DE4312857A1

DE4312857A1 - Druckregler für Kraftstoff-Einspritzanlagen

Info

Publication number: DE4312857A1
Application number: DE4312857A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Bueser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-04-20
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1994-10-27
Also published as: US5402817A; JPH06323214A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Druckregler nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus EP-A-0 491 522 ist schon ein solcher Druckregler für Kraft stoff-Einspritzanlagen von Ottomotoren für die Anordnung in oder an einem Kraftstoff-Vorratsbehälter bekannt. Dieser Druckregler zeich net sich dadurch aus, daß er unmittelbar abströmseitig einer im Vor ratsbehälter angeordneten Kraftstoffpumpe angeordnet ist, so daß von der Pumpe im Überschuß geförderter Kraftstoff mittels des Überström ventils auf kurzem Wege in den Vorratsbehälter zurückgeführt werden kann. Hierdurch ist auf einfache Weise erreicht, daß lediglich der zur Verbrennung im Ottomotor bestimmte Teil des geförderten Kraft stoffs vor der Abgabe in ein Verteilerrohr der Einspritzanlage einer Filterung unterzogen werden muß. Das Überströmventil ist bei dieser bekannten Ausführungsform als Sitzventil ausgebildet, dessen Ventil sitz ein axialer Bund des Rohres und dessen membranbetätigtes Schließglied ein gleichachsig auf dem Rohr geführter, mehrteiliger Halter mit einer elastischen Dichtplatte ist. Eine derartige Ausge staltung des Überströmventils ist relativ aufwendig. Auch im übrigen weist der Druckregler einen komplizierten Aufbau aus zahl reichen Blechformteilen auf, was erhebliche Kosten für Herstellen und Fügen der Teile hervorruft.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Druckregler mit dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sich das Überström ventil als außerordentlich einfache Bauform mit nur einem bewegten Bauteil in Form des Schiebers auszeichnet. Dabei ist der unvermeid liche Spalt zwischen dem Schieber und dem Rohr während der Kraft stofförderung nicht nachteilig, da überschüssiger Kraftstoff ohnehin zum Vorratsbehälter abgesteuert werden muß.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Druckreglers möglich.

Besonders vorteilhaft ist die Weiterbildung nach Anspruch 4, weil hierdurch auf einfache und sichere Weise der Druck im abströmseiti gen Teil der Einspritzanlage über einen längeren Zeitraum gehalten und ein Zurückfließen heißen Kraftstoffs aus dem Verteilerrohr zurück in den Kraftstoff-Vorratsbehälter mit der umweltbelastenden Folge verdampfenden Kraftstoffs vermieden werden kann.

Darüber hinaus wird durch die Maßnahme gemäß Anspruch 5 erreicht, daß auch die Verbindung zur Kraftstoffpumpe sicher abgesperrt ist, so daß dort gegebenenfalls ein als Rückschlagventil ausgebildetes Auslaßventil eingespart werden kann.

Ebenfalls vorteilhaft ist auch die Ausgestaltung nach Anspruch 7, weil hierdurch auf einfache Weise Zug- und Druckkräfte vom Boden und vom ersten Gehäuseteil auf das Rohr übertragen werden. Ein Ausbeulen der Stirnwand des ersten Gehäuseteils durch den Druck des Kraft stoffs ist dadurch weitgehend vermieden.

Von Vorteil ist ferner die Ausgestaltung nach Anspruch 9, weil einerseits mit dem Aufschraubvorgang des zweiten Gehäuseteils auf das Rohr die den Einstellpunkt des Druckreglers bestimmende Vorspan nung der Druckfeder auf einfache Weise eingestellt und andererseits die Einstellung dauerhaft durch die Stoffschlußverbindung gesichert wird. Darüber hinaus ist auch hier eine Ableitung von durch die Druckfeder hervorgerufenen Kräften auf das Rohr erzielt.

Im übrigen ergeben sich durch die Maßnahme nach Anspruch 10 aufgrund von auf das Fügeverfahren abgestimmter Werkstoffwahl erhebliche Kostenvorteile bei der Fertigung des Druckreglers.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckreglers ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der in der Zeichnung im Halbschnitt dargestellte Druckregler 1 für Kraftstoff-Einspritzanlagen von Ottomotoren hat ein dosenförmiges Gehäuse 2 mit einem oberen, ersten Gehäuseteil 3 und einem unteren, zweiten Gehäuseteil 4. Durch eine am Außenrand fest eingespannte Membran 5 ist der Innenraum des Gehäuses 2 in eine obere, erste Kam mer 6 und in eine untere, zweite Kammer 7 unterteilt.

Mit der vertikal verlaufenden Längsachse des Gehäuses 2 zusammenfal lend greift in dieses ein die zweite Kammer 7 durchdringendes Rohr 10 für die Zufuhr von Kraftstoff unter Druck in die erste Kammer 6 ein. Das Rohr 10 ist an seinem aus dem zweiten Gehäuseteil 4 ragen den Abschnitt als Stutzen 11 für den Anschluß an eine nicht darge stellte, in einem Kraftstoff-Vorratsbehälter angeordnete Kraftstoff pumpe ausgebildet. Im Bereich der ersten Kammer 6 endet das die Membran 5 mittig durchdringende Rohr mit Abstand zu einer Stirnwand 12 des ersten Gehäuseteils 3.

In der ersten Kammer 6 ist zwischen dem Rohr 10 und einer umfangs seitigen Außenwand 13 des ersten Gehäuseteils 3 ein rechtwinklig zur Längsachse verlaufender Boden 14 eingefügt. Der Boden 14 hat einen dem Durchmesser des ersten Gehäuseteils 3 entsprechenden Durchmes ser; er ist an der von der Stirnwand 12 abgewandten Stirnseite der Außenwand 13 mit dem ersten Gehäuseteil 3 kraftstoffdicht verbunden. Der Boden 14 hat mittig einen hülsenförmigen Fortsatz 15, in dem von der Seite der zweiten Kammer 7 her das Rohr 10 dicht aufgenommen ist. Der Fortsatz 15 erstreckt sich gegen die Stirnwand 12 des ersten Gehäuseteils 3. Mit dieser ist der Fortsatz 15 des Bodens 14 unter Belassen von Durchbrüchen 16 für den Durchtritt von Kraftstoff verbunden.

In der ersten Kammer 6 des Gehäuses 2 ist ein sich zwischen der Stirnwand 12 des ersten Gehäuseteils 3 und dem Boden 14 erstrecken der, ringförmiger Filterkörper 19 aufgenommen. Dieser trennt einen zuströmseitigen, ersten Kammerteil 20 von einem abstromseitigen, zweiten Kammerteil 21 der ersten Kammer 6. Der erste Kammerteil 20 steht mit den Durchbrüchen 16 in Verbindung; der zweite Kammerteil 21 hat einen Auslaß 22 in einem Stutzen 23 für den Anschluß an ein nicht dargestelltes Verteilerrohr der Kraftstoff-Einspritzanlage. Außerdem ist der zweite Kammerteil 21 durch mehrere Öffnungen 24 im Boden 14 mit einem von diesem sowie der Membran 5 begrenzten, drit ten Kammerteil 25 der ersten Kammer 6 verbunden.

Für die Befestigung der Membran 5 an ihrem Außenrand ist ein Halte ring 28 vorgesehen. Die Membran 5 ist zwischen dem Boden 14 und dem mit dem Boden stoffschlüssig verbundenen Haltering 28 durch ent sprechende Profilierung der einander zugewandten Stirnseiten beider Teile form- und kraftschlüssig geklemmt. Mit ihrem Innenrand ist die Membran 5 zwischen einem radial vorspringenden Bund 29 eines auf dem Rohr 10 aufgenommenen, hülsenförmigen Schiebers 30 und einer Ring scheibe 31 dicht eingespannt. Die Ringscheibe 31 ist durch Schälnie tung mit dem Schieber 30 verbunden. Auf der von der Membran 5 abge wandten Seite des Bundes 29 greift eine im zweiten Gehäuseteil 4 mit Vorspannung aufgenommene Druckfeder 32 an. Die Druckfeder 32 hält den Schieber 30 stirnseitig in Anlage an einem O-Ring 33, welcher in einer membranseitig das Rohr 10 konzentrisch umgebenden Nut 34 des Bodens 14 aufgenommen ist.

Der mit geringem radialen Spiel auf dem Rohr 10 längsbewegbar ange ordnete Schieber 30 dient als membranbetätigtes Schließglied eines Überströmventils 37, mit dem Kraftstoff aus dem Rohr 10 in die zweite Kammer 7 absteuerbar ist. Das als Schieberventil ausgebildete Überströmventil 37 hat rohrseitig eine Steuernut 38, welche durch radial verlaufende Bohrungen 39 mit dem Rohrinneren in Verbindung steht. Die Steuernut 38 wirkt mit einer in die zweite Kammer 7 ein mündenden Steueröffnung 40 des Schiebers 30 in Form einer radialen Bohrung zusammen.

Der die zweite Kammer 7 einschließende zweite Gehäuseteil 4 ist mit einem gleichachsig zum Rohr 10 verlaufenden, stutzenförmigen Abschnitt 43 zur Aufnahme des Druckreglers 1 in oder an einem Kraft stoff-Vorratsbehälter versehen. Bodenseitig ist der Abschnitt 43 mit mehreren Überlauföffnungen 44 zur Abgabe des in die zweite Kammer 7 abgesteuerten Kraftstoffs in den Vorratsbehälter ausgestattet. Der Abschnitt 43 des zweiten Gehäuseteils 4 steht mit einem Gewindeabschnitt 45 des Rohres 10 in Verbindung, während eine Mantelwand 46 des zweiten Gehäuseteils 4 den Boden 14 sowie die Außenwand 13 des ersten Gehäuseteils 3 umfangsseitig übergreift. In diesem Bereich sind die erwähnten Bauteile stoffschlüssig dicht mit einander verbunden.

Der Druckregler 1 ist außerdem am Übergang vom Rohr 10 in die erste Kammer 6 mit einem Rückschlagventil 49 ausgestattet. Dieses hat ein Schließglied 50 in Form einer Kugel und einen vom Endabschnitt des Rohres 10 gebildeten Ventilsitz 51. Das Schließglied 50 ist von einer an der Stirnwand 12 des ersten Gehäuseteils 3 abgestützten Schließfeder 52 in Schließrichtung belastet.

Der Zusammenbau des Druckreglers 1 erfolgt in den wesentlichen Schritten:

1. Das Rohr 10 wird beim Spritzgießen des aus einem thermoplasti schen Kunststoff bestehenden Bodens 14 mit dem Fortsatz 15 ver bunden.
2. Der Filterkörper 19 sowie die Teile des Rückschlagventils 49 werden eingelegt, und der Boden 14 wird mit dem ebenfalls aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden ersten Gehäuseteil 3 durch Ultraschallschweißen verbunden.
3. Die Membran 5 wird am Schieber 30 befestigt.
4. Der O-Ring 33 wird in die Nut 34 des Bodens 14 eingefügt, und der Schieber 30 mit der Membran 5 wird auf das Rohr 10 aufge schoben.
5. Die Membran 5 wird am Außenrand durch Ultraschallschweißen des Halteringes 28 aus thermoplastischem Kunststoff am Boden 14 befestigt.
6. Die Druckfeder 32 wird auf den Schieber 30 gesteckt.
7. Das zweite Gehäuseteil 4 wird mit seinem stutzenförmigen Abschnitt 43 auf den Gewindeabschnitt 45 des Rohres 10 geschraubt, bis in einem Justiervorgang die Vorspannung der am Abschnitt 43 innen abgestützten Druckfeder 32 den Einstellpunkt des Druckreglers 1 erreicht.
8. Das ebenfalls aus thermoplastischem Kunststoff bestehende zweite Gehäuseteil 4 wird mit dem Boden 14 und dem ersten Gehäuseteil 3 ultraschallverschweißt.

Der Druckregler 1 hat folgende Wirkungsweise:
Der von einer Kraftstoffpumpe aus einem Vorratsbehälter geförderte Kraftstoff wird unter Druck in das Rohr 10 geleitet und gelangt nach Überwinden des Rückschlagventiles 49 in den ersten Kammerteil 20 der ersten Kammer 6. Der Kraftstoff strömt durch den Filterkörper 19 in den zweiten Kammerteil 21 und von dort durch den Auslaß 22 in das Verteilerrohr der Kraftstoff-Einspritzanlage. Gefilterter Kraftstoff gelangt auch durch die Öffnungen 24 im Boden 14 in den dritten Kam merteil 25 und baut oberhalb der Membran 5 Druck auf. Hierdurch erfährt der Schieber 30 eine Bewegung entgegen der Vorspannung der Druckfeder 32. Bei Erreichen des Systemdrucks der Einspritzanlage öffnet das Überströmventil 37 und ungefilterter Kraftstoff wird in die zweite Kammer 7 abgesteuert, aus der er drucklos durch die Über lauföffnungen 44 in den Kraftstoff-Vorratsbehalter zurückfließen kann.

Bei durch Abschalten der Kraftstoffpumpe unterbrochener Kraft stoffzufuhr schließt das Rückschlagventil 49. Außerdem wird der Schieber 30 des Überströmventils 37 von der Druckfeder 32 gegen den O-Ring 33 am Boden 14 bewegt und zur Anlage gebracht. Die erste Kam mer 6 des Druckreglers 1 ist damit dicht abgesperrt.

Claims

1. Druckregler (1) für Kraftstoff-Einspritzanlagen von Ottomotoren für die Anordnung in oder an einem Kraftstoff-Vorratsbehälter, mit den folgenden Merkmalen:

- ein dosenförmiges Gehäuse (2) ist mit einer am Außenrand fest eingespannten Membran (5) in eine erste Kammer (6) und in eine zweite Kammer (7) unterteilt,
- die Membran (5) ist mittig von einem in das Gehäuse (2) einge fügten Rohr (10) für die Zufuhr von Kraftstoff unter Druck in die erste Kammer (6) durchdrungen, welche einen Auslaß (22) für den Kraftstoff aufweist,
- in der anderen, zweiten Kammer (7) ist eine an der Membran (5) wenigstens mittelbar angreifende, der Auslenkung der Membran unter dem Kraftstoffdruck entgegenwirkende Druckfeder (32) auf genommen,
- auf dem Rohr (10) ist das membranbetätigte Schließglied eines Überströmventils (37) geführt, mit dem Kraftstoff aus dem Rohr in die zweite Kammer (7) absteuerbar und durch einen Überlauf (44) der Kammer in den Kraftstoff-Vorratsbehälter ableitbar ist,

gekennzeichnet durch das folgende Merkmal:

- das Überströmventil (37) ist als Schieberventil ausgebildet, dessen hülsenförmiger, mit der Membran (5) verbundener Schieber (30) wenigstens eine, mit einer Steuernut (38) des Rohres (10) zusammenwirkende Steueröffnung (40) aufweist, welche in die zweite Kammer (7) mündet.

2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (30) umfangsseitig einen Bund (29) hat, an dem einerseits die Membran (5) mit ihrem Innenrand befestigt und andererseits die Druckfeder (32) abgestützt ist.

3. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die erste Kammer (6) ein sich zwischen dem Rohr (10) und einer Außenwand (13) eines ersten Gehäuseteils (3) erstreckender Boden (14) einge fügt und zwischen diesem sowie einer Stirnwand (12) des Gehäuseteils (3) ein ringförmiger Filterkörper (19) unter Bildung eines zuström seitigen, ersten Kammerteils (20) und eines abströmseitigen zweiten Kammerteils (21) angeordnet ist, wobei letzterer durch Öffnungen (24) des Bodens (14) mit einem von der Membran (5) begrenzten, drit ten Kammerteil (25) der ersten Kammer (6) in Verbindung steht.

4. Druckregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (14) membranseitig eine das Rohr (10) konzentrisch umgebende Nut (34) mit einem eingelegten Dichtring (33) aufweist, gegen den der Schieber (30) bei unterbrochener Kraftstoffzufuhr unter Vor spannkraft der Druckfeder (32) stirnseitig dicht abgestützt ist.

5. Druckregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (10) an seinem der ersten Kammer (6) zugeordneten Endabschnitt einen Ventilsitz (51) eines das Rückströmen von Kraftstoff von dieser Kam mer in das Rohr (10) sperrenden Rückschlagventils (49) hat, dessen Schließglied (50) von einer Schließfeder (52) belastet ist.

6. Druckregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (5) mit ihrem Außenrand zwischen dem Boden (14) und einem mit diesem stoffschlüssig verbundenen Haltering (28) geklemmt ist.

7. Druckregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (14) mittig einen hülsenförmigen Fortsatz (15) hat, in dem einerseits von der Seite der zweiten Kammer (7) her das aus metalli schem Werkstoff bestehende Rohr (10) dicht sowie kraft- und/oder formschlüssig aufgenommen und der andererseits unter Belassen von in den zuströmseitigen, ersten Kammerteil (20) der ersten Kammer (6) einmündenden Durchbrüchen (16) mit der Stirnwand (12) des ersten Gehäuseteils (3) verbunden ist.

8. Druckregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (14) mit der Außenwand (13) und sein Fortsatz (15) mit der Stirnwand (12) des ersten Gehäuseteils (3) stoffschlüssig verbunden sind.

9. Druckregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) ein die zweite Kammer (7) begrenzendes, zweites Gehäuse teil (4) mit einem stutzenförmigen, gleichachsig zum Rohr (10) ver laufenden Abschnitt (43) hat, mit dem das Gehäuseteil (4) auf einen Gewindeabschnitt (45) des Rohres aufgeschraubt ist, daß innen am stutzenförmigen Abschnitt (43) die Druckfeder (32) mit Vorspannung abgestützt und daß das zweite Gehäuseteil (4) mit der Außenwand (13) des ersten Gehäuseteils (3) stoffschlüssig verbunden ist.

10. Druckregler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseteile (3, 4) und der Boden (14) des Gehäuses (2) aus einem ultraschallschweißbaren Kunststoff bestehen.