DE102004039591A1

DE102004039591A1 - Hochdruck-Einspritzinjektor für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE102004039591A1
Application number: DE200410039591
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Scheibe; Hans-Joachim Koch
Original assignee: LOrange GmbH
Current assignee: Woodward LOrange GmbH
Priority date: 2004-08-13
Filing date: 2004-08-13
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2024-08-14
Also published as: DE102004039591B4

Abstract

Für einen modular aufgebauten Hochdruck-Einspritzinjektor wird zur Meidung von Verzügen eine Anordnung und/oder Ausbildung der Module derart vorgesehen, dass diese mit ihren Querschnittsbereichen unterschiedlicher axialer Steifigkeit kompensierend aufeinander abgestützt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochdruck-Einspritzinjektor für Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Hochdruck-Einspritzinjektoren der vorgenannten Art sind aus der Praxis bekannt und arbeiten mit sehr hohen Drücken, die Einbaugegebenheiten bei Brennkraftmaschinen bedingen darüber hinaus auch eine sehr komprimierte Bauweise. Der modulare Aufbau der Injektoren bedingt des Weiteren schon im Hinblick auf die zwischen den Modulen liegenden Dichtflächen eine axiale Verspannung, wobei für die Module aufgrund der in diesen vorgesehenen Hohlräume, die u. a. durch Aufnahmeräume für Ventile, Stellglieder, Aktuatoren und Kanäle gebildet sein können, axial Querschnittsbereiche unterschiedlicher elastischer Nachgiebigkeit gegeben sind. In Verbindung mit der über dem Querschnitt unterschiedlichen Verteilung der Dichtgrenzen im Übergang zwischen den Modulen können sich schon dadurch Verformungen der Module ergeben, die aufgrund der für die Funktion der Injektoren teilweise erforderlichen engen Passungen kritisch sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung aufzuzeigen, wie diesen Gegebenheiten Rechnung getragen und entsprechende Verzüge der Injektoren ohne Mehraufwand zumindest verringert werden können.
Gemäß der Erfindung wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 erreicht, demzufolge für zumindest zwei Module die Querschnittsbereiche unterschiedlicher axialer Nachgiebigkeit in axialer Überdeckung zueinander angeordnet werden, so dass über das jeweilige Modul hinausgehende elastische Verformungen des Injektors durch Kompensation zumindest weitgehend vermieden werden können. Zweckmäßig ist es dabei im Rahmen der Erfindung, wenn die jeweils im Hinblick auf die Kompensation der elastischen Verformung aufgrund unterschiedlicher axialer Nachgiebigkeit ihrer Querschnittsbereiche aufeinander ausgerichteten Module unmittelbar aufeinander folgen, wobei es auch im Rahmen der Erfindung liegt, durch die Wahl des Materials für ein jeweiliges Modul auf dessen axiale Nachgiebigkeit in entsprechender Weise Einfluss zu nehmen.
Die erfindungsgemäß angestrebte Kompensation lässt sich praktisch ohne Mehraufwand durch entsprechende Positionierung oder Dimensionierung der jeweiligen nicht tragenden Bereiche, insbesondere also Hohlräume realisieren, so beispielsweise durch entsprechende Abstimmung der Kanalquerschnitte und in Berücksichtigung der Kanalverläufe unter dem Gesichtspunkt der elastischen Verformung bei axialer Belastung der Module.
Im Rahmen der Erfindung kann gegebenenfalls die axiale elastische Verformbarkeit eines jeweiligen Moduls bei axialer Verspannung auch durch randseitige Ausnehmungen beeinflusst werden.
Infolge der Vielzahl bereits vorhandener Kanäle, Aufnahmeräume und dergleichen Hohlräume als nicht tragende Bereiche besteht für derartige weitergehende Maßnahmen, zu denen auch im Hinblick auf die Beeinflussung des Elastizitätsverhaltens eingebrachte Blindbohrungen ebenso wie umfangs- oder stirnseitig vorgesehene Vertiefungen im Rahmen der Erfindung gehören, aber meist keine Notwendigkeiten, da sich über entspre chende Positionierungen und Bemessungen bereits vorhandener, funktional bedingter Hohlräume zwar unterschiedliche Elastizitätsbereiche ergeben, deren Elastizitäten durch die erfindungsgemäße Kompensation überdeckender Querschnittsbereiche aber bereits weitgehend ausgeglichen werden können.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Des Weiteren wird die Erfindung nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:
1 einen Schemaschnitt eines Modules eines Einspritzinjektors, entsprechend einer Schnittführung I-I in 2,
2 eine Ansicht des in 1 dargestellten Modules in Richtung des Pfeiles II,
3 in Richtung des Pfeiles IV in Fig. IV eine stirnseitige Ansicht eines Modules, das mit der in 3 dargestellten Stirnseite bei zusammengebautem Injektor gegen die in 2 dargestellte Stirnseite des Modules gemäß 1 anliegt, und
4 das in stirnseitiger Ansicht in 3 dargestellte Modul entsprechend der Schnittführung IV – IV in 3.
In den Figuren sind zwei Module 1, 2 eines in der Gänze nicht dargestellten, modular aufgebauten Hochdruck-Einspritzinjektors einer Brennkraftmaschine schematisiert gezeigt, die im zusammengebauten Zustand des Injektors mit ihren in den 2 und 3 gezeigten, den Ansichtspfeilen II und IV entsprechenden Stirnflächen 3 und 4 axial verspannt und ausgerichtet gegeneinander anliegen.
Die Module 1 und 2 weisen jeweils eine Reihe von Hohlräumen auf, von denen nachfolgend beispielhaft einige angesprochen sind, so der Aufnahmeraum 5 für einen Aktuator, die Führungsbohrung 6 für eine vom Aktuator beaufschlagte Stellstange, sowie Hochdruckkanäle 7, bezogen auf die Darstellung in 1 und 2.
Bezogen auf das Modul 2 gemäß 3 und 4 korrespondieren zu den Hochdruckkanälen 7 in 1 und 2 die Hochdruckkanäle 8 und es liegt der Führungsbohrung 6 eine Führungsbohrung 9 für eine Ventilstange gegenüber.
Eine Reihe weiterer Kanäle und Hohlräume, durch die die nicht tragenden Bereiche zumindest teilweise gebildet sind, ist lediglich angedeutet, und insgesamt zeigen die Darstellungen gemäß 1 bis 4 für die Module 1 und 2 bezüglich der Hohlräume, veranschaulicht beispielsweise durch die Aufnahme 5, die Führungsbohrung 6, die Kanäle 8 und die Führungsbohrung 9 über dem Querschnitt verteilt axial unterschiedliche Verläufe, die dazu führen, dass, bezogen auf das Modul 1, den gezeigten Querschnitt und die mit 10 bezeichnete Längsmittelebene 10, ein axial steifer Querschnittsbereich 11 und ein axial weicher Querschnittsbereich 12 einander gegenüberliegend gegeben sind.
Zu diesen Querschnittsbereichen 11, 12 korrespondiert seitens des Modules 2, dessen Längsmittelebene mit 13 bezeichnet ist, der axial weiche Querschnittsbereich 14 und der axial steife Querschnittsbereich 15, so dass, in der Überdeckung im zusammengebauten Zustand, seitens der Module 1 und 2 der axial steife Querschnittsbereich 11 des Modules 1 in Überdeckung zu dem axial weichen Querschnittsbereich 14 des Modules 2 liegt, und entsprechend der axial weiche Querschnittsbereich 12 des Modules 1 zum axial steifen Querschnittsbereich 15 des Modules 2.
Damit lassen sich Verzüge des modular geschichteten Aufbaus des Injektors vermeiden, oder zumindest verringern, und dies insbesondere auch bei insoweit besonders kritischen, aus einer größeren Anzahl von Modulen geschichtet aufgebauten und in Achsrichtung verspannten Injektoren, wobei durch die Verteilung und Ausgestaltung der Dichtflächen und der zwischen diesen liegenden Vertiefungen auf die Steifigkeit wie auch auf die Kraftverteilung zusätzlichen Einfluss genommen werden kann. Insbesondere erweist sich, entsprechend der Verteilung der Elastizitäten, auch eine darauf abgestimmte Dichtflächenkonzentration als zweckmäßig, bevorzugt derart, dass, bezogen auf die Darstellung gemäß 3, im axial steifen Querschnittsbereich 15 eine höhere Dichtflächenkonzentration als im axial weichen Querschnittsbereich 14 gegeben ist.

Claims

Hochdruck-Einspritzinjektor für Brennkraftmaschinen modularen Aufbaus, dessen Module axial geschichtet und zusammengespannt sind sowie Querschnittsbereiche mit bezogen auf die jeweilige Modullänge unterschiedlicher axialer Nachgiebigkeit aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass für zumindest zwei Module (1, 2) mit Querschnittsbereichen (11, 12 bzw. 14, 15) unterschiedlicher axialer Nachgiebigkeit deren Querschnitte (11, 14; 12, 15) unterschiedlicher axialer Nachgiebigkeit in Überdeckung zueinander angeordnet sind.
Hochdruck-Einspritzinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinander folgende und gegeneinander abgestützte Module (1, 2) mit ihren Querschnittsbereichen (11, 12; 14, 15) unterschiedlicher axialer Nachgiebigkeit in Überdeckung zueinander angeordnet sind.
Hochdruck-Einspritzinjektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsbereiche (11, 12; 14, 15) Hohlräume unterschiedliche Lage und/oder Erstreckung aufweisen.
Hochdruck-Einspritzinjektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte (11, 12; 14, 15) unterschiedlicher Nachgiebigkeit mit Hohlräumen unterschiedlicher Querschnittsgröße versehen sind.
Hochdruck-Einspritzinjektor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte (11, 12; 14, 15) unterschiedlicher Nachgiebigkeit Hohlräume unterschiedlicher Querschnittsform aufweisen.
Hochdruck-Einspritzinjektor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume Kanäle (z. B. 7; 8) bilden.
Hochdruck-Einspritzinjektor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume Aufnahmeräume (5) bilden.
Hochdruck-Einspritzinjektor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume Blindräume bilden.
Hochdruck-Einspritzinjektor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Hohlräume umfangsseitige Randquerschnitte der Module (1, 2) vorgesehen sind.
Hochdruck-Einspritzinjektor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend der Verteilung der Hohlräume als Bestandteile nicht tragender Bereiche eine unsymmetrische Dichtflächenkonzentration gegeben ist, derart, dass am jeweils axial steiferen Querschnittsbereich eines Modules eine größere Dichtfläche gegeben ist als am axial weicheren Bereich dieses Modules.