Stand der TechnikState of the art
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Injektor einer Kraftstoffeinspritzanlage
für eine
Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The
The present invention relates to an injector of a fuel injection system
for one
Internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, with the
Features of the preamble of claim 1.
Aus
der DE 199 19 432
C2 ist ein Injektor bekannt, der einen Injektorkörper, eine
Düsennadel
und eine Steuereinrichtung aufweist. Der Injektorkörper enthält wenigstens
ein Spritzloch sowie einen Zuführpfad
zur Versorgung des wenigstens einen Spritzlochs mit unter Einspritzdruck
stehendem Kraftstoff. Die Düsennadel
ist im Injektorkörper
hubverstellbar gelagert und dient zum Steuern einer Einspritzung von
Kraftstoff durch das wenigstens eine Spritzloch. Mit Hilfe der Steuereinrichtung
kann der Druck in einem Steuerraum gesteuert werden, wobei die Düsennadel
eine den Steuerraum axial begrenzende Steuerfläche aufweist, an der im Betrieb
des Injektors in Schließrichtung
der Düsennadel
wirkende hydraulische Kräfte
angreifen, und zwar so, dass ein Druckabfall im Steuerraum die Düsennadel
zum Öffnen
ansteuert. Die Düsennadel
weist einen das wenigstens eine Spritzloch steuernden, einteiligen
und aus einem Stück
hergestellten Nadelkörper
und einen die Steuerfläche
aufweisenden Kolbenkörper
auf, wobei Nadelkörper
und Kolbenkörper
in einer Kontaktzone axial aneinander anliegen.From the DE 199 19 432 C2 an injector is known, which has an injector body, a nozzle needle and a control device. The injector body contains at least one injection hole and a feed path for supplying the at least one injection hole with fuel under injection pressure. The nozzle needle is mounted in a stroke-adjustable manner in the injector body and serves to control an injection of fuel through the at least one injection hole. With the help of the control device, the pressure in a control chamber can be controlled, wherein the nozzle needle has a control space axially delimiting control surface, act on the operation of the injector in the closing direction of the nozzle needle acting hydraulic forces, in such a way that a pressure drop in the control chamber, the nozzle needle opens to open. The nozzle needle has a needle body controlling the at least one spray hole, one-piece and made of one piece, and a piston body having the control surface, with the needle body and piston body axially abutting one another in a contact zone.
Beim
bekannten Injektor besteht der Kolbenkörper aus zwei Hülsenkörpern, die
in ihrem Inneren einen Niederdruckraum einschließen. Die Steuereinrichtung
ist als Magnetventil ausgestaltet, dessen Ventilglied eine stirnseitige Öffnung eines
der beiden Hülsenkörper steuert,
wobei besagte Verbindungsöffnung
den Steuerraum mit dem Niederdruckraum hydraulisch verbindet. Der
Niederdruckraum kommuniziert durch die Wandung des anderen Hülsenkörpers mit
einem Rücklauf.
Der Zuführpfad
ist seitlich an einem Nadelraum vorbeigeführt, in dem die Hülsenkörper des
Kolbenkörpers
angeordnet sind. Durch Öffnen
der stirnseitigen Verbindungsöffnung fällt der
Druck im Steuerraum ab, wodurch die Öffnungskräfte an der Düsennadel überwiegen
und diese öffnet.At the
known injector, the piston body consists of two sleeve bodies, the
to include a low-pressure space inside. The control device
is designed as a solenoid valve whose valve member has an end opening of a
controls the two sleeve body,
said connection opening
hydraulically connects the control room with the low pressure room. Of the
Low pressure chamber communicates through the wall of the other sleeve body
a return.
The feed path
is laterally past a needle room in which the sleeve body of
piston body
are arranged. By opening
the front-side connection opening of the falls
Pressure in the control room, whereby the opening forces prevail on the nozzle needle
and this opens.
Die
Einspritztechnologie zeigt eine Tendenz zu anwachsenden Einspritzdrücken. Injektoren,
bei denen die Düsennadel
sowohl einem Hochdruckraum als auch einem Niederdruckraum ausgesetzt ist,
weisen zwangsläufig
Leckagen auf. Bei großen Einspritzdrücken werden
die Leckagemengen jedoch zu groß.
Des weiteren ist die Herstellung einer mehrteiligen Düsennadel
mit Herstellungstoleranzen gekoppelt, die zu ungünstigen Toleranzketten führen können.The
Injection technology shows a tendency to increasing injection pressures. injectors,
where the nozzle needle
is exposed to both a high-pressure chamber and a low-pressure chamber,
inevitably
Leaks up. At large injection pressures will be
However, the leakage quantities too large.
Furthermore, the production of a multi-part nozzle needle
coupled with manufacturing tolerances that can lead to unfavorable tolerance chains.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Der
erfindungsgemäße Injektor
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Düsennadel
an sich leckagefrei ist, wodurch sich die Düsennadel auch für höhere Einspritzdrücke eignet.
Erreicht wird dies bei der Erfindung durch den einteilig und aus
einem Stück
hergestellten Kolbenkörper,
der mit Hilfe eines Verbindungselements, welches die Kontaktzone
zwischen den Nadelbauteilen, z.B. Kolbenkörper und Nadelkörper, übergreift,
z.B. fest mit dem Nadelkörper
verbunden ist. Durch die feste Verbindung zwischen Nadelkörper und
Kolbenkörper
ist es insbesondere möglich,
Kolbenkörper
und Nadelkörper,
insbesondere im Bereich der Kontaktzone, in einem Hochdruckraum
anzuordnen, ohne dass darunter die Funktionalität der Düsennadel leidet. Insbesondere ist
es dadurch möglich,
die Düsennadel
in einem Nadelraum des Injektorkörpers
unterzubringen, durch den der Zuführpfad hindurchgeführt ist.
In der Folge ist die Düsennadel,
insbesondere im Bereich der Kontaktzone, mit dem unter Einspritzdruck
stehenden Kraftstoff umspült,
was die Kraftstoffversorgung des wenigstens einen Spritzlochs erheblich
vereinfacht. Insbesondere kann auf Bohrungen mit festigkeitskritischen Überschneidungen
verzichtet werden.Of the
Inventive injector
with the features of claim 1 has the advantage that the nozzle needle
is leak-free, whereby the nozzle needle is also suitable for higher injection pressures.
This is achieved in the invention by the one-piece and from
one piece
produced piston body,
with the help of a connecting element, which is the contact zone
between the needle components, e.g. Piston body and needle body, overlaps,
e.g. firmly with the needle body
connected is. Due to the firm connection between the needle body and
piston body
is it possible in particular
piston body
and needle body,
in particular in the region of the contact zone, in a high-pressure chamber
to arrange without underneath the functionality of the nozzle needle suffers. In particular
it thereby possible
the nozzle needle
in a needle room of the injector body
to be accommodated, through which the feed path is passed.
As a result, the nozzle needle,
especially in the area of the contact zone, with the under injection pressure
lingers standing fuel,
what the fuel supply of the at least one injection hole considerably
simplified. In particular, on holes with strength-critical overlaps
be waived.
Besonders
vorteilhaft ist eine Ausführungsform,
bei welcher das Verbindungselement die Nadelbauteile, z.B. den Nadelkörper und
den Kolbenkörper,
so miteinander verbindet, dass diese in der Kontaktzone axial spielfrei
und/oder mit axialer Vorspannung aneinander anliegen. Durch diese
Bauweise können
zumindest axiale Relativbewegungen zwischen den Nadelbauteilen,
z.B. Kolbenkörper
und Nadelkörper,
im Betrieb des Injektors vermieden werden.Especially
an embodiment is advantageous
in which the connecting element comprises the needle components, e.g. the needle body and
the piston body,
connects so that they are axially backlash in the contact zone
and / or with axial prestress against each other. Through this
Construction can
at least axial relative movements between the needle components,
e.g. piston body
and needle body,
be avoided during operation of the injector.
Das
Verbindungselement kann bei einer anderen Ausführungsform mit einem Verbindungsring oder
mit zumindest zwei Verbindungsringsegmenten verschweißt sein,
wobei sich der Verbindungsring bzw. die Verbindungsringsegmente
axial am jeweiligen Nadelbauteil, z.B. am Nadelkörper bzw. am Kolbenkörper, abstützen. Auf
diese Weise lässt
sich das Verbindungselement fest z.B. mit dem Nadelkörper bzw.
mit dem Kolbenkörper
verbinden, ohne dass hierzu eine direkte Schweißverbindung am Nadelkörper bzw.
am Kolbenkörper
ausgebildet werden muss. Dies ist dann von Vorteil, wenn der Nadelkörper bzw. der
Kolbenkörper
zum Anbringen einer Schweißverbindung
ungeeignet ist, beispielsweise aufgrund der vorliegenden Materialkombinationen,
aufgrund einzuhaltender Herstellungstoleranzen oder aufgrund zu
vermeidender Gefügeänderungen.The
Connecting element may in another embodiment with a connecting ring or
be welded to at least two connecting ring segments,
wherein the connecting ring or the connecting ring segments
axially on the respective needle component, e.g. on the needle body or on the piston body, support. On
that way
If the connecting element is fixed, e.g. with the needle body or
with the piston body
connect, without requiring a direct weld on the needle body or
on the piston body
must be trained. This is advantageous if the needle body or the
piston body
for attaching a welded joint
unsuitable, for example because of the present material combinations,
due to tolerated manufacturing tolerances or due to
avoiding structural changes.
Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Injektors ergeben sich
aus den Unteransprüchen,
aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.Other important features and advantages of the injector according to the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from associated figure description with reference to the drawings.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäßen Injektors
sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert, wobei
sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche
Komponenten beziehen. Es zeigen, jeweils schematisch,embodiments
of the injector according to the invention
are shown in the drawings and are explained in more detail below, wherein
the same reference numerals to the same or similar or functionally identical
Refer to components. Show, in each case schematically,
1 und 2 jeweils
einen stark vereinfachten prinzipiellen Längsschnitt durch einen Injektor
bei verschiedenen Ausführungsformen. 1 and 2 in each case a greatly simplified schematic longitudinal section through an injector in various embodiments.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Entsprechend
den 1 und 2 umfasst ein Injektor 1 einen
Injektorkörper 2,
der beispielsweise einen Kolbenabschnitt 3 und einen Nadelabschnitt 4 aufweist. Üblicherweise
sind der Nadelabschnitt 4 und der Kolbenabschnitt 3 mit
Hilfe eines hier nicht darstellten Verbindungselements, insbesondere nach
Art einer Überwurfmutter,
fest miteinander verbunden. Der Injektorkörper 2 weist in seinem
Nadelabschnitt 4 wenigstens ein Spritzloch 5 auf,
durch das Kraftstoff in einen Einspritzraum 6 einspritzbar ist.
Der Injektorkörper 2 enthält einen
Zuführpfad 7 der
dem wenigstens einen Spritzloch 5 unter Einspritzdruck
stehenden Kraftstoff zuführt.
Hierzu ist der Injektor 1 über den Zuführpfad 7 an eine Kraftstoffhochdruckleitung 8 angeschlossen,
die ebenso wie der Injektor 1 einen Bestandteil einer Kraftstoffeinspritzanlage
darstellt, die bei einer Brennkraftmaschine, die insbesondere in
einem Kraftfahrzeug angeordnet sein kann, zur Kraftstoffversorgung
der einzelnen Zylinder dient. Sofern mehrere Injektoren 1 an die
gleiche Kraftstoffhochdruckleitung 8 angeschlossen sind,
handelt es sich um ein Common-Rail-System.According to the 1 and 2 includes an injector 1 an injector body 2 for example, a piston section 3 and a needle section 4 having. Usually the needle section 4 and the piston section 3 by means of a connecting element, not shown here, in particular in the manner of a union nut, firmly connected. The injector body 2 points in its needle section 4 at least one spray hole 5 on, through the fuel into an injection room 6 is injectable. The injector body 2 contains a feed path 7 the at least one spray hole 5 supplying fuel under injection pressure. This is the injector 1 over the feed path 7 to a high-pressure fuel line 8th connected, as well as the injector 1 represents a part of a fuel injection system, which is used in an internal combustion engine, which may be arranged in particular in a motor vehicle, for supplying fuel to the individual cylinders. If several injectors 1 to the same high-pressure fuel line 8th are connected, it is a common rail system.
Der
Injektor 1 umfasst außerdem
eine Düsennadel 9,
die im Inneren des Injektorkörpers 2 hubverstellbar
angeordnet ist. Eine Hubrichtung der Düsennadel 9 erstreckt
sich dabei parallel zu einer Längsmittelachse 10 der
Düsennadel 9.
Die Düsennadel 9 weist
eine Nadelspitze 11 auf, die mit einem Nadelsitz 12,
der am Nadelabschnitt 4 des Injektorkörpers 2 ausgebildet
ist, zusammenwirkt. Die Düsennadel 9 steuert
mit Hilfe ihrer Nadelspitze 11 die Einspritzung von Kraftstoff
durch das wenigstens eine Spritzloch 5. Wenn die Düsennadel 9 mit
ihrer Nadelspitze 11 im Nadelsitz 12 sitzt, ist
das wenigstens eine Spritzloch 5 vom Zuführpfad 7 getrennt. Hebt
die Nadelspitze 11 vom Nadelsitz 12 ab, ist das wenigstens
eine Spritzloch 5 mit dem Zuführpfad 7 verbunden,
so dass Kraftstoff in den Einspritzraum 6 eingespritzt
werden kann.The injector 1 also includes a nozzle needle 9 inside the injector body 2 is arranged adjustable in stroke. A stroke direction of the nozzle needle 9 extends parallel to a longitudinal central axis 10 the nozzle needle 9 , The nozzle needle 9 has a needle point 11 on that with a needle seat 12 , the at the needle section 4 of the injector body 2 is formed, cooperates. The nozzle needle 9 controls with the help of her needlepoint 11 the injection of fuel through the at least one injection hole 5 , If the nozzle needle 9 with her needlepoint 11 in the needle seat 12 sitting, that's at least a spray hole 5 from the feed path 7 separated. Raise the needle point 11 from the needle seat 12 off, that's at least a spray hole 5 with the feed path 7 connected, leaving fuel in the injection space 6 can be injected.
Außerdem umfasst
der Injektor 1 eine Steuereinrichtung 49, mit
deren Hilfe der Druck in einem Steuerraum 13 gesteuert
werden kann. Die Steuereinrichtung 49 kann beispielsweise
gemäß 1 beliebiger
Art sein. Gemäß 2 kann
es sich bei der Steuereinrichtung 49 auch um ein Magnetventil 14 handeln,
das ein Ventilglied 15 und einen elektromagnetischen Stellantrieb 16 aufweist,
mit dessen Hilfe das Ventilglied 15 verstellbar ist. Grundsätzlich sind auch
andere Konstruktionen von Magnetventilen 14 denkbar. Alternativ
kann die Steuereinrichtung 49 auch einen Piezoaktuator
aufweisen, um damit den Druck im Steuerraum 13 zu steuern.In addition, the injector includes 1 a control device 49 , with the help of which the pressure in a control room 13 can be controlled. The control device 49 can, for example, according to 1 be of any kind. According to 2 It may be at the controller 49 also a solenoid valve 14 act that is a valve member 15 and an electromagnetic actuator 16 having, with the aid of the valve member 15 is adjustable. Basically, other constructions of solenoid valves 14 conceivable. Alternatively, the control device 49 Also have a piezoelectric actuator, so as to the pressure in the control room 13 to control.
Die
Düsennadel 9 weist
eine Steuerfläche 17 auf
und zwar an einer von der Nadelspitze 11 abgewandten axialen
Stirnseite. Die Steuerfläche 17 bildet
eine axiale Begrenzung des Steuerraums 13. Der im Betrieb
des Injektors 1 herrschende hydraulische Druck im Steuerraum 13 greift
an der Steuerfläche 17 an
und wirkt in einer Schließrichtung
der Düsennadel 9,
also in einer die Düsennadel 9 mit
ihrer Nadelspitze 11 in den Nadelsitz 12 antreibenden
Richtung. In der Folge führt
ein Druckabfall im Steuerraum 13 zu einer Reduzierung der
in Schließrichtung
an der Düsennadel 9 angreifenden
Kräfte,
wodurch diese zum Öffnen
angesteuert werden kann.The nozzle needle 9 has a control surface 17 on one of the needle point 11 opposite axial end face. The control area 17 forms an axial boundary of the control chamber 13 , The operation of the injector 1 prevailing hydraulic pressure in the control room 13 grabs the control surface 17 and acts in a closing direction of the nozzle needle 9 So in one the nozzle needle 9 with her needlepoint 11 in the needle seat 12 driving direction. As a result, a pressure drop in the control room leads 13 to a reduction in the closing direction of the nozzle needle 9 attacking forces, whereby it can be controlled to open.
Die
Düsennadel 9 ist
aus mehreren Nadelbauteilen zusammengebaut. Im gezeigten Beispiel besteht
die Düsennadel 9 ohne
Beschränkung
der Allgemeinheit aus zwei Nadelbauteilen, nämlich aus einem Nadelkörper 18 und
aus einem Kolbenkörper 19.
Der Nadelkörper 18 weist
die Nadelspitze 11 auf und dient somit zum Steuern der
Einspritzung durch das wenigstens eine Spritzloch 5. Der
Nadelkörper 18 ist
im Nadelabschnitt 4 angeordnet und darin insbesondere hubverstellbar
gelagert. Des weiteren ist der Nadelkörper 18 einteilig
und aus einem Stück hergestellt.
Beim erfindungsgemäßen Injektor 1 ist auch
der Kolbenkörper 19 einteilig
und aus einem Stück
hergestellt. Der Kolbenkörper 19 erstreckt
sich innerhalb des Nadelabschnitts 3 und weist die Steuerfläche 17 auf.
Nadelkörper 18 und
Kolbenkörper 19 liegen
in einer Kontaktzone 20 axial aneinander an. Um den Nadelkörper 18 am
Kolbenkörper 19 zu
befestigen, ist im Bereich der Kontaktzone 20 ein Verbindungselement 21 angeordnet,
welches die Kontaktzone 20 axial übergreift. Der Injektorkörper 2 enthält außerdem einen
Nadelraum 22, der sich hier im Kolbenabschnitt 3 und
teilweise im Nadelabschnitt 4 erstreckt. Der Zuführpfad 7 ist
durch diesen Nadelraum 22 hindurchgeführt, das heißt, dass
im Nadelraum 22 unter Einspritzdruck stehender Kraftstoff vorliegt.
Die Düsennadel 9 ist
nun in diesem Nadelraum 22 angeordnet und erstreckt sich
mit ihrem Kolbenkörper 19 und
teilweise mit ihrem Nadelkörper 18 und
somit zwangsläufig
auch im Bereich der Kontaktzone 20 innerhalb des Nadelraums 22.
Auch das Verbindungselement 21 ist somit im Inneren des
Nadelraums 22 angeordnet. Da Nadelkörper 18 und Kolbenkörper 19 mit
Hilfe des Verbindungselements 21 in axialer Richtung fest
miteinander verbunden sind, kann der im Nadelraum 22 herrschende
Hochdruck die beiden Bestandteile der Düsennadel 9 in axialer Richtung
nicht voneinander trennen. Hierdurch bilden die beiden Bestandteile
der Düsennadel 9 eine Einheit.
Durch die separate Herstellung von Nadelkörper 18 und Kolbenkörper 19 lassen
sich am einzelnen Bauteil engere Herstellungstoleranzen einhalten
als dies beispielsweise bei einer von der Nadelspitze 11 bis
zur Steuerfläche 17 einteiligen,
aus einem Stück
hergestellten Düsennadel 9 der
Fall wäre.
Des Weiteren ist es grundsätzlich
möglich,
im Bereich der Kontaktzone 20 beim Anbringen des Verbindungselements 21 Fertigungstoleranzen
auszugleichen.The nozzle needle 9 is assembled from several needle components. In the example shown, there is the nozzle needle 9 without limiting the generality of two needle components, namely a needle body 18 and from a piston body 19 , The needle body 18 points the needle point 11 and thus serves to control the injection through the at least one injection hole 5 , The needle body 18 is in the needle section 4 arranged and stored in particular stroke adjustable. Furthermore, the needle body 18 one-piece and made in one piece. In the injector according to the invention 1 is also the piston body 19 one-piece and made in one piece. The piston body 19 extends within the needle section 3 and has the control surface 17 on. needle body 18 and piston body 19 lie in a contact zone 20 axially against each other. To the needle body 18 on the piston body 19 attach is in the area of the contact zone 20 a connecting element 21 arranged, which is the contact zone 20 axially overlaps. The injector body 2 also contains a needle room 22 that is here in the piston section 3 and partly in the needle section 4 extends. The feed path 7 is through this needle room 22 passed through, that is, in the needle room 22 There is fuel under injection pressure. The nozzle needle 9 is now in this needle room 22 arranged and extends with its piston body 19 and partly with her needle body 18 and thus inevitably also in the area of the contact zone 20 within the needle room 22 , Also the connecting element 21 is thus inside the needle space 22 arranged. Because needle body 18 and piston body 19 with the help of the connecting element 21 In the axial direction are firmly connected to each other, the in the needle chamber 22 prevailing high pressure the two components of the nozzle needle 9 do not separate from each other in the axial direction. As a result, the two components of the nozzle needle 9 one unity. By the separate production of needle body 18 and piston body 19 For example, tighter manufacturing tolerances can be maintained at the individual component than, for example, with one of the needle tips 11 to the control area 17 one-piece, one-piece nozzle needle 9 the case would be. Furthermore, it is basically possible in the region of the contact zone 20 when attaching the connecting element 21 Compensate for manufacturing tolerances.
Da
die Düsennadel 9 aus
einteiligen Bauteilen zusammengebaut ist, die keinem Niederdruckraum
ausgesetzt sind, ist die Düsennadel 9 leckagefrei.Because the nozzle needle 9 is assembled from one-piece components that are not exposed to low pressure space, is the nozzle needle 9 leak-free.
Das
Verbindungselement 21 ist vor vorzugsweise als Hülse ausgestaltet.
Bei den hier gezeigten Ausführungsformen
weist das Verbindungselement 21 jeweils einen radial nach
innen vorstehenden Kragen 23 auf, über den das Verbindungselement 21 an einem
der Nadelbauteile, hier am Nadelkörper 18 axial abgestützt ist.
Hierzu ist am Nadelkörper 18 im
Bereich der Kontaktzone 20 ein radial nach außen abstehender
Bund 24 ausgeformt, den das Verbindungselement 21 axial übergreift,
so dass ihr Kragen 23 besagten Bund 24 hintergreift.
Zwischen Kragen 23 und Bund 24 wird somit eine
axiale Formschlussverbindung hergestellt.The connecting element 21 is preferably configured before as a sleeve. In the embodiments shown here, the connecting element 21 in each case a radially inwardly projecting collar 23 on, over which the connecting element 21 on one of the needle components, here on the needle body 18 is axially supported. This is on the needle body 18 in the area of the contact zone 20 a radially outwardly projecting collar 24 shaped, the connecting element 21 axially overlaps, leaving her collar 23 said federal government 24 engages behind. Between collar 23 and covenant 24 Thus, an axial positive connection is made.
Bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform ist das Verbindungselement 21 an
ihrem vom Kragen 23 entfernten Ende mit einem Verbindungsring 25 verschweißt. Eine
entsprechende Schweißnaht
ist hier mit 26 bezeichnet und läuft vorzugsweise ringförmig geschlossen
um. Besagter Verbindungsring 25 ist in axialer Richtung
an einem der Körper 18, 19, hier
am Kolbenkörper 19 abgestützt. Hierzu
ist am Kolbenkörper 19 im
Bereich der Kontaktzone 20 ein radial nach außen abstehender
Bund 27 ausgeformt. An diesem Bund 27 ist der
Verbindungsring 25 an einer vom Verbindungselement 21 abgewandten
Seite axial abgestützt.
Somit wird auch hier ein axialer Formschluss zwischen Kolbenkörper 19 und
Verbindungsring 25 hergestellt. Beachtenswert ist hierbei, dass
weder mit dem Nadelkörper 18 noch
mit dem Kolbenkörper 19 eine
Schweißverbindung
hergestellt werden muss, um die beiden Körper 18, 19 sicher
aneinander zu befestigen.At the in 1 the embodiment shown is the connecting element 21 at her from the collar 23 distant end with a connecting ring 25 welded. A corresponding weld is here with 26 denotes and preferably runs closed in a closed ring. Said connecting ring 25 is in the axial direction on one of the bodies 18 . 19 , here on the piston body 19 supported. This is on the piston body 19 in the area of the contact zone 20 a radially outwardly projecting collar 27 formed. On this covenant 27 is the connecting ring 25 at one of the connecting element 21 axially facing away from the opposite side. Thus, here is an axial positive connection between the piston body 19 and connecting ring 25 produced. It is noteworthy that neither with the needle body 18 still with the piston body 19 A welded joint must be made to the two bodies 18 . 19 secure to each other.
Bei
der in 2 gezeigten Ausführungsform ist das Verbindungselement 21 mit
mehreren Verbindungsringsegmenten 28 verschweißt. Entsprechende Schweißverbindungen
sind in 2 mit 31 bezeichnet.
Die Verbindungsringsegmente 28 können sich zu einem, den jeweiligen
Körper 18, 19,
hier den Kolbenkörper 19 vollständig umgreifenden
Ring vervollständigen.
Beispielweise sind zwei Verbindungsringsegmente 28 als
Halbringe ausgestaltet. Zur axialen Abstützung der Verbindungsringsegmente 28 am
Kolbenkörper 19 ist
an diesem beispielsweise eine Nut 29 ausgespart, in welche
die Verbindungsringsegmente 28 radial eingesetzt sind.
Innerhalb dieser Nut 29, die ringförmig ausgestaltet sein kann, stützen sich
die Verbindungsringsegmente 28 an einer vom Verbindungselement 21 abgewandten
Nutwand 30 axial ab. Bei dieser Bauweise kann auf den am
Kolbenkörper 19 auszubildenden
Bund 27 verzichtet werden, was insgesamt eine Bauweise
mit reduziertem Querschnitt ermöglicht.
Auch bei dieser Ausführungsform
wird eine direkte Schweißverbindung
mit einem der Körper 18, 19 vermieden.At the in 2 the embodiment shown is the connecting element 21 with several connecting ring segments 28 welded. Corresponding welded joints are in 2 With 31 designated. The connecting ring segments 28 can become one, the respective body 18 . 19 , here the piston body 19 complete the completely encompassing ring. For example, two connecting ring segments 28 designed as half rings. For the axial support of the connecting ring segments 28 on the piston body 19 is at this example, a groove 29 recessed, in which the connecting ring segments 28 are used radially. Within this groove 29 , which may be configured annular, support the connecting ring segments 28 at one of the connecting element 21 facing groove wall 30 axially. In this construction can on the piston body 19 Trainee Federation 27 be omitted, which allows a total of a construction with reduced cross-section. Also in this embodiment becomes a direct welded connection with one of the bodies 18 . 19 avoided.
Besonders
vorteilhaft sind Ausführungsformen,
bei denen das Verbindungselement 21 die beiden Körper 18, 19 axial
spielfrei und insbesondere mit axialer Vorspannung aneinander festlegt.
Erreicht wird dies beispielsweise dadurch, dass das Verbindungselement 21 vor
dem Verschweißen
mit dem Verbindungsring 25 bzw. mit den Verbindungsringsegmenten 28 vorgewärmt wird,
um sie thermisch zu dehnen. Nach dem Verschweißen baut der anschließende Temperaturausgleich
zwischen Verbindungselement 21 und den Körpern 18, 19 die
gewünschte Vorspannung
auf.Particularly advantageous embodiments are those in which the connecting element 21 the two bodies 18 . 19 axially clearance-free and in particular with axial prestressing determines each other. This is achieved for example by the fact that the connecting element 21 before welding to the connecting ring 25 or with the connecting ring segments 28 is preheated to thermally stretch. After welding builds the subsequent temperature compensation between connecting element 21 and the bodies 18 . 19 the desired bias on.
Bei
den Ausführungsformen
der 1 und 2 ist der Kolbenkörper 19 jeweils
mit wenigstens einem Gelenkabschnitt 32 ausgestattet. Ein
derartiger Gelenkabschnitt 32 charakterisiert sich dadurch, dass
er der Düsennadel 9 im
Hinblick auf quer zur Längsmittelachse 10 orientierte
Belastungen eine erhöhte
Biegeweichheit gibt. Jeder Gelenkabschnitt 32 weist hierzu
beispielsweise zumindest einen geradlinigen Steg 33 auf,
der sich bezüglich
der Längsmittelachse 10 radial
erstreckt. Dabei verbindet der jeweilige Steg 33 zwei dazu
axial benachbarte Axialabschnitte des Kolbenkörpers 19 miteinander.
Im Bereich des jeweiligen Gelenkabschnitts 32 weist der Kolbenkörper 19 eine
erhöhte
Biegeelastizität
bzw. Flexibilität
um eine durch die Längsrichtung
des jeweiligen Stegs 33 definierte Biegeachse auf. Bevorzugt
weist der jeweilige Gelenkabschnitt 32 wie hier jeweils
mindestens zwei Stege 33 auf, die axial voneinander beabstandet
positioniert sind und die bezüglich
der Längsmittelachse 10 zueinander
um 90° versetzt
orientiert sind. Hierdurch wird eine quasi kardanische Konfiguration
erreicht, bei welcher der Kolbenkörper 19 im Bereich
des jeweiligen Gelenkabschnitts 33 um alle Querachsen eine
erhöhte,
quasi räumliche
Biegeelastizität
aufweist. Mit Hilfe dieser erhöhten
Elastizität
kann der Kolbenkörper 19 Lageabweichungen
zwischen dem Kolbenkörper 19 und Führungen
bzw. Lagerungen des Injektorkörpers 2 ausgleichen.
Hierdurch werden in der jeweiligen Führung bzw. Lagerung Querkräfte und
damit einhergehender Verschleiß reduziert.In the embodiments of the 1 and 2 is the piston body 19 each with at least one hinge portion 32 fitted. Such a hinge section 32 Characterized by the fact that he the nozzle needle 9 with respect to transverse to the longitudinal central axis 10 oriented loads gives increased flexural softness. Each joint section 32 has, for example, at least one rectilinear web 33 on, with respect to the longitudinal center axis 10 extends radially. The respective bridge connects 33 two axially adjacent axial sections of the piston body 19 together. In the area of the respective joint section 32 has the piston body 19 an increased flexural elasticity or flexibility about one by the longitudinal direction of the respective web 33 defined bending axis. Preferably, the respective joint portion 32 as here in each case at least two bars 33 on, which are positioned axially spaced from each other and with respect to the longitudinal center axis 10 mutually offset by 90 ° are oriented. As a result, a quasi cardanic configuration is achieved in which the piston body 19 in the region of the respective joint section 33 around all transverse axes has an increased, almost spatial bending elasticity. With the help of this increased elasticity of the piston body 19 Position deviations between the piston body 19 and Guides or bearings of the injector body 2 compensate. As a result, transverse forces and concomitant wear are reduced in the respective guide or storage.
Die
Stege 33, die sich vorzugsweise jeweils über den
gesamten Durchmesser des Kolbenkörpers 19 im
Bereich des jeweiligen Gelenkabschnitts 32 erstrecken,
können
beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass am Kolbenkörper 19 an
zwei diametral gegenüberliegenden
Seiten zwei Aussparungen 34 eingearbeitet werden. Diese
Aussparungen 34 sind dann durch den jeweiligen Steg 33 voneinander
getrennt. Somit sind die Aussparungen 34 bezüglich einer
Symmetrieebene, in welcher die Längsmittelachse 10 und
der jeweilige Steg 33 liegen, spiegelsymmetrisch angeordnet.The bridges 33 , preferably each over the entire diameter of the piston body 19 in the region of the respective joint section 32 extend, for example, can be prepared by the fact that on the piston body 19 two recesses on two diametrically opposite sides 34 be incorporated. These recesses 34 are then through the respective bridge 33 separated from each other. Thus, the recesses 34 with respect to a plane of symmetry in which the longitudinal central axis 10 and the respective bridge 33 lie, arranged mirror-symmetrically.
Bei
den hier gezeigten Ausführungsformen ist
der Nadelkörper 18 im
Nadelabschnitt 4 des Injektorkörpers 2 mittels einer
Axialführung 35 gelagert. Mittels
Anschliffflächen 36 ist
dabei der Zuführpfad 7 durch
die Axialführung 35 hindurchgeführt. Die
Axialführung 35 definiert
eine axiale Führungsrichtung, von
der die Längsmittelachse 10 des
Kolbenkörpers 19 im
montierten Zustand geringfügig
abweichen kann, was auf Herstellungstoleranzen zurückzuführen ist.
Um nun die Querkräfte
in dieser Axialführung 35 zu
reduzieren, ist einer der Gelenkabschnitte 32 in einem
an die Kontaktzone 20 angrenzenden Endabschnitt 37 des
Kolbenkörpers 19 ausgebildet.In the embodiments shown here, the needle body 18 in the needle section 4 of the injector body 2 by means of an axial guide 35 stored. By means of grinding surfaces 36 is the feed path 7 through the axial guide 35 passed. The axial guide 35 defines an axial guide direction from which the longitudinal central axis 10 of the piston body 19 may vary slightly in the assembled state, which is due to manufacturing tolerances. To now the shear forces in this axial guide 35 to reduce, is one of the joint sections 32 in one to the contact zone 20 adjacent end section 37 of the piston body 19 educated.
Des
Weiteren ist bei den hier gezeigten Ausführungsformen der Kolbenkörper 19 im
Bereich eines die Steuerfläche 17 aufweisenden
Endabschnitts 38 in einer Führungshülse 39 mit einer Axialführung 40 hubverstellbar
gelagert. Auch diese Axialführung 40 definiert
eine Führungsachse,
die geringfügig
von der Längsmittelachse 10 des
Kolbenkörpers 19 abweichen
kann. Dementsprechend ist vorzugsweise auch im Bereich des der Steuerfläche zugeordneten Endabschnitts 38 ein
solcher Gelenkabschnitt 32 ausgebildet, um auch in der
Führungshülse 39 Querkräfte und
Verschleiß zu
reduzieren. Die hier gezeigten Ausführungsformen weisen jeweils
genau zwei Gelenkabschnitte 32 auf.Furthermore, in the embodiments shown here, the piston body 19 in the area of a control area 17 having end portion 38 in a guide sleeve 39 with an axial guide 40 adjustable in height. Also this axial guidance 40 defines a guide axis that is slightly different from the longitudinal center axis 10 of the piston body 19 may differ. Accordingly, preferably also in the region of the control surface associated end portion 38 such a joint section 32 also designed to fit in the guide sleeve 39 To reduce lateral forces and wear. The embodiments shown here each have exactly two joint sections 32 on.
Die
Führungshülse 39 ist
hier ortsfest an einer Zwischenplatte 41 angeordnet, insbesondere
an der Zwischenplatte 41 angeschweißt oder daran integral ausgeformt.The guide sleeve 39 here is fixed to an intermediate plate 41 arranged, in particular on the intermediate plate 41 welded or integrally formed thereon.
Alternativ
ist es ebenso möglich,
die Führungshülse als
Dichthülse 39 auszugestalten,
die über
die Axialführung 40 hubverstellbar
am zugehörigen
Endabschnitt 38 des Kolbenkörpers 19 gelagert ist.
Die als Dichthülse
wirkende Führungshülse 39 liegt
dann axial an der Zwischenplatte 41 an. Die Führungs-
oder Dichthülse 39 bildet
eine radiale Begrenzung des Steuerraums 13. Die Zwischenplatte 41 bildet
gegenüber
der Steuerfläche 17 ebenfalls eine
axiale Begrenzung des Steuerraums 13. Über einen Verbindungspfad 42 ist
es der Steuereinrichtung 49 möglich, den Druck im Steuerraum 13 zu
verändern.Alternatively, it is also possible, the guide sleeve as a sealing sleeve 39 to design, via the axial guide 40 adjustable in stroke at the associated end section 38 of the piston body 19 is stored. The acting as a sealing sleeve guide sleeve 39 then lies axially on the intermediate plate 41 at. The guide or sealing sleeve 39 forms a radial boundary of the control chamber 13 , The intermediate plate 41 forms opposite the control surface 17 also an axial boundary of the control room 13 , Via a connection path 42 it is the controller 49 possible, the pressure in the control room 13 to change.
Sofern
die Führungshülse 39 als
axial an der Zwischenplatte anliegende Dichthülse ausgestaltet ist, sind
Relativbewegungen quer zur Längsmittelachse 10 zwischen
der Führungshülse 39 und
der Zwischenplatte 41 möglich,
so dass dann grundsätzlich
auf den in dem der Steuerfläche 17 zugeordneten Endabschnitt 38 ausgebildeten
Gelenkabschnitt 32 verzichtet werden kann.If the guide sleeve 39 When axially adjacent to the intermediate plate sealing sleeve is designed, relative movements are transverse to the longitudinal central axis 10 between the guide sleeve 39 and the intermediate plate 41 possible, so then basically on the one in the control area 17 associated end portion 38 trained joint section 32 can be waived.
Bei
der in 2 gezeigten Ausführungsform ist der Verbindungspfad 42 beispielsweise
durch wenigstens eine gedrosselte Bohrung realisiert. Über den
Verbindungspfad 42 ist der Steuerraum 13 hier mit
einem Kopplungsraum 43 hydraulisch gekoppelt. Die Steuereinrichtung 49 dient
hier zur Steuerung des Drucks im Kopplungsraum 43. Über die
hydraulische Kopplung zwischen Kopplungsraum 43 und Steuerraum 13 ergibt
sich dadurch zwangsläufig
eine indirekte Steuerung des Drucks im Steuerraum 13. Beispielsweise
ist der Kopplungsraum 43 mit einem vergleichsweise drucklosen
Rücklauf 44 verbunden bzw.
verbindbar. Dabei ist diese Verbindung durch die Steuereinrichtung 49 zum Öffnen und
Schließen betätigbar.
Bei geschlossener Verbindung zwischen Kopplungsraum 43 und
Rücklauf 44 herrscht
im Kopplungsraum 43 und im Steuerraum 13 der Einspritzdruck.
Erreicht wird dies beispielsweise durch einen die Führungshülse 39 durchdringenden
Verbindungspfad 45, z.B. in Form wenigstens einer gedrosselten
Bohrung, die den Steuerraum 13 mit dem Nadelraum 22 verbindet.
Des Weiteren kann ein Verbindungspfad 46, z.B. in Form
wenigstens einer die Zwischenplatte 41 durchdringenden
Bohrung, vorgesehen sein, der eine hydraulische Kopplung zwischen dem
Kopplungsraum 43 und dem Nadelraum 22 realisiert.At the in 2 the embodiment shown is the connection path 42 realized for example by at least one throttled bore. Via the connection path 42 is the control room 13 here with a coupling room 43 hydraulically coupled. The control device 49 here serves to control the pressure in the coupling space 43 , About the hydraulic coupling between coupling space 43 and control room 13 This inevitably results in an indirect control of the pressure in the control room 13 , For example, the coupling space 43 with a comparatively pressure-free return 44 connected or connectable. In this case, this connection is through the control device 49 for opening and closing operable. With closed connection between coupling room 43 and return 44 prevails in the coupling room 43 and in the control room 13 the injection pressure. This is achieved, for example, by a guide sleeve 39 penetrating connection path 45 , For example in the form of at least one throttled bore, the control room 13 with the needle room 22 combines. Furthermore, a connection path 46 , eg in the form of at least one of the intermediate plates 41 penetrating bore, be provided, which provides a hydraulic coupling between the coupling space 43 and the needle room 22 realized.
Zum Öffnen der
Düsennadel 9 kann
durch eine entsprechende Betätigung
der Steuereinrichtung 49 die Verbindung zwischen Kopplungsraum 43 und
Rücklauf 44 geöffnet werden.
In der Folge fällt der
Druck im Kopplungsraum 43 ab. Über den Verbindungspfad 42 fällt der
Druck auch im Steuerraum 13 ab. In der Folge nehmen die
in Schließrichtung wirksamen
hydraulischen Kräfte
an der Steuerfläche 17 ab,
wodurch die Düsennadel 9 zum
Abheben aus dem Nadelsitz 12 betätigt wird.To open the nozzle needle 9 can by a corresponding actuation of the control device 49 the connection between coupling room 43 and return 44 be opened. As a result, the pressure drops in the coupling space 43 from. Via the connection path 42 the pressure also falls in the control room 13 from. As a result, take in the closing direction effective hydraulic forces on the control surface 17 off, causing the nozzle needle 9 to lift off the needle seat 12 is pressed.
Zum
Schließen
der Düsennadel 9 wird
die Verbindung zwischen Kopplungsraum 43 und Rücklauf 44 durch
eine entsprechende Betätigung
der Steuereinrichtung 49 wieder gesperrt. Folglich kann sich über die
Verbindungspfade 42, 45, 46 wieder der Einspritzdruck
im Kopplungsraum 43 und Steuerraum 13 aufbauen.
Die Schließkräfte an der
Steuerfläche 17 nehmen
dann wieder entsprechend zu und treiben die Düsennadel 9 in Richtung
Nadelsitz 12 an.To close the nozzle needle 9 becomes the connection between coupling space 43 and return 44 by a corresponding actuation of the control device 49 locked again. Consequently, it can be over the connection paths 42 . 45 . 46 again the injection pressure in the coupling room 43 and tax room 13 build up. The closing forces on the control surface 17 Then take it again and drive the nozzle needle 9 in the direction of needle seat 12 at.
Gleichzeitig
ist die Schließbewegung
der Düsennadel 9 durch
eine Schließdruckfeder 47 unterstützt. Besagte
Schließdruckfeder 47 stützt sich
einerseits axial am Kolbenkörper 19 ab,
wozu an diesem ein entsprechender Bund 48 ausgebildet sein kann.
Andererseits stützt
sich die Schließdruckfeder 47 axial
an der Führungshülse 39 bzw.
an der Zwischenplatte 41 ab.At the same time, the closing movement of the nozzle needle 9 by a closing pressure spring 47 supported. Said closing pressure spring 47 on the one hand supports axially on the piston body 19 what is this an appropriate federal government 48 can be trained. On the other hand, the closing pressure spring is supported 47 axially on the guide sleeve 39 or on the intermediate plate 41 from.