den Kraftstoffauslaßraum 26 übertreten und von dort durch den auslaßseitigen Fluidanschluß 24 zurück in einen Kraftstoffvorratsbehälter fließen. Auf diese Weise wird ein konstanter Druck an den Einspritzventilen gewährleistet.

Ist ein anderer Einspritzdruck erforderlich, beispielsweise zur Verwendung der Druckregeleinheit an einer anderen Brennkraftmaschine, kann der Ventilschließdruck des Membranventils 47 durch Verdrehen des stopfenartigen Schraubkörpers 52 auf den gewünschten Wert eingestellt werden. Es ist außerdem möglich, den stopfenartigen Schraubkörper 52 gesteuert anzutreiben, beispielsweise durch einen Stellmotor, um den Ventilschließdruck und damit den an den Einspritzventilen anliegenden Einspritzdruck während des Betriebs der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von vorgebbaren Betriebsparametern der Brennkraftmaschine zu verändern.

Eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckregeleinheit ist in Fig. 2 dargestellt. Dort ist der Gehäusekörper 10 intergral als gemeinsam hergestelltes Formteil mit der rohrförmigen Einspritzleiste 76 eines Common-Rail-Ein­ spritzsystems ausgebildet, wodurch die Fertigungskosten der Druckregeleinheit verringert werden. Die Einspritzleiste verläuft dabei im Bereich des becherförmigen Abschnitts 18 im wesentlichen tangential zum Gehäusekörper 10.

Die Druckregeleinheit gemäß Fig. 2 ist außerdem mit einem abgewandelten Schraubkörper 78 versehen, der prinzipiell ausgebildet ist wie der stopfenartige Schraubkörper 52, der jedoch im Bereich seines Bodens 80 mit einer zentralen Einstellbohrung 82 versehen ist, die ein Innengewebe 84 aufweist. In die Einstellbohrung 82 ist eine mit einem Außengewinde 86 versehene Einstellschraube 88 eingesetzt, die ebenfalls in Form eines umgestülpten Bechers ausgebildet ist und in ihrem Inneren mit einem Aufnahmeabschnitt 89 versehen ist, der die Druckfeder 50 aufnimmt und abstützt.

Bei dieser Ausführungsform ist der Schraubkörper 78 fest in den zylindrischen, rohrförmigen Körper 12 des Gehäusekörpers 10 eingeschraubt und verspannt selbst die Membran 38 abdichtend gegen den Flansch 20. Zur Verstellung der Vorspannkraft der Druckfeder 50 wird bei dieser Ausführungsform lediglich die Einstellschraube 88 mittels eines in einen Schlitz 90 in der Oberseite der Schraube eingesetzten Werkzeugs verstellt. Der restliche Aufbau der Druckregeleinheit gemäß Fig. 2 entspricht prinzipiell der in Fig. 1 gezeigten Druckregeleinheit und wird daher hier nicht im Einzelnen erneut geschildert.

Die Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt, das lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung dient. Im Rahmen des Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vielmehr auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen.

Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.

Bezugszeichenliste

10

Gehäusekörper

12

Zylindrischer, rohrförmiger Körper

14

Innengewinde

16

Montageöffnung

18

Becherförmiger Abschnitt

20

Flanschabschnitt

22

Zentraler, rohrförmiger Abschnitt

24

Auslaßseitiger Fluidanschluß

26

Kraftstoffauslaßraum

28

Kraftstoffeinlaßraum

30

Einlaßseitiger Fluidanschluß

32

Mündungsrand

34

Kraftstoff-Filterelement

36

Filtersieb

38

Membran

40

Ringwulstartige Verstärkung

42

Kreisringförmige Rille

44

Ringmutter

46

Verstärkter Abschnitt

47

Ventil

48

Federteller

48

' Radial innere Ringwand

48

'' Radial äußere Ringwand

50

Druckfeder

52

Stopfenartiger Schraubkörper

54

Außengewinde

56

Boden

58

Führungszapfen

60

Steg

62

Steg

64

Einwärtswölbung

66

Zylindrische Wandung

68

Dichtung

70

Gegendruckraum

72

Langlochöffnung

74

Druckausgleichsöffnung

76

Einspritzleiste

78

Schraubkörper

80

Boden

82

Einstellbohrung

84

Innengewinde

86

Außengewinde

88

Einstellschraube

89

Aufnahmeabschnitt

90

Schlitz

Claims (4)

1. Druckregeleinheit für die Kraftstoffzuführung von Brennkraftmaschinen mit einem Gehäusekörper (10), der einen Kraftstoffeinlaß (30) und einen Kraftstoffauslaß (24) aufweist, die über einen einlaßseitigen (28) und einen auslaßseitigen (26) Kraftstoffraum im Gehäuse miteinander verbunden sind, wobei zwischen dem einlaßseitigen (28) und dem auslaßseitigen (26) Kraftstoffraum ein Ventilsitz (32) gebildet ist, der mit einem Membranventilkörper (46) zum Öffnen und Schließen der Fluidverbindung zwischen dem Kraftstoffeinlaß (30) und dem Kraftstoffauslaß (24) zusammenwirkt und von einer Feder (50) in die Schließstellung des Ventils (47) vorgespannt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekörper (10) eine Montageöffnung (16) aufweist, in die ein die Feder (50) beaufschlagender Druckeinstelleinsatz axial verfahrbar so eingesetzt ist, daß eine Verlagerung des Druckeinstelleinsatzes in eine erste Richtung die Kraft der Feder (50) auf die Membran (38) und damit die Schließkraft des Ventils (47) erhöht, während eine Verlagerung des Druckeinstelleinsatzes in eine zweite Richtung die Kraft der Feder (50) verringert.

2. Druckregeleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckeinstelleinsatz von einem stopfenartigen Schraubkörper (52) gebildet ist, der ein Gewinde (54) aufweist, das mit einem Gegengewinde (14) am Gehäusekörper (10) zusammenwirkt und der einen Anlageabschnitt (58) für das von der Membran (38) abgewandte Ende der Feder (50) aufweist.

3. Druckregeleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckeinstelleinsatz einen stopfenartigen Verschlußkörper (78) aufweist, der in die Montageöffnung (16) einsetzbar ist und der eine Einstellbohrung (82) besitzt, die mit einem Gewinde (84) versehen ist, das mit einem Gegengewinde (86) einer Einstellschraube (88) zusammenwirkt, und daß die Einstellschraube (88) einen Aufnahmeabschnitt (89) für das von der Membran (38) abgewandte Ende der Feder (50) aufweist.

4. Druckregeleinheit insbesondere nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekörper (10) einstückig mit einer Einspritzleiste (76) für die Brennkraftmaschine ausgebildet ist.