DE102013018177A1

DE102013018177A1 - Kraftstoffinjektormodul und Verfahren zur Herstellung eines damit gebildeten Kraftstoffinjektors oder einer Prüfanordnung mit einem Kraftstoffinjektormodul

Info

Publication number: DE102013018177A1
Application number: DE102013018177.1A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Matyssek; Steffen Reinhard
Original assignee: LOrange GmbH
Current assignee: Woodward LOrange GmbH
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2033-11-30
Also published as: DE102013018177B4; WO2015078544A1

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Kraftstoffinjektormodul (1), aufweisend: – ein Düsenmodul (3), – ein Ventilplattenmodul (11); und – ein Steuerelementmodul (15); wobei das Düsenmodul (3), das Ventilplattenmodul (11) und das Steuerelementmodul (15) spannmutterfrei als einstückige Einheit miteinander verbunden das Kraftstoffinjektormodul (1) bilden. Vorgeschlagen wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines damit gebildeten Kraftstoffinjektors oder einer Prüfanordnung mit einem Kraftstoffinjektormodul.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffinjektormodul gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines damit gebildeten Kraftstoffinjektors oder einer Prüfanordnung mit dem Kraftstoffinjektormodul gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 8.
Im Stand der Technik ist aus der Druckschrift WO 2012/037590 A1 ein gattungsgemäßes Kraftstoffinjektormodul bekannt, welches mittels einer Düsenspannmutter gebildet ist und die Injektor-Komponenten Düse, Drosselplatte und Steuerventil inbegreift, welche in der Düsenspannmutter aufgenommen sind. Mittels des derart gebildeten Injektormoduls kann ein Anschluss an einen Prüfstand auf einfache Weise durch Verbindung mittels der Düsenspannmutter erfolgen.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein noch weiter verbessertes Kraftstoffinjektormodul sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffinjektors oder einer Prüfanordnung anzugeben, welche eine weiter vereinfachte Handhabung im Rahmen einer Lagerung, eines Transports sowie einer Montage und Demontage in unterschiedlichen Systemumgebungen ermöglichen.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung durch ein Kraftstoffinjektormodul nach Anspruch 1 gelöst, hinsichtlich des Verfahrens durch ein Verfahren nach Anspruch 8.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird ein Kraftstoffinjektormodul vorgeschlagen. Das Kraftstoffinjektormodul ist für einen Kraftstoffinjektor vorgesehen, insbesondere zur Verwendung mit einem Common-Rail-Einspritzsystem. Das Kraftstoffinjektormodul bzw. ein damit gebildeter Kraftstoffinjektor können mit einer Brennkraftmaschine verwendet werden, zum Beispiel mit Dieselkraftstoff oder auch einem davon verschiedenen Kraftstoff, zum Beispiel Schweröl, Biokraftstoff oder Brenngas, weiterhin kann das Kraftstoffinjektormodul bzw. ein damit gebildeter Kraftstoffinjektor z. B. für eine Wassereinspritzung, etwa für eine Ruß-NOX-Reduktion bereitgestellt sein. Das Kraftstoffinjektormodul kann für einen Single-Fuel-Kraftstoffinjektor oder einen Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor vorgesehen sein. Die Verwendung des Kraftstoffinjektormoduls bzw. eines damit gebildeten Kraftstoffinjektors mit einem Verbrennungsmotor in Form eines Groß(diesel)motors wird bevorzugt, zum Beispiel für ein Kraftfahrzeug wie etwa ein Schiff oder ein Nutzfahrzeug, oder zum Beispiel für eine stationäre Einrichtung wie ein Blockheizkraftwerk, z. B. auch für Industrieanwendungen.
Das erfindungsgemäße Kraftstoffinjektormodul, insbesondere bereitgestellt für einen indirekt gesteuerten Kraftstoffinjektor (nach dem Prinzip Steuerraum-Pilotventil), weist ein Düsenmodul auf. Das Düsenmodul, umfasst die Einspritzventilbaugruppe aus Düsenkörper, Düsenventil und Düsenanordnung (Einspritzöffnungen), weiterhin insbesondere eine Düsennadel des Düsenventils, eine Düsenfeder und z. B. eine Nadelführungshülse der Einspritzventilbaugruppe.
Das erfindungsgemäße Kraftstoffinjektormodul umfasst weiterhin ein Ventilplattenmodul sowie ein Steuerelementmodul.
Das Ventilplattenmodul, zum Beispiel in Form einer Drosselplatte, ist im Kraftstoffinjektormodul zwischen dem Düsenmodul und dem Steuerelementmodul angeordnet (Sandwichanordnung), das heißt in axialer Richtung (entsprechend der Düsennadelhubrichtung) betrachtet.
Das Steuerelementmodul weist ein Steuerelement auf, z. B. gebildet durch einen Aktuator und ein Ventil(glied), welches der Aktuator beherrscht. Der Aktuator, z. B. ein Magnetaktuator oder ein Piezoaktuator sind insbesondere in einem Gehäuse des Steuerelementmoduls aufgenommen.
Über das Ventilplattenmodul und das Steuerelementmodul kann ein selektives Offensteuern der Düsenöffnungen via Steuerung des Hubs der Düsennadel erfolgen (hydraulische Hubsteuerung). Dazu kann vorgesehen sein, über das Steuerelement einen Strömungsweg, z. B. eine Drosselverbindung, selektiv versperren zu können, welche durch das Ventilplattenmodul hindurch an das Düsenkörpermodul geführt ist. Z. B. bildet das Ventilplattenmodul hierbei einen Ventilsitz für das Ventilglied des Steuerelements.
Gekennzeichnet ist das Kraftstoffinjektormodul erfindungsgemäß dadurch, dass das Düsenmodul, das Ventilplattenmodul und das Steuerelementmodul (düsen)spannmutterfrei als einstückige Einheit miteinander (unverlierbar) verbunden das Kraftstoffinjektormodul bilden.
Das aus den derart zusammengeführten Modulen gebildete, erfindungsgemäße Kraftstoffinjektormodul ermöglicht vorteilhaft, die Module auch ohne (Düsen-Spannmutter) stets als einstückige und kompakte Einheit handhaben zu können, d. h. ohne Gefahr zu laufen, diese in ihrer Vorausrichtung bzw. Lagebeziehung zueinander in unbeabsichtigter und nachteiliger Weise zu beeinflussen. Dies ist insbesondere bei einem Montagevorgang im Feld wünschenswert.
Weitere Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Sicherheit bei einer Montage oder Demontage eines Kraftstoffinjektors, da sich die Module – ohne deren sichernde Spannmutter – nun nicht mehr voneinander lösen können. Ferner werden Dichtflächen in vorteilhafter Weise geschont.
Das Kraftstoffinjektormodul kann mit der Erfindung weiterhin als präzis vorkonfektionierte Einheit bereitgestellt werden, so dass dem Aspekt der präzisen Relativausrichtung der Module während einer Endmontage kaum mehr Gewicht zukommt.
Vorteile ergeben sich auch im Hinblick auf den Transport. So ist für den Transport keine Düsenspannmutter im Sinne einer Transportsicherung mehr erforderlich, um die Lagebeziehung zu erhalten. So kann – zum Beispiel im Falle einer Überprüfung – die Injektorspannmutter am Einsatzort der Brennkraftmaschine verbleiben, und am Prüfstand eine Spannmutter desselben verwendet werden. Das zu handhabende Gewicht wird dadurch vorteilhaft verringert.
Im Rahmen des Servicings, welches mit der Erfindung nunmehr darauf fußen kann, das einstückige Kraftstoffinjektormodul komfortabel tauschen zu können, wird ebenfalls vorteilhaft der logistische Aufwand reduziert. Z. B. kann stets die Einheit in Form des vorkonfektionierten bzw. voreingestellten Kraftstoffinjektormoduls getauscht oder auf den Versandweg gebracht werden, nicht jedoch müssen – den Handlingaufwand steigernd – einzelne Module aus der Gruppe Düsenmodul, Ventilplattenmodul oder Steuerelementmodul gehandhabt werden, auch keine begleitende Düsenspannmutter, wiederum einhergehend mit reduzierten Kosten und gespartem Gewicht.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Verbindung (insbesondere gegen unbeabsichtige Trennung sichernd) der Module Düsenmodul, Ventilplattenmodul und Steuerelementmodul zu der einstückigen Einheit mit wenigstens einem im Inneren des Kraftstoffmoduls aufgenommenen oder in das Innere des Kraftstoffmoduls geführten Verbindungselement ausgeführt. Mit dem wenigstens einen Verbindungselement kann eine Verbindung aller drei Module miteinander erfolgen, z. B. können auch ein oder mehrere Verbindungselemente vorgesehen sein, mittels derer zum Beispiel jeweils zwei der Module miteinander verbunden werden, insbesondere z. B. benachbarte.
Mit dem wenigstens einen Verbindungselement kann bevorzugt eine Schraubverbindung und/oder eine Klemmverbindung und/oder eine Verriegelungsverbindung von Modulen und/oder sämtlichen Modulen aus Düsenmodul, Ventilplattenmodul und Steuerelementmodul zu deren Verbindung zu der einstückigen Einheit bewirkt werden. Vorgeschlagen wird zum Beispiel die Verwendung eines oder mehrerer Verbindungselemente in Form eines Spreizankers, einer Schraube, eines Bolzenelements, z. B. mit einem Einstich für ein daran geführtes weiteres Verriegelengselement, oder Kombinationen daraus. Ein Spreizanker kann zum Beispiel seitens des Steuerelementmoduls durch das Ventilplattenmodul hindurch in das Düsenmodul geführt sein. Dort kann ein Einspreizen erfolgen, z. B. sobald ein Schraubelement im Spreizanker angezogen wird, so dass die Module gegeneinander verzwängt und hierbei in beabsichtigter Weise verbunden werden.
Eine konstruktiv vorteilhaft unaufwändige Verbindung wird im Rahmen der Erfindung bevorzugt mittels wenigstens einer Schraube ausgeführt, welche radial gegen einen Positionierstift im Inneren des Kraftstoffinjektormoduls wirkt, welcher sich axial erstreckt. Eine solche Lösung kann besonders einfach an herkömmliche Kraftstoffinjektoren adaptiert werden. Mit dieser Verbindung erfolgt eine Klemmung zum Beispiel zweier Module aneinander, das heißt durch Schrägverspannung bzw. Verkippung des Positionierstifts.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist das Kraftstoffinjektormodul bevorzugt auch für den außenseitigen Eingriff einer (Düsen-)Spannmutter eingerichtet, insbesondere ein Außengewinde aufweisend. Derart kann die Befestigung des Kraftstoffinjektormoduls auf bewährte Weise an einem Injektorgehäuse, zum Beispiel auch in Form eines Einzeldruckspeichers, erfolgen.
Allgemein ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, die – gegen unbeabsichtigte Trennung gesicherte bzw. unverlierbare – Verbindung der Module untereinander lösbar zu gestalten, das heißt mittels eines Werkzeugeingriffs lösbar, insbesondere zerstörungsfrei lösbar.
Erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffinjektors oder einer Prüfanordnung mit dem Kraftstoffinjektormodul vorgeschlagen.
Das vorgeschlagene Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt ein Kraftstoffinjektormodul, insbesondere wie oben erläutert, durch spannmutterfreie Verbindung eines Düsenmoduls, eines Ventilplattenmoduls und eines Steuerelementmoduls zu einer einstückigen Einheit hergestellt bzw. gebildet wird, insbesondere ebenfalls wie oben erläutert.
In einem erfindungsgemäßen zweiten Schritt wird das Kraftstoffinjektormodul nunmehr mit einem Kraftstoffinjektorgehäuse bzw. einem Prüfadapter mittels einer Spannmutter außenumfangsseitig verbunden, wobei ein Kraftstoffinjektor bzw. eine Prüfanordnung mit dem Kraftstoffinjektormodul gebildet wird.
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren, mittels welchem im ersten Schritt ein einstückiges Kraftstoffinjektormodul bereitgestellt wird, mithin weniger vereinzelte Baugruppen zu handhaben sind, werden sowohl Handling als auch Sicherheit bei der Montage des Kraftstoffinjektors oder der Prüfanordnung verbessert.
Vorteile ergeben sich auch bei einer Rekonfiguration, zum Beispiel im Rahmen eines Tausches von Injektorkomponenten.
Hierzu wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, dass zur Herstellung eines Kraftstoffinjektors – zum Beispiel ausgehend von einer bestehenden Prüfanordnung (für eine Prüfung am Teststand) oder nach einem Komponententausch – in einem dritten Schritt die das Kraftstoffinjektormodul mit dem Kraftstoffinjektorgehäuse oder dem Prüfadapter verbindende Spannmutter zunächst gelöst wird. In einem vierten Schritt wird nunmehr das Kraftstoffinjektormodul vom Kraftstoffinjektorgehäuse bzw. dem Prüfadapter getrennt und die Spannmutter vom – als einstückige Einheit gebildeten – Kraftstoffinjektormodul entfernt. In einem fünften Schritt wird das Kraftstoffinjektormodul nachfolgend mit einem weiteren (anderen) Kraftstoffinjektorgehäuse bzw. einem (anstelle des Prüfadapters) Kraftstoffinjektorgehäuse über die Spannmutter oder eine weitere Spannmutter außenumfangsseitig verbunden.
Hierbei kann die im vierten Schritt vom Kraftstoffinjektormodul getrennte (Düsen-)Spannmutter am Ursprungsort verbleiben und muss nicht zum – neuen – Montageort des fünften Schritts verbracht werden. Somit sind logistischer und Handling-Aufwand wiederum verringert.
Korrespondierend wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, dass zur Herstellung einer Prüfanordnung – zum Beispiel wiederum ausgehend von einer bestehenden Prüfanordnung (für die Teststandprüfung des Kraftstoffinjektormoduls) oder nach einem Komponententausch – in einem dritten Schritt die das Kraftstoffinjektormodul mit dem Kraftstoffinjektorgehäuse oder dem Prüfadapter verbindende Spannmutter gelöst wird. In einem vierten Schritt wird nun das Kraftstoffinjektormodul vom Kraftstoffinjektorgehäuse bzw. dem Prüfadapter getrennt und die Spannmutter vom Kraftstoffinjektormodul entfernt. Nachfolgend wird in einem fünften Schritt das Kraftstoffinjektormodul mit einem Prüfadapter (anstelle des Kraftstoffinjektorgehäuses) bzw. einem weiteren (anderen) Prüfadapter über die Spannmutter oder eine weitere Spannmutter außenumfangsseitig verbunden.
Wie vor kann die im vierten Schritt vom Kraftstoffinjektormodul getrennte (Düsen-)Spannmutter wiederum am Ursprungs- bzw. Demontageort verbleiben und braucht nicht zum – neuen – Montageort des fünften Schritts verbracht werden. Somit sind logistischer und Handling-Aufwand wiederum vereinfacht.
Vorgeschlagen werden weiterhin sowohl ein Kraftstoffinjektor als auch eine Prüfanordnung, welche je wenigstens ein wie oben erläutertes Kraftstoffinjektormodul aufweisen bzw. nach einem wie oben erläuterten Verfahren hergestellt sind.
Das oder mehrere Kraftstoffinjektormodule können vorteilhaft mit einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung oder einer Brennkraftmaschine verwendet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 exemplarisch und schematisch ein Kraftstoffinjektormodul gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung in einer Draufsicht.
2 exemplarisch und schematisch eine hälftige Teilschnittansicht des Kraftstoffinjektormoduls gemäß 1.
3 exemplarisch und schematisch eine Schnittansicht, welche eine Verbindung des Düsenmoduls und des Ventilplattenmoduls des Kraftstoffinjektormoduls nach 1 veranschaulicht.
4 exemplarisch und schematisch eine teilgeschnittene Ansicht, welche ein – hälftig dargestelltes – Kraftstoffinjektormodul gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
5 exemplarisch und schematisch eine Schnittansicht eines Schnitts entlang der Linie A-A in 4.
6 exemplarisch und schematisch eine Ansicht gemäß 4, welche ein Kraftstoffinjektormodul gemäß noch einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion.
1 zeigt exemplarisch ein erfindungsgemäßes Kraftstoffinjektormodul 1. Das Kraftstoffinjektormodul 1, welches zur Bildung eines – insbesondere indirekt gesteuerten – Kraftstoffinjektors für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung vorgesehen ist, umfasst ein Düsenmodul 3. Das Düsenmodul 3 weist einen Düsenkörper 5 mit einer Düsenanordnung 7 auf, welche mittels einer Mehrzahl von Spritzlöchern 9 gebildet ist. Im Düsenkörper 5 ist weiterhin bevorzugt ein Nadelventil angeordnet, gebildet zum Beispiel mit einer Düsennadel und einem Ventilsitz für dieselbe, über welches Nadelventil ein Hochdruck-Strömungsweg zu den Spritzlöchern 9 selektiv offensteuerbar ist (nicht dargestellt). Im Düsenmodul 3 ist weiterhin bevorzugt eine Nadelführungshülse für die Definition eines Steuerraums und die Führung der Nadel aufgenommen, weiterhin zum Beispiel eine Düsenfeder, mittels welcher die Düsennadel in Schließstellung gedrängt wird (ebenfalls nicht dargestellt).
Das Kraftstoffinjektormodul 1 weist weiterhin ein Ventilplattenmodul 11 auf, z. B. gleichsam einer Drosselplatte gbeildet. Das Ventilplattenmodul 11 ist am düsenfernen Ende des Düsenmoduls 3 angeordnet, d. h. dieses deckelnd. Das Ventilplattenmodul 11 umfasst einen Ventilplattenkörper 13 mit darin gebildeten Strömungswegen – hin zu dem und weg von dem Düsenmodul 3 – für die hydraulische Steuerung des Nadelventils. Im Ventilplattenmodul 11 können zum Beispiel wenigstens ein Hochdruck-Strömungswegabschnitt, wenigstens ein Leckage-Strömungswegabschnitt und ein oder mehrere Drosselverbindungen (Zulaufdrossel, Ablaufdrossel, z. B. in Kommunikation mit dem Steuerraum) gebildet sein.
Benachbart zum Ventilplattenmodul 11, d. h. an dessen düsenfernem Ende, und gegen dieses gedrängt ist weiterhin ein Steuerelementmodul 15 des Kraftstoffinjektormoduls 1 angeordnet, so dass das Ventilplattenmodul 11 in einer Sandwichanordnung (in axialer bzw. Nadelhubrichtung A betrachtet) zwischen dem Steuerelementmodul 15 und dem Düsenmodul 3 angeordnet ist. Das Steuerelementmodul 15 beherbergt in einem Modulgehäuse 17 ein – nicht dargestelltes – Steuerelement, welches dazu vorgesehen ist – über selektives Versperren eines Strömungswegs, insbesondere geführt durch das Ventilplattenmodul 11 – die Druckverhältnisse an der Düsennadel für ein selektives Öffnen und Schließen des Nadelventils einstellen zu können. Das Steuerelement kann bevorzugt als Pilotventil gebildet sein, welches von einer Magnet- oder Piezoaktuatorik beherrscht wird.
2 zeigt eine – hälftige – Schnittansicht des Kraftstoffinjektormoduls nach 1. Erfindungsgemäß bilden das Düsenmodul 3, das Ventilplattenmodul 11 und das Steuerelementmodul 15 (düsen-)spannmutterfrei bzw. spannmutterlos als einstückige Einheit miteinander verbunden das Kraftstoffinjektormodul 1. Die Verbindung der Module 3, 11, 15 zu der einstückigen Einheit 1 bzw. ist hierbei gegen unbeabsichtigtes Trennen gesichert ausgeführt, jedoch mittels eines Werkzeugeingriffs, zum Beispiel via Schraubendreher, Inbusschlüssel, oder dergleichen zerstörungsfrei lösbar. Mittels der erfindungsgemäßen Verbindung ohne (Düsen-)Spannmutter wird die Lagebeziehung der Module Düsenmodul 3, Ventilplattenmodul 11 und Steuerelementmodul 15 zu jeder Zeit positionstreu aufrechterhalten, wobei jedoch der Handlingaufwand der Einheit 1 vorteilhaft reduziert ist. Die Verbindung der Module Düsenmodul 3, Ventilplattenmodul 11 und Steuerelementmodul 15 zu der einstückigen Einheit 1 kann hierbei vorteilhaft unaufwändig ausgeführt werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Kraftstoffinjektormoduls 1 nach 1 und 2 durchgreift im Rahmen der Verbindung ein im Inneren des Kraftstoffinjektormoduls 1 geführtes Verbindungselement 19 in Form eines (in einem Bohrkanal aufgenommenen) Positionierstifts das Ventilplattenmodul 11 – in axialer Richtung A – und erstreckt sich an gegenüberliegenden Enden 19a, 19b sowohl in das Steuerelementmodul 15 bzw. dessen Gehäuse 17 als auch in das Ventilplattenmodul 11 bzw. dessen Körper 13. Neben der Ausrichtung der Module 3, 11, 15 kommt dem Positionierstift 19 hierbei im Rahmen der Erfindung die Aufgabe zu, eine Klemmung zu bewirken, mittels welcher die Module 15, 11 – im Zuge einer Schrägverspannung bzw. Verkippung – miteinander verspannt werden.
Hierzu ist ein weiteres Verbindungselement 21 in Form einer Schraube – in radialer Richtung – seitens des Außenumfangs, siehe Bohrung 23, in das Innere des Kraftstoffinjektormoduls 1 geführt, welche radial gegen ein Ende 19a des Positionierstifts 19 gedrängt wird, vorliegend bevorzugt gegen das im Steuerelementgehäuse 17 aufgenommene Ende 19a des Positionierstifts 19.
3 zeigt ein weiteres Detail des Kraftstoffinjektormoduls 1 gemäß 1 und 2 in einer Schnittansicht. Ersichtlich ist ein weiteres, im Inneren des Kraftstoffinjektormoduls 1 aufgenommenes Verbindungselement 25 in Form einer Schraube vorgesehen, welche das Ventilplattenmodul 11 zusätzlich mit dem Düsenmodul 3 schraubverbindet. Hierzu ist eine gewindeversehene Aufnahme durch das Ventilplattenmodul 11 hindurch in das Düsenmodul 3 geführt. Diese vorgeschlagene Befestigungsanordnung schafft ein als einstückige Einheit ausgestaltetes Kraftstoffinjektormodul 1 hoher Festigkeit bei vorteilhaft geringem Aufwand und unveränderten Außenabmessungen gegenüber herkömmlichen Kraftstoffinjektormodulen.
Alternativ oder zusätzlich zu der in 1 bis 3 dargestellten Ausgestaltung des Kraftstoffinjektormoduls 1 wird vorgeschlagen, eine radial umlaufende Nut am Positionierstift 19 (am Ende 19a) vorzusehen, in welche die Schraube 21 oder alternativ ein Bolzen eintreten kann, mithin eine Verriegelungsverbindung zu schaffen. Auch hierbei wird eine feste Verbindung mit Aufrechterhaltung der Lagebeziehung ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich kann weiterhin eine zweite derartige Verriegelungsverbindung (Nut-Feder) am anderen Ende 19b des Positionierstifts 19 vorgesehen sein, wobei vorteilhaft auch eine Schraubverbindung gemäß 3 entbehrlich wird. Weiterhin kann auch eine Mehrzahl wie vorstehend vorgeschlagener Verbindungen vorgesehen sein, welche von einem oder mehreren Positionierstiften 19 Gebrauch machen.
4 zeigt ein als einstückige Einheit gebildetes Kraftstoffinjektormodul 1 gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung, wobei wiederum vorgesehen ist, dass Düsenmodul 3 über eine Schraubverbindung – zum Beispiel gemäß 3 – mit dem Ventilplattenmodul 11 gegen unbeabsichtigtes Trennen gesichert zu verbinden.
Im Unterschied zu der vorhergehenden Ausgestaltung gemäß 1 bis 3 weist das Steuerelementmodul 15 hierbei eine von der Außenmantelfläche 27 in das Modulinnere geführte Aussparung 29 auf, in welche ein Verbindungselement 31 in zum Beispiel Form einer Schraube 31 einbringbar ist. Das in die Tasche bzw. Aussparung 29 eingebrachte Verbindungselement 31 kann in eine im Inneren des Kraftstoffinjektormoduls 1 aufgenommene Gewindebohrung 33 im Ventilplattenmodul 11 eintreten, welche über die Aussparung 29 zugänglich ist. Zum Verspannen im Zuge eines Verschraubens weist das Steuerelementmodul 15 weiterhin einen Vorsprung bzw. eine Anlageschulter 35 auf, gegen welchen der Kopf der Schraube 31 für ein Verschrauben in Eingriff gelangen kann.
5 zeigt diese Anordnung geschnitten entlang der Linie A-A in 4 (in der Draufsicht auf den Schraubenkopf). Beachtlich bei dem Modul 1 gemäß 4 und 5 ist, dass die Längsabmessung der Aussparung L1 größer dimensioniert ist als die Länge L2 des Verbindungselements 31, so dass neben dem Einführen des Verbindungselements 31 auch ein Werkzeugeingriff an demselben ermöglicht ist, alternativ oder zusätzlich kann ein Bohrkanal 37 durch das Steuerelementgehäuse 17 vorgesehen werden.
6 veranschaulicht noch eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektormoduls 1. Wie vor kann auch hierbei vorgesehen sein, das Ventilplattenmodul 11 über eine Schraubverbindung mit dem Düsenmodul 3 zu verbinden. Bei dieser Ausgestaltung gemäß 6 werden zur Herstellung des als einstückige Einheit gebildeten Kraftstoffinjektormoduls 1 das Steuerelementmodul 15 und das Ventilplattenmodul 11 über eine Schraube 39 miteinander verbunden, welche von einem düsenfernen Ende des Steuerelementmoduls 15 in das Innere des Kraftstoffinjektormoduls 1 geführt ist, wobei die Schraube 39 das Steuerelementmodul 15 über dessen gesamte Gehäuselänge durchdringt und endseitig (düsennah) in das Ventilgehäusemodul 11 eintritt, mithin die beiden Module 11, 15 axial verspannt.
Das Kraftstoffinjektormodul 1 ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere mit einem Außengewinde ausgestattet (nicht dargestellt), welches den außen(mantel)seitigen Eingriff, Bz. 27, einer (Düsen-)Spannmutter zur Befestigung des Kraftstoffinjektormoduls 1 an einem Injektorgehäuse, zum Beispiel einem Einzeldruckspeicher, oder einem Prüfadapter ermöglicht.
Vorgeschlagen wird mit der Erfindung weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffinjektors oder einer Prüfanordnung, je insbesondere mit einem wie vorstehend erläuterten Kraftstoffinjektormodul 1.
Hierbei wird in einem ersten Schritt das Kraftstoffinjektormodul 1 durch spannmutterfreie Verbindung eines insbesondere je wie vorstehend erläuterten Düsenmoduls 3, eines Ventilplattenmoduls 11 und eines Steuerelementmoduls 15 zu einer einstückigen Einheit hergestellt. Eine Verbindung ist in dem ersten Schritt insbesondere gemäß der oben beschriebenen Verbindungsarten vorgesehen, woneben weitere jedoch denkbar sind. Die im ersten Schritt geschaffene Verbindung sichert das Düsenmodul 3, das Ventilplattenmodul 11 und das Steuerelementmodul 15 gegen unbeabsichtigte Trennung von einander.
In einem zweiten Schritt wird das Kraftstoffinjektormodul 1 zur Bildung eines Kraftstoffinjektors nunmehr mit einem Kraftstoffinjektorgehäuse, zum Beispiel einem Einzeldruckspeicher, mittels einer Spannmutter außenumfangsseitig verbunden oder alternativ zur Bildung einer Prüfanordnung – zum Testen des Kraftstoffinjektormoduls 1 an einem Prüfstand – mit einem Prüfadapter (am düsenfernen Ende des Steuerelementmoduls 15 anzuordnen) mittels einer Spannmutter außenumfangsseitig verbunden. Im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens wird das Handling während der Montage bzw. Herstellung aufgrund des einstückig bereitgestellten Kraftstoffinjektormoduls 1 hierbei deutlich vereinfacht.
Weiterhin wird das Verfahren zur Herstellung des Kraftstoffinjektors dergestalt weitergebildet vorgeschlagen, dass in einem dritten Schritt die das Kraftstoffinjektormodul 1 mit dem Kraftstoffinjektorgehäuse bzw. dem Prüfadapter verbindende Spannmutter gelöst wird, i. e. durch Losschrauben.
In einem vierten Schritt wird nunmehr das Kraftstoffinjektormodul 1 vom Kraftstoffinjektorgehäuse bzw. dem Prüfadapter getrennt und die Spannmutter vom Kraftstoffinjektormodul 1 entfernt. Dieser Schritt der Demontage kann zum Beispiel im Rahmen einer Transportvorbereitung oder einer Einlagerung des Kraftstoffinjektormoduls 1 vorgesehen sein. Auf vorteilhafte Weise behält das Kraftstoffinjektormodul 1 hierbei die Einstückigkeit bei.
In einem fünften Schritt – z. B. mit gegenüber dem dritten Schritt verändertem Einsatzort – wird das Kraftstoffinjektormodul 1 nun mit einem weiteren bzw. einem Kraftstoffinjektorgehäuse über die Spannmutter oder eine weitere Spannmutter außenumfangsseitig verbunden. Dieser Schritt kann im Rahmen einer Neukombination von Komponenten (Kraftstoffinjektormodul 1, Kraftstoffinjektorgehäuse, Spannmutter), zum Beispiel eines Tausches vorgesehen sein.
Korrespondierend wird auch das Verfahren zur Herstellung einer Prüfanordnung dergestalt weitergebildet vorgeschlagen, dass in dem dritten Schritt die das Kraftstoffinjektormodul 1 mit dem Kraftstoffinjektorgehäuse bzw. dem Prüfadapter verbindende Spannmutter gelöst wird, i. e wie vor durch Losschrauben.
In einem vierten Schritt wird das Kraftstoffinjektormodul 1 vom Kraftstoffinjektorgehäuse bzw. dem Prüfadapter getrennt und die Spannmutter vom Kraftstoffinjektormodul 1 entfernt. Wie vor kann dieser Schritt der Demontage zum Beispiel im Rahmen einer Transportvorbereitung oder einer Einlagerung des Kraftstoffinjektormoduls 1 vorgesehen sein. Auf vorteilhafte Weise wird auch hierbei die Einstückigkeit des Kraftstoffinjektormoduls 1 bewahrt.
In einem fünften Schritt – z. B. wiederum mit gegenüber dem dritten Schritt verändertem Einsatzort – kann das Kraftstoffinjektormodul 1 mit einem Prüfadapter bzw. einem weiteren Prüfadapter über die Spannmutter oder eine weitere Spannmutter außenumfangsseitig verbunden werden. Dieser Schritt kann wie oben im Rahmen einer Neukombination von Komponenten (Kraftstoffinjektormodul, Prüfadapter, Spannmutter), zum Beispiel eines Tausches vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste

1: Kraftstoffinjektormodul
3: Düsenmodul
5: Düsenkörper
7: Düsenanordnung
9: Spritzlöcher
11: Ventilplattenmodul
13: Ventilplattenkörper
15: Steuerelementmodul
17: Steuerelementmodulgehäuse
19: Verbindungselement
19a, b: Enden
21: Verbindungselement
23: Bohrung
25: Verbindungselement
27: Außenmantelfläche
29: Aussparung
31: Verbindungselement
33: Gewindebohrung
35: Schulter
37: Bohrkanal
39: Verbindungselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2012/037590 A1 [0002]

Claims

Kraftstoffinjektormodul (1), aufweisend: – ein Düsenmodul (3), – ein Ventilplattenmodul (11); und – ein Steuerelementmodul (15); dadurch gekennzeichnet, dass – das Düsenmodul (3), das Ventilplattenmodul (11) und das Steuerelementmodul (15) spannmutterfrei als einstückige Einheit miteinander verbunden das Kraftstoffinjektormodul (1) bilden.
Kraftstoffinjektormodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Verbindung der Module Düsenmodul (3), Ventilplattenmodul (11) und Steuerelementmodul (15) zu der einstückigen Einheit mit wenigstens einem im Inneren des Kraftstoffinjektormoduls (1) aufgenommenen oder in das Innere des Kraftstoffinjektormoduls (1) geführten Verbindungselement (19, 21, 25, 31, 39) ausgeführt ist.
Kraftstoffinjektormodul (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – dass das wenigstens eine Verbindungselement (19, 21, 25, 31, 39) eine Schraubverbindung und/oder eine Klemmverbindung und/oder eine Verriegelungsverbindung von Modulen und/oder sämtlichen Modulen aus Düsenmodul (3), Ventilplattenmodul (11) und Steuerelementmodul (15) zu deren Verbindung zu der einstückigen Einheit bewirkt.
Kraftstoffinjektormodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Düsenmodul (3), das Ventilplattenmodul (11) und das Steuerelementmodul (15) zerstörungsfrei lösbar und/oder gegen unbeabsichtigtes Trennen gesichert miteinander zu dem Kraftstoffinjektormodul (1) verbunden sind.
Kraftstoffinjektormodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Verbindung der Module (3, 11, 15) mittels wenigstens eines Verbindungselements (21, 25, 31, 39) in Form einer Schraube ausgeführt ist.
Kraftstoffinjektormodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Verbindung mittels wenigstens einer Schraube (25) ausgeführt ist, welche radial gegen einen Positionierstift (19) im Inneren des Kraftstoffinjektormoduls (1) wirkt, welcher sich axial erstreckt.
Kraftstoffinjektormodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Kraftstoffinjektormodul (1) für den außenseitigen Eingriff einer Spannmutter zur Befestigung an einem Injektorgehäuse eingerichtet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffinjektors oder einer Prüfanordnung mit einem Kraftstoffinjektormodul (1), dadurch gekennzeichnet, dass – in einem ersten Schritt ein Kraftstoffinjektormodul (1) durch spannmutterfreie Verbindung eines Düsenmoduls (3), eines Ventilplattenmoduls (11) und eines Steuerelementmoduls (15) zu einer einstückigen Einheit hergestellt wird; – in einem zweiten Schritt das Kraftstoffinjektormodul (1) mit einem Kraftstoffinjektorgehäuse bzw. einem Prüfadapter mittels einer Spannmutter außenumfangsseitig verbunden wird, wobei ein Kraftstoffinjektor bzw. eine Prüfanordnung mit dem Kraftstoffinjektormodul (1) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennnzeichnet, dass – die Verbindung im ersten Schritt gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6 ausgeführt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffinjektors nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass – in einem dritten Schritt die das Kraftstoffinjektormodul (1) mit dem Kraftstoffinjektorgehäuse bzw. dem Prüfadapter verbindende Spannmutter gelöst wird; – in einem vierten Schritt das Kraftstoffinjektormodul (1) vom Kraftstoffinjektorgehäuse bzw. dem Prüfadapter getrennt und die Spannmutter vom Kraftstoffinjektormodul (1) entfernt wird; – in einem fünften Schritt das Kraftstoffinjektormodul (1) mit einem weiteren bzw. einem Kraftstoffinjektorgehäuse über die Spannmutter oder eine weitere Spannmutter außenumfangsseitig verbunden wird.
Verfahren zur Herstellung einer Prüfanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass – in einem dritten Schritt die das Kraftstoffinjektormodul (1) mit dem Kraftstoffinjektorgehäuse bzw. dem Prüfadapter verbindende Spannmutter gelöst wird; – in einem vierten Schritt das Kraftstoffinjektormodul (1) vom Kraftstoffinjektorgehäuse bzw. dem Prüfadapter getrennt und die Spannmutter vom Kraftstoffinjektormodul (1) entfernt wird; – in einem fünften Schritt das Kraftstoffinjektormodul (1) mit einem Prüfadapter bzw. einem weiteren Prüfadapter über die Spannmutter oder eine weitere Spannmutter außenumfangsseitig verbunden wird.
Kraftstoffinjektor, dadurch gekennzeichnet, dass – der Kraftstoffinjektor wenigstens ein Kraftstoffinjektormodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist; und/oder – nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10 hergestellt ist.