DE102011004186A1 - Fuel injection component has element, which is arranged in bore of guide element, where element has structured surface in area between inlet area and outlet area of bore - Google Patents

Fuel injection component has element, which is arranged in bore of guide element, where element has structured surface in area between inlet area and outlet area of bore Download PDF

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Ingo Samerski
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Martin Bechle
Peter Wannenwetsch
Guenther Rabanser
Luiz-Alexandre Colodel
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Abstract

The fuel injection component (10) has an element, which is arranged in a bore of a guide element. The element has a structured surface in the area between the inlet area and the outlet area of the bore. The bore has a constant cross section along its length. A unit is provided for generating the rotational movement of the element around its longitudinal axis in the guide element.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzkomponente nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel injection component according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Kraftstoffeinspritzkomponente ist aus der WO 2004/081365 A1 bekannt. Die bekannte Kraftstoffeinspritzkomponente ist als Kraftstoffeinspritzventil ausgebildet, und dient zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffeinspritzkomponente weist ein mehrteilig ausgebildetes Gehäuse auf, in dem eine auf- und abbeweglich angeordnete Ventilnadel geführt ist. In ihrer abgesenkten Position verschließt die Ventilnadel dabei Durchlassöffnungen, die sie in ihrer angehobenen Position freigibt, um den Kraftstoff in den Brennraum einzuspritzen. Der Kraftstoff wird dabei über eine Hochdruckbohrung in eine im Gehäuse des Einspritzventils im Bereich der Ventilnadel ausgebildete Ringnut zugeführt, welche über mehrere, schräg angeordnete, in der Ventilnadel ausgebildete Nuten Verbindung mit dem Bereich der Durchlassöffnungen hat. Die Bewegung der Ventilnadel wird mittels eines weiteren, auf- und abbeweglichen Steuerelements beeinflusst, das den Bereich der Ventilnadel mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt. Das stiftförmige Steuerelement weist einen eingeschnürten Bereich in Form einer radial umlaufenden Ringnut (2) auf, der bei der Auf- bzw. Abbewegung des Steuerelements zur Steuerung des Kraftstoffflusses auf die eine, den Durchlassöffnungen abgewandte Stirnseite der Ventilnadel dient. Sowohl die Ventilnadel, als auch das Steuerelement ist jeweils in einer Führungsbohrung des Gehäuses mit einem gewissen Radialspalt angeordnet. Dabei wird die Größe des Radialspalts mit Blick auf die Herstellkosten sowie den Wunsch, eine Durchströmung des jeweiligen Elements in Längsrichtung im Bereich des Radialspalts zu vermeiden, möglichst gering gewählt. Trotzdem findet eine Durchströmung des Radialspalts aus Richtung des höheren Drucks in Richtung des niedrigeren Drucks statt.Such a fuel injection component is known from WO 2004/081365 A1 known. The known fuel injection component is designed as a fuel injection valve, and serves for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine. The fuel injection component has a multi-part housing in which an upwardly and downwardly movably arranged valve needle is guided. In its lowered position, the valve needle thereby closes passage openings which it releases in its raised position in order to inject the fuel into the combustion chamber. The fuel is supplied via a high-pressure bore into an annular groove formed in the housing of the injection valve in the region of the valve needle, which has a connection to the region of the passage openings via a plurality of obliquely arranged grooves formed in the valve needle. The movement of the valve needle is influenced by means of a further, upwardly and downwardly movable control element, which supplies the area of the valve needle with high-pressure fuel. The pin-shaped control element has a constricted area in the form of a radially encircling annular groove (FIG. 2 ), which serves in the up or down movement of the control element for controlling the fuel flow on the one, the passage openings facing away from the end of the valve needle. Both the valve needle and the control element are each arranged in a guide bore of the housing with a certain radial gap. The size of the radial gap is chosen as low as possible in view of the manufacturing costs and the desire to avoid a flow through the respective element in the longitudinal direction in the region of the radial gap. Nevertheless, a flow through the radial gap takes place from the direction of the higher pressure in the direction of the lower pressure.

Die ordnungsgemäße Funktion einer Kraftstoffeinspritzkomponente, ihre Standfestigkeit und ihre Lebensdauer sind sehr stark von den Eigenschaften des Kraftstoffs und seiner Bestandteile abhängig. Verändern sich die chemisch-physikalischen Kraftstoffeigenschaften durch Zufuhr anderer Kraftstoffe als für das Kraftstoffeinspritzsystem vorgesehen, oder aber durch Veränderung der Kraftstoffeigenschaften im laufenden Betrieb, so ändern sich die Funktionen der Kraftstoffeinspritzkomponente. Eine besondere Auswirkung durch veränderte Kraftstoffeigenschaften ist zum Beispiel die Bildung von Belägen, die an den Oberflächen der Kraftstoffeinspritzkomponente anhaften können. Beispielsweise bei Kraftstoffeinspritzkomponenten in Dieselkraftstoffeinspritzsystem hängt die Belagsbildung bei den verwendeten Dieselkraftstoffen u. a. durch Metallseifen, durch Alterungspolymerbestandteile aufgrund von Bioanteilen im Kraftstoff, oder durch Polymerbestandteile bestimmter Detergenzien ab. Die Reaktionen, die zu Produkten der Belagsbildung führen, sind temperaturabhängig und eine hohe Temperatur unterstützt und beschleunigt die Bildung von Belägen. Heißer Kraftstoff altert z. B. schneller, er oxidiert und bildet Säuren, die einer chemischen Reaktion zur Bildung von Belägen förderlich sind. Die Beläge entstehen dabei vermutlich nicht nur während des Betriebs der Kraftstoffeinspritzkomponente, sondern bilden sich auch weiter aus, wenn Kraftstoffeinspritzkomponenten wie Ventile, Steller usw. nicht mehr betätigt werden, weil z. B. der Motor abgestellt wird. Belagsbildung kann zu Funktionsbeeinträchtigungen der Kraftstoffeinspritzkomponente führen, die bis zu einer Blockade der Bewegung eines auf- und abbeweglichen Elements der Kraftstoffeinspritzkomponente führen kann.Proper functioning of a fuel injection component, its durability and life are very dependent on the properties of the fuel and its components. If the chemical-physical fuel properties change as a result of the supply of fuels other than those provided for the fuel injection system, or if the fuel properties change during operation, the functions of the fuel injection component change. One particular effect of changing fuel properties is, for example, the formation of deposits that may adhere to the surfaces of the fuel injection component. For example, in fuel injection components in diesel fuel injection system, the deposit formation in the used diesel fuels u. a. by metal soaps, by aging polymer components due to bio-proportions in the fuel, or by polymer components of certain detergents. The reactions that lead to the formation of deposits are temperature-dependent and a high temperature supports and accelerates the formation of deposits. Hot fuel ages z. B. faster, it oxidizes and forms acids that are conducive to a chemical reaction to form deposits. The pads are likely to arise not only during operation of the fuel injection component, but also continue to develop when fuel injection components such as valves, actuators, etc. are no longer actuated because z. B. the engine is turned off. Scale formation can lead to functional impairments of the fuel injection component, which can lead to blockage of movement of an up-and-down movable element of the fuel injection component.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzkomponente nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die Neigung zur Belagsbildung zumindest reduziert wird. Diese Aufgabe wird bei einer Kraftstoffeinspritzkomponente mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a fuel injection component according to the preamble of claim 1 such that the tendency for deposit formation is at least reduced. This object is achieved in a fuel injection component with the features of claim 1.

Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, das auf- und abbewegliche Element mit einer strukturierten Oberfläche auszubilden, die gegebenenfalls entstehende Beläge entfernt. Alternativ bzw. zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass das auf- und abbewegliche Element mit Mittel zur Erzeugung einer Drehbewegung des Elements um seine Längsachse vorgesehen ist. Durch diese zusätzliche Relativbewegung zwischen dem auf- und abbeweglichen Element und dem Führungselement (insbesondere Gehäuse) lassen sich in ähnlicher Weise Belagsbildungen vermeiden bzw. Beläge entfernen. Wesentlich dabei ist, dass jede der genannten Maßnahmen sowohl einzeln als auch gemeinsam angewandt werden kann.The invention is based on the idea to form the up and down movable element with a structured surface, which removes any resulting deposits. Alternatively or additionally, it may be provided that the up and down movable element is provided with means for generating a rotational movement of the element about its longitudinal axis. By this additional relative movement between the up and down movable element and the guide element (in particular housing) can be avoided in a similar manner pad formation or remove coverings. It is essential that each of these measures can be applied both individually and jointly.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzkomponente sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.Advantageous developments of the fuel injection component according to the invention are specified in the subclaims. All combinations of at least two of the features disclosed in the claims, the description and / or the figures fall within the scope of the invention.

In einer ersten konstruktiven Umsetzung der Erfindung, die sich relativ kostengünstig realisieren lässt wird vorgeschlagen, dass die strukturierte Oberfläche in Form wenigstens einer radial umlaufenden Ringnut am Element ausgebildet ist.In a first constructive implementation of the invention, which can be realized relatively inexpensively, it is proposed that the structured surface is formed in the form of at least one radially circumferential annular groove on the element.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass die strukturierte Oberfläche in Form wenigstens einer Vertiefung am Element ausgebildet ist. Vorzugsweise weist dabei die wenigstens eine Vertiefung die Form einer im Querschnitt runden oder n-eckigen Vertiefung auf. In an alternative embodiment of the invention, however, it is also possible that the structured surface is formed in the form of at least one recess on the element. In this case, the at least one depression preferably has the shape of a recess which is round or n-shaped in cross-section.

Die Wirksamkeit der Vertiefungen lässt sich dabei bei gleichzeitig relativ kostengünstiger Herstellung vergrößern, wenn eine Vielzahl von in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordneten Vertiefungen vorgesehen ist.The effectiveness of the wells can be increased at the same time relatively inexpensive production, if a plurality of evenly spaced recesses is provided.

Eine weitere alternative Ausgestaltung der Erfindung, die zur Erzeugung einer Drehbewegung des auf- und abbeweglichen Elements dient, sieht vor, dass die Drehbewegung durch wenigstens eine im Bereich der Bohrung ausgebildete Strömungsnut erzeugt wird. Diese Ausbildung hat dabei den Vorteil, dass die axiale Baulänge des auf- und abbeweglichen Elements nicht vergrößert.A further alternative embodiment of the invention, which serves to produce a rotational movement of the upwardly and downwardly movable element, provides that the rotational movement is generated by at least one flow groove formed in the region of the bore. This training has the advantage that the axial length of the up and down movable element does not increase.

In einer konkreten Ausführungsform wird dabei vorgeschlagen, dass die Strömungsnut als wendelförmige Nut ausgebildet ist und sich vorzugsweise über die gesamte axiale Länge der Führung erstreckt.In a specific embodiment, it is proposed that the flow groove is formed as a helical groove and preferably extends over the entire axial length of the guide.

Eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung, bei der ebenfalls eine Drehbewegung des auf- und abbeweglichen Elements erzeugt wird sieht vor, dass die Drehbewegung durch wenigstens eine im Bereich außerhalb der Führung ausgebildete Strömungsgeometrie am Element erzeugt wird.A further alternative embodiment of the invention, in which likewise a rotational movement of the upwardly and downwardly movable element is generated, provides that the rotational movement is generated by at least one flow geometry formed in the region outside the guide on the element.

Eine derartige Ausbildung hat den Vorteil, dass eine hohe Dichtwirkung zwischen dem auf- und abbeweglichen Element und dem Führungselement im Bereich der Bohrung erzielt wird.Such a design has the advantage that a high sealing effect between the up and down movable element and the guide element in the region of the bore is achieved.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Die zeigt in:The shows in:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzkomponente in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht, 1 A first embodiment of a fuel injection component according to the invention in a partially sectioned side view,

2 und 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer gegenüber 1 modifizierten Kraftstoffeinspritzkomponente in teilweise geschnittener Seitenansicht sowie in einer Ansicht in Richtung III-III der 2 und 2 and 3 a second embodiment of an opposite 1 modified fuel injection component in a partially sectioned side view and in a view in the direction III-III of 2 and

4 bis 9 jeweils weitere, abgewandelte Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzkomponente, jeweils in teilweise geschnittener Seitenansicht. 4 to 9 in each case further modified embodiments of a fuel injection component according to the invention, each in a partially sectioned side view.

Gleiche Bauteile bzw. Teile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same components or parts with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.

In der 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzkomponente 10 in Form eines Teils eines Kraftstoffeinspritzventils 100 dargestellt. Das Kraftstoffeinspritzventil 100 weist eine in Richtung des Doppelpfeils 11 auf- und abbewegliche, stiftförmige Ventilnadel 12 auf. Die Ventilnadel 12 ist in ihrem zylindrisch ausgebildeten Teilabschnitt 13 in einer einen über die gesamte Länge zumindest im Wesentlichen einen konstanten Querschnitt aufweisenden Aufnahmebohrung 14 eines ortsfest angeordneten Elements, insbesondere eines Gehäuses 15 des Kraftstoffeinspritzventils 100, gleitend geführt. Dabei ist der Innendurchmesser D der Aufnahmebohrung 14 etwas größer als der Außendurchmesser d des Teilabschnitts 13, so dass zwischen dem Teilabschnitt 13 der Ventilnadel 12 und der Aufnahmebohrung 14 ein Radialspalt 16 ausgebildet ist, der aus Gründen der besseren Erkennbarkeit in der 1 stark vergrößert dargestellt ist.In the 1 is a first embodiment of a fuel injection component according to the invention 10 in the form of a part of a fuel injection valve 100 shown. The fuel injector 100 points in the direction of the double arrow 11 movable up and down, pin-shaped valve needle 12 on. The valve needle 12 is in its cylindrically shaped section 13 in a one over the entire length at least substantially a constant cross-section receiving bore 14 a fixedly arranged element, in particular a housing 15 of the fuel injection valve 100 , guided by a slide. In this case, the inner diameter D of the receiving bore 14 slightly larger than the outer diameter d of the section 13 so that between the subsection 13 the valve needle 12 and the receiving bore 14 a radial gap 16 is formed, for reasons of better visibility in the 1 is shown greatly enlarged.

Die Auf- und Abbewegung der Ventilnadel 12 wird mittels eines scheibenförmigen Ankerelements 17 erzeugt, das mit dem oberen Ende der Ventilnadel 12 fest verbunden ist, wobei das Ankerelement 17 Teil eines Magnetkreises ist, und mit einer nicht dargestellten, elektrisch bestromten Spule zusammenwirkt.The up and down movement of the valve needle 12 is by means of a disc-shaped anchor element 17 generated with the upper end of the valve needle 12 is firmly connected, wherein the anchor element 17 Part of a magnetic circuit, and cooperates with a not shown, electrically energized coil.

Das dem Ankerelement 17 gegenüberliegende Ende der Ventilnadel 12 geht in einen im Durchmesser verkleinerten Abschnitt 18 über. In einer abgesenkten Stellung der Ventilnadel 12 verschließt diese nicht dargestellte Spritzöffnungen im Gehäuse 15 des Kraftstoffeinspritzventils 100, und in einer angehobenen Position der Ventilnadel 12 zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine werden die angesprochenen Spritzöffnungen freigegeben.The anchor element 17 opposite end of the valve needle 12 goes into a reduced diameter section 18 above. In a lowered position of the valve needle 12 closes these injection openings, not shown, in the housing 15 of the fuel injection valve 100 , and in a raised position of the valve needle 12 for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, not shown, the addressed spray openings are released.

Der dem Abschnitt 18 der Ventilnadel 12 zugewandte Bereich der Aufnahmebohrung 14 bildet einen Eintrittsbereich 19 der Ventilnadel 12 bzw. des Teilabschnitts 13 in die Aufnahmebohrung 14 aus, während der dem Ankerelement 17 zugewandte Bereich der Aufnahmebohrung 14 einen Austrittsbereich 20 des Teilabschnitts 13 aus der Aufnahmebohrung 14 bildet.The section 18 the valve needle 12 facing area of the receiving bore 14 forms an entry area 19 the valve needle 12 or the subsection 13 into the receiving hole 14 off while the anchor element 17 facing area of the receiving bore 14 an exit area 20 of the subsection 13 from the receiving hole 14 forms.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Ventilnadel 12, vorzugsweise zusammen mit dem Ankerelement 17, um ihre Längsachse 22 in der Aufnahmebohrung 14 des Gehäuses 15 drehbar angeordnet ist. Weiterhin weist die Ventilnadel 12, zumindest in dem Bereich des Teilabschnitts 13, der sich zwischen dem Eintrittsbereich 19 und dem Austrittsbereich 20 der Aufnahmebohrung 14 befindet, an seiner Außenfläche eine wendelförmige Strömungsnut 23 auf. Der Querschnitt der Strömungsnut 23 ist beliebig und wird beispielsweise durch Schleifen oder Fräsen an der Oberfläche der Ventilnadel 12 ausgebildet.According to the invention, it is provided that the valve needle 12 , preferably together with the anchor element 17 to their longitudinal axis 22 in the receiving hole 14 of the housing 15 is rotatably arranged. Furthermore, the valve needle 12 , at least in the area of the subsection 13 that is located between the entrance area 19 and the exit area 20 the receiving bore 14 located on its outer surface a helical flow groove 23 on. The cross section of the flow groove 23 is arbitrary and is, for example, by grinding or milling on the surface of the valve needle 12 educated.

Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine einzige Strömungsnut 23 vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, anstelle einer Strömungsnut 23 mehrere, insbesondere parallel zueinander angeordnete Strömungsnuten 23 vorzusehen. Ferner ist die Steigung der Strömungsnut 23 über deren gesamte axiale Streckung konstant dargestellt. Es ist jedoch auch denkbar, dass sich die Steigung der Strömungsnut 23 über die axiale Länge der Ventilnadel 12 ändert. Wesentlich ist lediglich, dass die Strömungsnut 23 über den gesamten axialen Verstellweg der Ventilnadel 12 jeweils in Wirkverbindung mit dem Eintrittsbereich 19 bzw. mit dem Austrittsbereich 20 der Aufnahmebohrung 14 des Gehäuses 15 angeordnet ist.In the in the 1 illustrated embodiment is a single flow groove 23 intended. However, it is also possible, instead of a flow groove 23 a plurality of, in particular parallel to each other arranged flow grooves 23 provided. Further, the slope of the flow groove 23 represented constant over the entire axial extension. However, it is also conceivable that the slope of the flow groove 23 over the axial length of the valve needle 12 changes. It is only important that the flow groove 23 over the entire axial displacement of the valve needle 12 each in operative connection with the inlet area 19 or with the exit area 20 the receiving bore 14 of the housing 15 is arranged.

In dem Eintrittsbereich 19 der Aufnahmebohrung 14 ist während des Betriebs der Kraftstoffeinspritzkomponente 10 unter Hochdruck stehender Kraftstoff angeordnet. Demgegenüber ist das Druckniveau im Austrittsbereich 20 der Aufnahmebohrung 14 geringer als im Eintrittsbereich 19. Aufgrund des Druckunterschieds des Kraftstoffs durchströmt der Kraftstoff die Aufnahmebohrung 14 im Bereich des Radialspalts 16 in Richtung des Pfeils 24. Dabei gelangt der Kraftstoff auch in den Bereich der wenigstens einen Strömungsnut 23. Aufgrund der drehbaren Anordnung der Ventilnadel 12 in der Aufnahmebohrung 14 und der wendelförmigen Form der Strömungsnut 23 erzeugt der durchströmende Kraftstoff dabei einen Drehimpuls auf die Ventilnadel 12, die diese beispielsweise in Richtung des Pfeils 25 drehen lässt. Treten nun Ablagerungen des Kraftstoffs im Bereich der Aufnahmebohrung 14 auf, die sich beispielsweise an der Wand der Aufnahmebohrung 14 absetzen können, so werden diese Ablagerungen aufgrund der Drehbewegung der Ventilnadel 12 mit ihrem Teilabschnitt 13, insbesondere im Bereich der Strömungsnut 23, von der Wand der Aufnahmebohrung 14 abgetragen bzw. entfernt. Hierzu kann es vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Strömungsnut 23 am Übergang zur Mantelfläche des Teilabschnitts 13 im Bereich der Kanten 26, 27 relativ scharfkantig ausgebildet ist. Bei dem in der 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet die Strömungsnut 23 eine strukturierte Oberfläche 30 an dem Kraftstoffeinspritzventil 100 aus, die im Bereich des Teilabschnitts 13 der Ventilnadel 12 ausgebildet ist und damit eine Drehbewegung der Ventilnadel 12 erzeugt, wobei die strukturierte Oberfläche 30 nicht der Steuerung der Auf- und Abbewegung der Ventilnadel 12 dient, d. h. insbesondere keine zusätzliche Kraft auf die Ventilnadel 12 erzeugt.In the entrance area 19 the receiving bore 14 is during operation of the fuel injection component 10 arranged under high pressure fuel. In contrast, the pressure level in the exit area 20 the receiving bore 14 less than in the entry area 19 , Due to the pressure difference of the fuel, the fuel flows through the receiving bore 14 in the area of the radial gap 16 in the direction of the arrow 24 , In this case, the fuel also reaches the region of the at least one flow groove 23 , Due to the rotatable arrangement of the valve needle 12 in the receiving hole 14 and the helical shape of the flow groove 23 generates the flowing fuel while an angular momentum on the valve needle 12 for example, in the direction of the arrow 25 to turn. Now occur deposits of fuel in the area of the receiving bore 14 on, for example, on the wall of the receiving bore 14 can settle, so these deposits due to the rotational movement of the valve needle 12 with her section 13 , in particular in the region of the flow groove 23 , from the wall of the locating hole 14 removed or removed. For this purpose, it may preferably be provided that the flow groove 23 at the transition to the lateral surface of the subsection 13 in the area of the edges 26 . 27 is formed relatively sharp. In the in the 1 illustrated first embodiment of the invention forms the flow groove 23 a structured surface 30 at the fuel injection valve 100 out in the area of the subsection 13 the valve needle 12 is formed and thus a rotational movement of the valve needle 12 generated, the structured surface 30 not the control of the up and down movement of the valve needle 12 serves, ie in particular no additional force on the valve needle 12 generated.

Bei dem in den 2 und 3 dargestellten abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Ventilnadel 12a ist die strukturierte Oberfläche 30 im Bereich außerhalb der Aufnahmebohrung 14 des Gehäuses 15a angeordnet. Wie insbesondere anhand der 3 erkennbar ist, weist hierzu der Querschnitt des unterhalb des Eintrittsbereichs 19a angeordneten Teilbereichs 29 der Ventilnadel 12a eine Strömungsgeometrie in Form dreier, in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordneten Ablenkbereichen 31 auf. Ferner erkennt man, dass Kraftstoff über einen Eintritt 32 des Gehäuses 15a in Richtung der Ablenkbereiche 31 zugeführt wird, was durch den Pfeil 33 dargestellt ist. Die Längsachse des Eintritts 32 fluchtet dabei nicht mit der Längsachse 22 der Ventilnadel 12a, so dass der auf die Ablenkbereiche 31 zuströmende Kraftstoff eine Drehbewegung der Ventilnadel 12a in Richtung des Pfeils 34 erzeugt. Bei dem in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es zur Erzeugung der Drehbewegung der Ventilnadel 12a, im Gegensatz zum in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Ventilnadel 12, nicht erforderlich, dass in dem Eintrittsbereich 19a ein größerer Kraftstoffdruck herrscht als in dem Austrittsbereich 20a. Vielmehr wird die Drehbewegung 12a durch die asymmetrische Anströmung des Kraftstoffs in Bezug auf die Längsachse 22 der Ventilnadel 12a erzeugt.In the in the 2 and 3 illustrated modified embodiment of the invention with a valve needle 12a is the structured surface 30 in the area outside the locating hole 14 of the housing 15a arranged. As in particular on the basis of 3 can be seen, this has the cross section of the below the inlet region 19a arranged portion 29 the valve needle 12a a flow geometry in the form of three, at regular angular intervals to each other arranged deflection 31 on. Further one recognizes that fuel over an entrance 32 of the housing 15a in the direction of the deflection areas 31 which is fed by the arrow 33 is shown. The longitudinal axis of entry 32 It does not align with the longitudinal axis 22 the valve needle 12a so that's on the deflection areas 31 inflowing fuel a rotational movement of the valve needle 12a in the direction of the arrow 34 generated. In the in the 2 and 3 illustrated embodiment, it is for generating the rotational movement of the valve needle 12a , unlike in the 1 illustrated embodiment with the valve needle 12 , not required in the entry area 19a a greater fuel pressure prevails than in the exit area 20a , Rather, the rotational movement 12a by the asymmetric flow of the fuel with respect to the longitudinal axis 22 the valve needle 12a generated.

In der 4 ist ein weiteres, abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hierbei kann die Ventilnadel 12b in ihrer Längsachse 22 drehbar angeordnet sein, sie muss es aber nicht. Wesentlich ist, dass in dem Teilabschnitt 13b der Ventilnadel 12b vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnete Vertiefungen 35 ausgebildet sind, die eine strukturierte Oberfläche 30 bilden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Vertiefungen 35 rechteckförmig, sie können jedoch auch eine andere Form, z. B. kreisförmig entsprechend dem in der 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sein, oder allgemein n-eckig ausgebildet sein. Bei einer drehbaren Anordnung der Ventilnadel 12b kann diese Mittel zum aktiven Drehen aufweisen, wie diese in den Ausführungsbeispielen entsprechend der 1 bis 3 dargestellt und beschrieben wurden.In the 4 is shown a further modified embodiment of the invention. Here, the valve needle 12b in its longitudinal axis 22 be rotatable, but they do not have to. It is essential that in the subsection 13b the valve needle 12b preferably in uniform intervals arranged recesses 35 are formed, which has a textured surface 30 form. In the illustrated embodiment, the wells 35 rectangular, but they can also have a different shape, eg. B. circular according to the in the 5 be illustrated embodiment, or generally formed n-angular. With a rotatable arrangement of the valve needle 12b can have these means for active rotation, as in the embodiments according to the 1 to 3 have been shown and described.

In Abwandlung der Ventilnadel 12b gemäß der 4 und 5 weist die in der 6 dargestellte Ventilnadel 12c im Bereich des Teilabschnitts 13c parallel zueinander angeordnete, schräg zur Längsachse 22 verlaufende Ringnuten 36 zur Bildung der strukturierten Oberfläche 30 auf, die jedoch untereinander keine direkte Verbindung haben.In modification of the valve needle 12b according to the 4 and 5 has the in the 6 illustrated valve needle 12c in the area of the subsection 13c arranged parallel to each other, obliquely to the longitudinal axis 22 extending annular grooves 36 to form the structured surface 30 but they have no direct connection with each other.

Bei dem in 7 dargestellten abgewandelten Ausführungsbeispiel mit der Ventilnadel 12d sind die demgegenüber Ringnuten 37 senkrecht zur Längsachse 22 der Ventilnadel 12d angeordnet.At the in 7 illustrated modified embodiment with the valve needle 12d are the other hand, ring grooves 37 perpendicular to the longitudinal axis 22 the valve needle 12d arranged.

Zuletzt ist in der 8 eine weitere, abgewandelte Ventilnadel 12e dargestellt. Hierbei ist ein Teilabschnitt 38 vorgesehen, der bei der Auf- bzw. Abwärtsbewegung der Ventilnadel 12e stets innerhalb der Aufnahmebohrung 14 angeordnet ist. Der Teilabschnitt 38 weist dabei einen Außendurchmesser e auf, der kleiner ist als der Außendurchmesser E der Ventilnadel 12e im Bereich des Eintrittsbereichs 19e bzw. des Austrittsbereichs 20e. Der Übergangsbereich zu dem Teilabschnitt 38 wird dabei durch konisch ausgebildete Schrägen 39, 40 gebildet, die bei der Auf- bzw. Abwärtsbewegung der Ventilnadel 12e in Wirkverbindung mit der Wand in der Aufnahmebohrung 14e gelangen und dabei Ablagerungen des Kraftstoffs entfernen. Bei den in den 5, 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispielen wird durch den verringerten Querschnitt der Ventilnadel 12b, 12d und 12e im Spalt 16 insbesondere die Fläche reduziert, auf die die Scherkräfte 16 im Spalt 16 wirken können. Last is in the 8th another, modified valve needle 12e shown. Here is a section 38 provided during the up or down movement of the valve needle 12e always within the mounting hole 14 is arranged. The subsection 38 has an outer diameter e, which is smaller than the outer diameter E of the valve needle 12e in the area of the entrance area 19e or the exit area 20e , The transition area to the subsection 38 is characterized by conical bevels 39 . 40 formed during the upward or downward movement of the valve needle 12e in operative connection with the wall in the receiving bore 14e while removing deposits of fuel. In the in the 5 . 7 and 8th illustrated embodiments is due to the reduced cross-section of the valve needle 12b . 12d and 12e in the gap 16 in particular reduces the area to which the shear forces 16 in the gap 16 can act.

Die soweit beschriebenen Ausführungsbeispiele können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es insbesondere auch denkbar, die Ventilnadel 12; 12a bis 12e gegenüber dem üblichen Führungsspiel im Gehäuse 15, 15a mit einem vergrößerten Führungsspiel zu versehen, das heißt, dass der Spalt 16 größer ausgebildet wird, als dies beispielsweise aus fertigungstechnischen Gründen erforderlich ist. Weiterhin kann eine sinngemäß strukturierte Oberfläche auch im Bereich der Bohrung 14, 14e ausgebildet sein, wobei diese Oberfläche nicht der Steuerung bzw. der Beeinflussung des Druckmittelflusses in der Bohrung 14, 14e dient, sondern lediglich der Beeinflussung der etwaiger Ablagerungen. Auch ist es denkbar, andere Kraftstoffeinspritzkomponenten 10 als Kraftstoffeinspritzventile 100 erfindungsgemäß auszubilden.The embodiments described so far can be varied or modified in many ways, without departing from the spirit. So it is particularly conceivable, the valve needle 12 ; 12a to 12e opposite the usual guide play in the housing 15 . 15a to provide with an enlarged guide play, that is, the gap 16 is formed larger than this is required, for example, for manufacturing reasons. Furthermore, a similar structured surface in the area of the bore 14 . 14e be formed, this surface is not the control or influencing the pressure medium flow in the bore 14 . 14e serves, but only the influence of any deposits. It is also conceivable other fuel injection components 10 as fuel injectors 100 form according to the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2004/081365 A1 [0002] WO 2004/081365 A1 [0002]

Claims (10)

Kraftstoffeinspritzkomponente (10), mit einem in einer Bohrung (14; 14e) eines Führungselements (15; 15a) in seiner Längsachse (22) auf- und abbeweglich angeordneten Element (12; 12a bis 12e), wobei der Spalt (16) zwischen dem Führungselement (15; 15a) und dem Element (12; 12a bis 12e) von Druckmittel durchströmt ist, und wobei die Bohrung (14; 14e) einen Eintrittsbereich (19; 19a; 19e) und einen Austrittsbereich (20; 20a; 20e) für das Element (12; 12a bis 12e) in dem Führungselement (15; 15a) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (12; 12a bis 12e) im Bereich zwischen dem Eintrittsbereich (19; 19a; 19e) und dem Austrittsbereich (20; 20a; 20e) der Bohrung (14; 14e) eine strukturierte Oberfläche (30) aufweist, die die Querschnittsfläche des Spalts (16) vergrößert, wobei die Bohrung (14; 14e) über deren Länge einen zumindest im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist, und/oder dass Mittel (23; 31) zur Erzeugung einer Drehbewegung des Elements (12; 12a) um dessen Längsachse (22) in dem Führungselement (15; 15a) vorgesehen sind.Fuel injection component ( 10 ), with one in a hole ( 14 ; 14e ) of a guide element ( 15 ; 15a ) in its longitudinal axis ( 22 ) arranged up and down movable element ( 12 ; 12a to 12e ), where the gap ( 16 ) between the guide element ( 15 ; 15a ) and the element ( 12 ; 12a to 12e ) is flowed through by pressure medium, and wherein the bore ( 14 ; 14e ) an entrance area ( 19 ; 19a ; 19e ) and an exit area ( 20 ; 20a ; 20e ) for the element ( 12 ; 12a to 12e ) in the guide element ( 15 ; 15a ), characterized in that the element ( 12 ; 12a to 12e ) in the area between the inlet area ( 19 ; 19a ; 19e ) and the exit area ( 20 ; 20a ; 20e ) of the bore ( 14 ; 14e ) a structured surface ( 30 ) having the cross-sectional area of the gap ( 16 ), whereby the bore ( 14 ; 14e ) has an at least substantially constant cross-section along its length, and / or that means ( 23 ; 31 ) for generating a rotational movement of the element ( 12 ; 12a ) about its longitudinal axis ( 22 ) in the guide element ( 15 ; 15a ) are provided. Kraftstoffeinspritzkomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche (30) in Form wenigstens einer radial umlaufenden Ringnut (36; 37) am Element (12c; 12d) ausgebildet ist.Fuel injection component according to claim 1, characterized in that the structured surface ( 30 ) in the form of at least one radially circumferential annular groove ( 36 ; 37 ) on the element ( 12c ; 12d ) is trained. Kraftstoffeinspritzkomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche (30) in Form wenigstens einer Vertiefung (35) am Element (12b) ausgebildet ist.Fuel injection component according to claim 1, characterized in that the structured surface ( 30 ) in the form of at least one depression ( 35 ) on the element ( 12b ) is trained. Kraftstoffeinspritzkomponente nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vertiefung (35) die Form einer im Querschnitt runden oder n-eckigen Vertiefung (35) aufweist.Fuel injection component according to claim 3, characterized in that the at least one depression ( 35 ) the shape of a round in cross-section or n-shaped recess ( 35 ) having. Kraftstoffeinspritzkomponente nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordneten Vertiefungen (35) vorgesehen ist.A fuel injection component according to claim 3 or 4, characterized in that a plurality of equidistantly spaced pits (Fig. 35 ) is provided. Kraftstoffeinspritzkomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung durch wenigstens eine im Bereich der Bohrung (14) ausgebildete Strömungsnut (23) erzeugt wird.Fuel injection component according to claim 1, characterized in that the rotational movement through at least one in the region of the bore ( 14 ) formed flow groove ( 23 ) is produced. Kraftstoffeinspritzkomponente nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsnut (23) als wendelförmige Nut ausgebildet ist und sich vorzugsweise über die gesamte axiale Länge der Führung (14) am Element (12) erstreckt.Fuel injection component according to claim 6, characterized in that the flow groove ( 23 ) is formed as a helical groove and preferably over the entire axial length of the guide ( 14 ) on the element ( 12 ). Kraftstoffeinspritzkomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung durch wenigstens eine im Bereich außerhalb der Bohrung (14) ausgebildete Strömungsgeometrie (31) am Element (12a) erzeugt wird.Fuel injection component according to claim 1, characterized in that the rotational movement through at least one in the area outside the bore ( 14 ) formed flow geometry ( 31 ) on the element ( 12a ) is produced. Kraftstoffeinspritzkomponente nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeometrie (31) außerhalb der Längsachse (22) von mit unter Druck stehendem Druckmittel angeströmt wird.Fuel injection component according to claim 8, characterized in that the flow geometry ( 31 ) outside the longitudinal axis ( 22 ) is flown by pressurized fluid under pressure. Kraftstoffeinspritzkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Eintrittsbereich (19; 19a; 19e) und dem Austrittsbereich (20; 20a; 20e) der Bohrung eine Druckdifferenz des Druckmittels ausgebildet ist, so dass das Druckmittel von dem Bereich des Eintrittsbereichs (19; 19a; 19e) in Richtung des Austrittsbereichs (20; 20a; 20e) strömt.Fuel injection component according to one of claims 1 to 9, characterized in that between the inlet region ( 19 ; 19a ; 19e ) and the exit area ( 20 ; 20a ; 20e ) of the bore, a pressure difference of the pressure medium is formed, so that the pressure medium from the region of the inlet region ( 19 ; 19a ; 19e ) in the direction of the exit region ( 20 ; 20a ; 20e ) flows.
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