-
Diese Erfindung bezieht sich auf
eine Düse für ein Kraftstoffeinspritzventil,
das zur Abgabe von unter Druck stehendem Kraftstoff an einen Zylinder eines
Dieselmotors vorgesehen ist.
-
Kraftstoffeinspritzventil-Düsen umfassen
im Allgemeinen einen Düsenkörper mit
einer sich axial erstreckenden geschlossenen Bohrung, innerhalb der
während
des Betriebs eine Ventilnadel verschiebbar ist. Eine kegelstumpfförmige Sitzfläche ist
im Allgemeinen in Nachbarschaft zum geschlossenen Ende der Bohrung
vorhanden, wobei die Nadel an der Sitzfläche anliegen kann, um die Zufuhr
von Kraftstoff an der Sitzfläche
vorbei zu einer oder mehreren Auslassöffnungen zu steuern.
-
Wenn das Einspritzventil eine relativ
große Länge und
einen kleinen Durchmesser besitzt, ist es schwierig und unpraktisch,
die Sitzfläche
maschinell zu bearbeiten, und es ist die Bereitstellung zweiteiliger
Düsen bekannt,
die eine Düsenspitze,
innerhalb der die Sitzfläche
maschinell ausgeformt ist, und einen verlängerten Düsenhalter umfassen, an der
die Düsenspitze
befestigt ist.
-
Da die Düsenspitze ein getrennter Bestandteil
ist, kann die Ausrichtung der in der Düsenspitze vorhandenen Auslassöffnungen
relativ zum Düsenhalter
nicht sichergestellt werden. Die axiale Stellung der Sitzfläche relativ
zum übrigen
Teil des Einspritzventils kann ebenfalls unterschiedlich sein. Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Düse und ein Verfahren zur Herstellung
einer Düse
bereitzustellen, bei der diese Nachteile behoben sind.
-
Die zum Hintergrund der vorliegenden
Endung zählende
EP 0 242 978 A offenbart
ein Kraftstoffeinspritzventil mit einer mit Öffnungen versehenen Loch-Richtblende,
deren Öffnungen
so ausgerichtet sind, dass sie zweifach divergierende kegelförmige Sprühnebel erzeugt.
Die Loch-Richtblende wird durch einen Lagestift in der richtigen
Ausrichtung gehalten. Die Stellungen der Öffnungen innerhalb der Einspritzdüse werden
durch die Bereitstellung eines Ausrichtungsschlitzes auf der Außenfläche des
Kraftstoffeinspritzventils angezeigt.
-
Gemäß der Erfindung wird eine Düse bereitgestellt,
umfassend einen Düsenhalter
und eine Düsenspitze,
wobei die Düsenspitze
mit mindestens einer Auslassöffnung
versehen ist, und eine an der Düsenspitze
vorhandene Struktur, die eine Anzeige für die Winkelpositionen) der Öffnungen)
liefert, wobei die Spitze einen Berech umfasst, bei dem es sich
um eine reibschlüssige
Verbindung in der Düse
zur Ausbildung einer im Wesentlichen flüssigkeitsdichten Abdichtung
zwischen dem Düsenhalter
und der Spitze handelt, und wobei der Düsenhalter und die Spitze über ein
Schraubgewinde miteinander in Eingriff stehen und aneinander befestigt
sind.
-
Die Erfindung bezieht sich auch auf
ein Verfahren zur Herstellung einer Düse vom voranstehend definierten
Typ mit dem Schritt des Ausrichtens der Struktur mit einem Teil
des Düsenhalters.
-
Deutlich erkennbar besitzt diese
Ausgestaltung den Vorteil, dass die Auslassöffnungen relativ zum Düsenhalter
richtig und zuverlässig
positioniert werden können.
Weiterhin kann sich eine Dichtung oder eine eingeklemmte Abdichtung
zwischen der Spitze und dem Düsenhalter
befinden.
-
Gemäß einem anderen Aspekt der
Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Düse bereitgestellt,
umfassend das Überführen eines
Teils einer Düsenspitze
in eine reibschlüssige
Verbindung mit einer inneren Oberfläche eines Düsenhalters unter Ausbildung
einer im Wesentlichen flüssigkeitsdichten Abdichtung,
das Anpassen eines Bereichs des Düsenhalters mit Schraubgewinde
und eines Bereichs der Düsenspitze
mit Schraubgewinde aneinander zur Befestigung des Düsenhalters
an der Düsenspitze, und
anschließend
das Ausbilden mindestens einer Auslassöffnung in der Düsenspitze.
-
Die Erfindung wird weiterhin beispielhaft
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, worin:
-
1 eine
Ansicht eines Einspritzventils mit einer Düse gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung ist;
-
2 eine
Vergrößerung eines
Teils aus 1 ist;
-
2a eine
schematische Ansicht mit Schnitt durch die in 2 gezeigte Ausführungsform ist; und
-
die 3 bis 5 mit 2 vergleichbare Ansichten von alternativen
Ausgestaltungen sind.
-
Das in den 1 und 2 dargestellte
Einspritzventil umfasst eine Düsenspitze 10,
die an einem Düsenhalter 12 befestigt
ist, wobei eine Düsennadel 14 innerhalb
der im Düsenhalter 12 und
in der Spitze 10 ausgebildeten Bohrungen verschiebbar ist. Ein
Ende der Nadel 14 kann in Anlage mit einer kegelstumpfförmigen Sitzfläche gelangen,
die um ein geschlossenes, in der Spitze 10 ausgebildetes
Bohrungsende ausgebildet ist, wobei die Anlage der Ventilnadel 14 an
der Sitzfläche
den Kraftstofffluss zu einer in der Spitze 10 vorhandenen
Mehrzahl von Auslassöffnungen 16 steuert.
-
Das Einspritzventil enthält eine
Stellgliedanordnung 18, die eine Bewegung der Nadel 14 weg von
und in Richtung ihrer Sitzfläche
zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung durch die Auslassöffnungen 16 steuert.
-
Wie in 2 dargestellt,
enthält
der Düsenhalter 12 an
seinem unteren Ende einen im Inneren mit einem Schraubgewinde 12a versehenen
Bereich, der so angeordnet ist, dass er an einen Bereich mit einem äußeren Schraubgewinde 10a der
Düse 10 angepasst
ist, wodurch die Düse 10 am
Düsenhalter 12 befestigt
ist. In Richtung stromaufwärts
zur Schraubgewinde-Verbindung zwischen der Düse 10 und dem Düsenhalter 12 liegt
ein Teil 10b der Spitze 10 reibschlüssig unter
Ausbildung einer im Wesentlichen flüssigkeitsdichten Abdichtung
zwischen dem Düsenhalter 12 und
der Spitze 10 an der inneren Oberfläche des Düsenhalters 12 an.
Die Düse 10 umfasst
weiterhin einen gestuften Bereich, der eine Schulter 10c definiert,
die an eine ähnliche
Schulter 12b des Düsenhalters 12 angreift,
um die Bewegung der Düse 10 relativ
zum Düsenhalter 12 zu
begrenzen, wodurch die Anordnung der Sitzfläche in einem vorgegebenem Abstand
zum unteren Ende des Düsenhalters 12 sichergestellt
wird.
-
Die Spitze 10 ist mit einem
Flansch 20 von teilweise hexagonaler Gestalt (wie in 2a dargestellt) versehen,
und ein Dichtprofil 22 ist rund um die Spitze 10 angeordnet,
wobei das Dichtprofilelement 22 zwischen dem unteren Ende
des Düsenhalters 12 und
dem Flansch 20 festgehalten wird. Das Dichtprofil 22 dient
während
des Betriebs zur Ausbildung einer flüssigkeitsdichten Abdichtung
zwischen der Einpritzventildüse
und einem benachbarten Motorteil.
-
Wie in den 2 und 2a aus
dem Bezugszeichen 24 zu ersehen, ist am Flansch 20 eine
Abflachung ausgebildet, wobei die Abflachung 24 eine Anzeige
der Positionen der Auslassöffnungen 16 darstellt.
Beim Zusammenbau der Düse
wird die Spitze 10 zur Befestigung der Spitze 10 am
Düsenhalter 12 gegen
den Düsenhalter 12 gedreht,
indem ein geeignetes Werkzeug zur Drehung der Spitze 10 am Flansch 20 angreift,
wobei das Drehen bis zur Anlage der Schulter 10c der Spitze 10 an
der Schulter 12b des Düsenhalters 12 fortgesetzt
wird, wodurch die Lage der Sitzfläche im richtigen Abstand unterhalb des
unteren Endes des Düsenhalters 12 sichergestellt
wird. Wenn diese Stellung erreicht ist, ist die Winkelposition der
Spitze relativ zum Düsenhalter 12 so
eingestellt, dass die Abflachung 24 und damit die Stellung
der Auslassöffnungen 16 in
die richtige Winkelposition relativ zum Düsenhalter 12 gebracht
ist. Es sollte klar sein, dass diese Winkeleinstellung zu einer
axialen Bewegung der Sitzfläche
relativ zum unteren Ende des Düsenhalters 12 führt, aber
diese axiale Verstellung wird durch Verwenden einer feinen Gewindeteilung
zur Befestigung der Spitze 10 am Düsenhalter 12 minimiert.
-
Anstatt die Spitze 10 zur
Sicherstellung der axialen Stellung der Sitzfläche zu drehen, bis die Schultern 10c, 12b aneinander
liegen, kann die Drehung angehalten werden, wenn eine bestimmte Richtstellung
erreicht ist, beispielsweise wenn die Gesamtlänge des Einspritzventils einen
erwünschten Wert
erreicht hat oder die Spitze 10 mit einem vorgegebenen
Abstand aus dem Halter 12 hervorsteht. Die Einstellung
der Winkelpositionen der Öffnungen 16 ist
dann ausgeführt.
-
Zur Ausbildung einer flüssigkeitsdichten
Abdichtung zwischen der Spitze 10 und dem Düsenhalter 12 ist
es natürlich
wünschenswert,
dass der Teil der Spitze 10, der im Düsenhalter 12 eingreift,
aus einem relativ weichen und daher leicht verformbaren Material
besteht, wohingegen die Sitzfläche
zur Minimierung der Abnutzung aus hartem Material gebildet sein
sollte. Dies kann beispielsweise durch Einsatzhärten der Spitze 10 nach
dem Plattieren desjenigen Teils der Spitze 10 erreicht
werden, der zum Eingreifen in den Düsenhalter 12 vorgesehen
ist, oder alternativ durch Einsatzhärten der gesamten Spitze und anschließendes Abtragen
des gehärteten
Materials von demjenigen Teil der Spitze 10, der in den
Düsenhalter 12 eingreifen
soll. Als weitere Alternative kann die Spitze 10 vollständig einsatzgehärtet werden, und
ein Einsatzteil aus relativ weichem Material kann vor Befestigung
der Spitze in der richtigen Stellung zwischen der Spitze 10 und
dem Düsenhalter 12 eingefügt werden,
wobei sich das Einsatzteil aus weichem Material beim Befestigen
der Spitze 10 in der richtigen Stellung unter Ausbildung
der flüssigkeitsdichten
Abdichtung zwischen der Spitze 10 und dem Düsenhalter 12 verformt.
-
Der Teil 10b der Spitze 10 besitzt
eine relativ geringe Wandstärke,
was dabei hilft, dass dieser Teil der Düse 10 während des
Zusammenbaus nachgibt und sich verformt, wodurch die Spannung verringert wird,
die während
des Zusammenbaus auf den Düsenhalter 12 aufgebracht
werden muss. Weiterhin ist, da der Teil 10b von relativ
geringer Wandstärke
ist, die Kraft verringert, die darauf ausgerichtet ist, die Spitze 10 aus
der Düse
zu drücken,
und die Umfangsspannung im Düsenhalter 12 ist
verringert.
-
Obwohl in der voranstehenden Beschreibung
die Struktur, die zur Anzeige der Position der Öffnungen 16 sorgen
soll, eine Abflachung ist, sollte klar sein, dass auch andere Strukturen,
wie beispielsweise eine kurze geschlossene Drillbohrung oder eine
Rille, verwendet werden können.
-
Die in 3 dargestellte
Anordnung unterscheidet sich von der aus 2 darin, dass die Abflachung 24 an
der Spitze 10 weggelassen ist und dass die Öffnungen 16 nicht
vor dem Befestigen der Spitze 10 am Düsenhalter 12 vorgebohrt
werden. Das Verfahren zum Zusammenbauen umfasst das Befestigen der
Spitze 10 am Düsenhalter 12 über das beiderseitige
Schraubengewinde und das Festziehen der Spitze 10 am Düsenhalter 12,
bis die Schulter 10c der Spitze 10 an der Schulter 12b des
Düsenhalters 12 angreift,
wobei das Angreifen die richtige Anordnung der Sitzfläche unterhalb
des unteren Endes des Düsenhalters 12b sicherstellt,
oder bis eine Richtposition erreicht ist. Wenn die Spitze 10 diese Stellung
einnimmt, wird die Spitze 10 maschinell bearbeitet, um
in deren unterem Ende die Auslassöffnungen 16 in den
richtigen Stellungen relativ zum Düsenhalter 12 auszubilden.
Wie voranstehend erwähnt,
ist das obere Ende der Spitze 10 zweckmäßig relativ weich, um dessen
Verformung unter Ausbildung einer flüssigkeitsdichten Abdichtung
zwischen dem Düsenhalter 12 und
der Spitze 10 zu ermöglichen.
Alternativ kann ein Ringelement aus relativ weichem Material zwischen
der Spitze 10 und dem Düsenhalter 12 eingeklemmt
werden, wodurch eine im Wesentlichen flüssigkeitsdichte Abdichtung
zwischen diesen beiden ausgebildet wird.
-
Die in 4 dargestellte
Ausgestaltung unterscheidet sich von der Ausgestaltung aus 2 darin, dass zwischen der
Spitze 10 und dem Düsenhalter 12 kein
Schraubgewinde vorhanden ist. Stattdessen wird die Spitze 10 dadurch
am Düsenhalter 12 befestigt,
dass das untere Ende des Düsenhalters 12 verformt
wird, nachdem die Spitze 10 ausreichend weit hineingesteckt
worden ist, um eine an ihr vorhandene Schulter 10c an der
Schulter 12b des Düsenhalters 12 in
Anlage zu bringen, wodurch die richtige Anordnung der Sitzfläche relativ
zum unteren Ende des Düsenhalters 12 sichergestellt
ist, und nachdem die Winkelposition der Spitze 10 relativ
zum Düsenhalter 12 unter
Verwendung eines sich axial erstreckenden Schlitzes, eines abgeflachten
Bereichs oder einer Rille 24 als Bezugspunkt eingestellt
wurde, der die Stellungen der Öffnungen 16 im
unteren Ende der Spitze 10 anzeigt. Wenn die Spitze 10 relativ
zum Düsenhalter 12 richtig
angeordnet ist, wird das untere Ende des Düsenhalters 12 verformt,
um zur Befestigung der Spitze 10 in der richtigen Stellung
relativ zum
-
Düsenhalter 12 in
eine zweite auf dem Einsatz 10 ausgebildete Schulter 10d einzugreifen.
-
Die Bereitstellung des sich axial
erstreckenden Schlitzes, der Abflachung oder der Rille 24 ist
insofern weiterhin vorteilhaft, dass dann, wenn die Hochdruck-Abdichtung
zwischen der Spitze 10 und dem Düsenhalter 12 anfangen
sollte, undicht zu werden, der austretende Kraftstoff entlang des
sich axial erstreckenden Schlitzes, der Abflachung oder der Rille 24 vorbeifließen kann,
wodurch ein Druckaufbau zwischen dem Düsenhalter 12 und der
Spitze 10 vermieden wird.
-
Wie voranstehend beschrieben, wird
zur Schaffung einer flüssigkeitsdichten
Abdichtung zwischen der Spitze 10 und dem Düsenhalter 12 das obere
Ende der Spitze 10 zweckmäßigerweise aus einem relativ
weichem Material gebildet, oder alternativ kann zwischen der Spitze 10 und
dem Düsenhalter 12 ein
Einsatz aus relativ weichem Material angeordnet werden.
-
Die Ausgestaltung der 5 unterscheidet sich von
den voranstehend beschriebenen darin, dass die Spitze 10 über eine
reibschlüssige
Verbindung am Düsenhalter 12 befestigt
ist. Wie voranstehend beschrieben, ist der obere Endteil 10b der
Spitze 10 unter Ausbildung einer im Wesentlichen flüssigkeitsdichten
Abdichtung zwischen dem Düsenhalter 12 und
der Spitze 10 reibschlüssig
mit einem Teil des Düsenhalters 12 verbunden.
Zusätzlich
zu dieser reibschlüssigen
Verbindung ist ein weiterer Teil 10e der Spitze 10 reibschlüssig mit
einem unteren Teil des Düsenhalters 12 verbunden,
wobei diese reibschlüssige
Verbindung die Spitze 10 am Düsenhalter 12 befestigt.
Wie in der in 4 dargestellten
Ausführung
ist ein sich axial erstreckender Schlitz, eine Abflachung oder eine
Rille 24 vorhanden, der/die während des Zusammenbaus die
Stellungen der Öffnungen 16 anzeigen
kann, wodurch die richtige Anordnung der Öffnungen 16 relativ
zum Düsenhalter 12 sichergestellt
wird. Der Schlitz, die Abflachung oder die Rille 24 kann
wiederum dazu dienen, dass Kraftstoff aus dem Einspritzventil austreten
kann, falls die Hochdruck-Abdichtung versagen sollte oder anfangen
sollte, leck zu werden.
-
Da die reibschlüssige Verbindung, die die Spitze 10 am
Düsenhalter
befestigt, nicht dem unter Einspritzdruck stehendem Kraftstoff ausgesetzt
ist, sollte klar sein, dass diese einen relativ großen Durchmesser
besitzen kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass sie aus dem Düsenhalter 12 herausgedrückt wird.
-
Wie voranstehend beschrieben, kann
auf Wunsch ein Ringelement aus relativ weichem Material zwischen
der Spitze 10 und dem Düsenhalter 12 eingeklemmt
sein, um die flüssigkeitsdichte
Abdichtung zwischen diesen beiden auszubilden.