DE10148874C2 - Düseneinrichtung, insbesondere zur Kraftstoffeinspritzung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Düseneinrichtung mit zwei mitein­ ander verbundenen Hauptteilen, umfassend ein Körperteil und ein Düsenteil, wobei das Düsenteil über eine formschlüssige Verbindung mit dem Körperteil verbunden ist.

Eine solche Düseneinrichtung geht hervor aus der EP 0 449 763 B1, siehe Fig. 1 und Fig. 2, sowie aus der EP 0 451 408 A1, siehe Fig. 1.

Jede dieser bekannten Düseneinrichtungen ist bestimmt zum Einsatz in einer Kraftstoffeinspritzanlage für einen Verbren­ nungsmotor und umfasst als vorliegend wesentliche Komponenten ein Düsenteil, welches die zur Einspritzung des Kraftstoffes bestimmten Düsen trägt, und ein Körperteil, mit welchem das Düsenteil verbunden ist und welches die weiteren funktionell wichtigen Komponenten der Düseneinrichtung, insbesondere eine Düsennadel, Führungen und dergleichen, trägt, und welches auch zur Befestigung der Düseneinrichtung an weiteren Kompo­ nenten der Einspritzanlage oder des Verbrennungsmotors dient. In jedem Fall sind das Körperteil und das Düsenteil über eine Schraubverbindung miteinander verbunden.

Nach dem erstgenannten Dokument weist eine der beiden Haupt­ teile ein Außengewinde auf und es ist an das entsprechende andere Hauptteil ein Spannteil nach Art einer Mutter mit ei­ nem Innengewinde angeformt.

Nach dem zweitgenannten Dokument ist das Spannteil mit dem Innengewinde an das Körperteil angeformt und es wird das mit einem Flansch endende Düsenteil mittels einer Hülse, welche ein Außengewinde trägt und in das Innengewinde des Spannteils eingeschraubt wird, mit dem Körperteil verspannt.

Weiterer relevanter technologischer Hintergrund ist in den folgenden Dokumenten dargestellt: US-Patente 5 857 662, 5 875 632, 5 806 766, 6 194 812, 5 779 149, 6 066 912, 6 148 842, 6 186 474, 6 168 132, 6 062 533, 6 145 492, 6 119 952.

Bei der Bildung der in jeder bekannten Düseneinrichtung vor­ liegenden Schraubverbindung entsteht durch Reibung ein Reib­ moment, welches versucht, das Düsenteil mitzudrehen. Solches Mitdrehen soll durch ein entsprechend starkes Andrücken des Düsenteils an das Körperteil bei der Bildung der Schraubver­ bindung verhindert werden. Die Axialkraft, mit welcher das Düsenteil in der fertigen Düseneinrichtung an das Körperteil gedrückt wird, hängt stark vom Reibkoeffizienten in der Schraubverbindung ab, wodurch es im Rahmen einer Serienferti­ gung solcher Düseneinrichtungen zu starken Schwankungen bei dieser Axialkraft kommen kann.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ei­ ne Düseneinrichtung anzugeben, welche die bei der Herstellung der bisherigen Düseneinrichtungen auftretenden Probleme ver­ meidet und bei der die Axialkraft, welche beim Anziehen ent­ steht, eindeutig und reproduzierbar definiert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe angegeben wird eine Düseneinrich­ tung mit zwei miteinander verbundenen Hauptteilen umfassend ein Körperteil und ein Düsenteil, wobei das Düsenteil über eine formschlüssige Verbindung mit dem Körperteil verbunden ist, und wobei erfindungsgemäß die Verbindung über eine stoffschlüssige Teilverbindung hergestellt wird.

Erfindungsgemäß wird dementsprechend der das Körperteil und das Düsenteil verbindende Formschluss nicht lediglich über einen Kraftschluss wie bisher, sondern über einen Stoff­ schluss erzeugt. Dabei ist es möglich, die Kraft zwischen dem Körperteil und dem Düsenteil unabhängig von Erfordernissen des Herstellverfahrens auf einen den Umständen angemessenen Wert einzustellen. Die Schwierigkeiten, die sich bei der Her­ stellung einer Schraubverbindung ergeben, sind damit vermie­ den.

Die Teilverbindung ist vorzugsweise eine Schweißverbindung. Diese Schweißverbindung kann gebildet werden, nachdem die miteinander zu verbindende Teile der Düseneinrichtung in ei­ ner entsprechenden Spanneinrichtung in vorgegebener und re­ produzierbarer Weise zusammengespannt wurden.

Die Teilverbindung definiert ebenfalls vorzugsweise eine ge­ schlossene Linie und wird damit als Einheit, nicht etwa als Anordnung von Einzel-Teilverbindungen, erzeugt. Dies gewähr­ leistet eine maximale Belastbarkeit und Dauerhaftigkeit der Verbindung.

Das Spannteil in der Düseneinrichtung weist vorzugsweise kein Schraubgewinde auf, sondern ist an allen Flächen, die funkti­ onell zum Einsatz kommen, glatt.

Weiterhin vorzugsweise ist das Spannteil an eines der mit­ einander zu verbindenden Hauptteile angeformt, insbesondere an das Düsenteil.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Düseneinrichtung ist dadurch ausgezeichnet, dass das Spannteil eine Hülse, welche in eine Ausnehmung in einem Hauptteil eingelegt ist, überragt, und die Teilverbindung zwischen dem Spannteil und der Hülse gebildet ist. Dies hat den besonderen Vorteil, dass es im Hinblick auf die herzustellende Teilverbindung nicht auf die Auswahl sowohl des Werkstoffs für das Körperteil als auch des Werkstoffs für das Düsenteil ankommt. Insbesondere mag es vorkommen, dass der Werkstoff des Körperteils sich nur schlecht zum Schweißen eignet, was die Bildung einer entspre­ chenden Teilverbindung direkt an dem Körperteil zumindest we­ sentlich erschweren würde. Hingegen ist es ohne weiteres mög­ lich, für das Düsenteil einen gut schweißbaren Werkstoff zu wählen. Dann kann eine Hülse zum Einsatz kommen, welche in eine entsprechende Ausnehmung des Körperteils eingelegt und beim Verspannen des Düsenteils mit dem Körperteil von dem an das Düsenteil angeformten Spannteil überragt wird. Die für die Verbindung notwendige formschlüssige Teilverbindung kann dann als Schweißverbindung zwischen dem Spannteil und der Hülse ausgeführt werden, beispielsweise durch Laserschweißen.

Das Düsenteil der Düseneinrichtung ist vorzugsweise kreiszy­ lindersymmetrisch.

Die Düseneinrichtung kommt besonders vorzugsweise zum Einsatz in einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für einen Verbren­ nungsmotor. Insbesondere wird erwogen, eine solche Düsenein­ richtung einzusetzen in einer Common-Rail- Einspritzeinrichtung für einen Dieselmotor mit mehreren Zy­ lindern.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.

In der Zeichnung zeigen Fig. 1 und Fig. 2 Ansichten einer Düseneinrichtung; Fig. 3 bis Fig. 6 zeigen Ausführungsbei­ spiele für die Hülse zum Einsatz in der in den vorigen Figu­ ren dargestellten Düseneinrichtung.

Da die Fig. 1 und 2 dasselbe Ausführungsbeispiel darstel­ len, wobei die Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des in Figur eingekreisten und mit einem Z bezeichneten Teils der Fig. 1 ist, werden diese beiden Figuren nachfolgend gemein­ sam abgehandelt.

Die Düseneinrichtung umfasst zwei miteinander verbundene Hauptteile 1 und 2, nämlich ein Körperteil 1 und ein Düsen­ teil 2. Im Bereich ihrer Verbindung 3, 4, 5 sind beide Haupt­ teile 1 und 2 bezüglich der Achse 7 kreiszylindersymmetrisch. Das Düsenteil 2 trägt an einem spitzen Ende 8 Düsen zum Ausspritzen eines Fluides, welches im speziellen Fall Diesel­ kraftstoff ist. An das Düsenteil 2 angeformt ist ein Spann­ teil 3 in Form eines Ringes, welches das Körperteil 1 im zu­ sammengebauten Zustand teilweise überragt. Dabei überragt das Spannteil 3 eine in dem Körperteil 1 vorgesehene Ausnehmung 6, in welcher eine Hülse 5 angeordnet ist, welche mit dem Körperteil 1 und dem Spannteil 3 in Formschluss ist. Zur Bil­ dung der Verbindung 3, 4, 5 werden nach dem Zusammensetzen der erwähnten Teile zunächst das Körperteil 1 und das Düsen­ teil 2 mit einer vorbestimmten Kraft aufeinander gepresst. Anschließend wird die stoffschlüssige Teilverbindung 4 gebil­ det, und zwar vorliegend als Schweißverbindung, die eine ge­ schlossene Linie bildet und das Spannteil 3 ganz sowie die Hülse 5 teilweise durchdringt. Auf diese Weise sind das Spannteil 3 und die Hülse 5 stoffschlüssig miteinander ver­ bunden. Der Formschluss zwischen dem Düsenteil 2 und dem Körperteil 1 wird weiter über die Hülse 5 erreicht, welche mit dem Körperteil 1 in Formschluss steht.

Ob gewisse Einzelfälle es erlauben, die Hülse 5 als geschlos­ senen Ring auszubilden und beispielsweise in die Ausnehmung 6 einzuschrumpfen, steht dahin. Die Fig. 3 bis 6 zeigen vier Ausführungsbeispiele für diese Hülse 5, wobei in jedem Aus­ führungsbeispiel die Hülse 5 unterbrochen ist. Auf diese Wei­ se kann sie relativ einfach über das Körperteil 1 geschoben und in die Ausnehmung 6 eingebracht werden - siehe dazu Fig. 1 und 2. Die umlaufende Schweißverbindung 4 stellt si­ cher, dass die herstellungsbedingten Unterbrechungen in der Hülse 5 aufgrund der Verschweißung mit dem Spannteil 3 kei­ nerlei funktionelle Auswirkung auf die Düseneinrichtung ha­ ben.

Die erfindungsgemäße Düseneinrichtung ist besonders einfach zu fertigen und zeichnet sich durch beste funktionelle Eigen­ schaften aus.

Claims (10)

1. Düseneinrichtung mit zwei miteinander verbundenen Haupt­ teilen (1, 2) umfassend ein Körperteil (1) und ein Düsenteil (2), wobei das Düsenteil (2) über eine formschlüssige Verbin­ dung (3, 4, 5) mit dem Körperteil (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (3, 4, 5) über eine stoffschlüssige Teilverbindung (9) hergestellt ist.

2. Düseneinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Teilverbin­ dung (4) eine Schweißverbindung (4) ist.

3. Düseneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei der die Teilverbindung (4) eine geschlossene Linie definiert.

4. Düseneinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Verbindung (3, 4, 5) über ein Spannteil (3) erfolgt.

5. Düseneinrichtung nach Anspruch 4, bei der das Spannteil (3) kein Schraubgewinde aufweist.

6. Düseneinrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, bei der das Spannteil (3) an eines der miteinander verbundenen Haupt­ teile (1, 2) angeformt ist.

7. Düseneinrichtung nach Anspruch 6, bei der das Spannteil (3) an das Düsenteil (2) angeformt ist.

8. Düseneinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem das Spannteil (3) eine Hülse (5) ist, welche in einer Ausneh­ mung (6) in einem Hauptteil (1, 2) angeordnet ist, überragt und bei der die Teilverbindung (4) zwischen dem Spannteil (3) und der Hülse (5) gebildet ist.

9. Düseneinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der das Düsenteil (2) kreis-zylindersymmetrisch ist.

10. Düseneinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, welche zu einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gehört.