EP1434940A1 - Injector - Google Patents
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- EP1434940A1 EP1434940A1 EP02800537A EP02800537A EP1434940A1 EP 1434940 A1 EP1434940 A1 EP 1434940A1 EP 02800537 A EP02800537 A EP 02800537A EP 02800537 A EP02800537 A EP 02800537A EP 1434940 A1 EP1434940 A1 EP 1434940A1
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Abstract
The invention relates to an injector consisting of two interconnected main sections, a body section (1) and an injector section (2). The injector section (2) is connected to the body section (1) by means of a positive fit (3, 4, 5), said connection (3, 4, 5) being produced by means of a partial material connection (4). The injector can be preferably used in a fuel-injection device for an internal combustion engine.
Description
Beschreibungdescription
Düseneinrichtungnozzle device
Die Erfindung betrifft eine Düseneinrichtung mit zwei miteinander verbundenen Hauptteilen, umfassend ein Körperteil und ein Düsenteil, wobei das Düsenteil über eine formschlüssige Verbindung mit dem Körperteil verbunden ist.The invention relates to a nozzle device with two main parts connected to one another, comprising a body part and a nozzle part, the nozzle part being connected to the body part via a positive connection.
Eine solche Düseneinrichtung geht hervor aus der EP 0 449 763 Bl, siehe. Figur 1 und Figur 2, sowie aus der EP 0 451 408 AI, siehe Figur 1.Such a nozzle device is shown in EP 0 449 763 B1, see . Figure 1 and Figure 2, and from EP 0 451 408 AI, see Figure 1.
Jede dieser bekannten Düseneinrichtungen ist bestimmt zum Einsatz in einer Kraftstoffeinspritzanlage für einen Verbrennungsmotor und umfasst als vorliegend wesentliche Komponenten ein Düsenteil,, welches die zur Einspritzung des Kraftstoffes bestimmten Düsen trägt, und ein Körperteil, mit welchem das Düsenteil verbunden ist und welches die weiteren funktioneil wichtigen Komponenten der Düseneinrichtung, insbesondere eine Düsennadel, Führungen und dergleichen, trägt, und welches auch zur Befestigung der Düseneinrichtung an weiteren Komponenten der Einspritzanlage oder des Verbrennungsmotors dient. In jedem Fall sind das Körperteil und das Düsenteil über eine Schraubverbindung miteinander verbunden.Each of these known nozzle devices is intended for use in a fuel injection system for an internal combustion engine and comprises, as presently essential components, a nozzle part, which carries the nozzles intended for injecting the fuel, and a body part, to which the nozzle part is connected and which are of further functional importance Components of the nozzle device, in particular a nozzle needle, guides and the like, and which also serves to fasten the nozzle device to other components of the injection system or the internal combustion engine. In any case, the body part and the nozzle part are connected to one another via a screw connection.
Nach dem erstgenannten Dokument weist eine der beiden Hauptteile ein Außengewinde auf und es ist an das entsprechende andere Hauptteil ein Spannteil nach Art einer Mutter mit ei- ne Innengewinde angeformt.According to the first-mentioned document, one of the two main parts has an external thread and a clamping part in the manner of a nut with an internal thread is molded onto the corresponding other main part.
Nach dem zweitgenannten Dokument ist das Spannteil mit dem Innengewinde an das Körperteil angeformt und es wird das mit einem Flansch endende Düsenteil mittels einer Hülse, welche ein Außengewinde trägt und in das Innengewinde des Spannteils eingeschraubt wird, mit dem Körperteil verspannt.
Der vorliegend relevante technologische Hintergrund ist in den folgenden Dokumenten dargestellt: US-Patente 5 857 662,According to the second-mentioned document, the clamping part with the internal thread is molded onto the body part and the nozzle part ending with a flange is clamped to the body part by means of a sleeve, which carries an external thread and is screwed into the internal thread of the clamping part. The relevant technological background is presented in the following documents: US Pat. Nos. 5,857,662,
5 875 632, 5 806 766, 6 194 812, 5 779 149, 6 066 912,5 875 632, 5 806 766, 6 194 812, 5 779 149, 6 066 912,
6 148 842, 6 186 474, 6 168 132, 6 062 533, 6 145 492, 6 119 952.6 148 842, 6 186 474, 6 168 132, 6 062 533, 6 145 492, 6 119 952.
Bei der Bildung der in jeder bekannten Düseneinrichtung vorliegenden Schraubverbindung entsteht durch Reibung ein Reibmoment, welches versucht, das Düsenteil mitzudrehen. Solches Mitdrehen, soll durch ein entsprechend starkes Andrücken des Düsenteils an das Körperteil bei der Bildung der Schraubverbindung verhindert werden. Die Axialkraft, mit welcher das Düsenteil in der fertigen Düseneinrichtung an das Körperteil gedrückt wird, hängt stark vom Reibkoeffizienten in der Schraubverbindung ab, wodurch es im Rahmen einer. Serienferti-: gung solcher Düseneinrichtungen zu starken Schwankungen' bei dieser Axialkraft kommen kann. . ..In the formation of the screw connection present in every known nozzle device, friction creates a frictional moment, which tries to turn the nozzle part as well. Such co-rotation should be prevented by pressing the nozzle part firmly against the body part when the screw connection is formed. The axial force with which the nozzle part is pressed against the body part in the finished nozzle device depends to a large extent on the coefficient of friction in the screw connection, as a result of which it is within a Series production of such nozzle devices can lead to strong fluctuations in this axial force. , ..
Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ei- ne Düseneinrichtung anzugeben, welche die- bei der Herstellung der bisherigen Düseneinrichtungen auftretenden Probleme vermeidet und bei der die Axialkraft, welche beim Anziehen entsteht, eindeutig und reproduzierbar definiert ist.Accordingly, the invention is based on the object of specifying a nozzle device which avoids the problems which occur in the production of the previous nozzle devices and in which the axial force which arises when tightening is clearly and reproducibly defined.
Zur Lösung dieser Aufgabe angegeben wird eine Düseneinrichtung mit zwei miteinander verbundenen Hauptteilen umfassend ein Körperteil und ein Düsenteil, wobei das Düsenteil über eine formschlüssige Verbindung mit dem Körperteil verbunden ist, und wobei erfindungsgemäß die Verbindung über eine stoffschlüssige Teilverbindung hergestellt wird.To achieve this object, a nozzle device is provided with two main parts connected to one another, comprising a body part and a nozzle part, the nozzle part being connected to the body part via a positive connection, and according to the invention the connection being established via an integral partial connection.
Erfindungsgemäß wird dementsprechend der das Körperteil und das Düsenteil verbindende For schluss nicht lediglich über einen Kraftschluss wie bisher, sondern über einen Stoff- schluss erzeugt. Dabei ist es möglich, die Kraft zwischen dem Körperteil und dem Düsenteil unabhängig von Erfordernissen des Herstellverfahrens auf einen den Umständen angemessenen
Wert einzustellen. Die Schwierigkeiten, die sich bei der Herstellung einer Schraubverbindung ergeben, sind damit vermieden.According to the invention, the connection connecting the body part and the nozzle part is accordingly generated not only via a frictional connection as before, but via a material connection. It is possible to adjust the force between the body part and the nozzle part to an appropriate level, regardless of the requirements of the manufacturing process Value. The difficulties that arise in the manufacture of a screw connection are thus avoided.
Die Teilverbindung ist vorzugsweise eine Schweißverbindung. Diese Schweißverbindung kann gebildet werden, nachdem die miteinander zu' erbindende Teile der Düseneinrichtung in einer entsprechenden Spanneinrichtung in vorgegebener und reproduzierbarer Weise zusammengespannt wurden.The partial connection is preferably a welded connection. This weld joint can be formed, after which were clamped together with each other to 'genetic Dende parts of the nozzle means in a corresponding clamping device in a predetermined and reproducible manner.
Die Teilverbindung definiert ebenfalls vorzugsweise eine geschlossene Linie und wird damit als Einheit, nicht .-etwa als Anordnung von Ei'nzel-Teilverbindungen, erzeugt .' Diei gewährleistet eine maximale Belastbarkeit und Dauerhaftigkeit der Verbindung. : . , .. .. . ..'•• The sub-link also preferably defines a closed line and is therefore not.-About as a unit as an assembly of Ei 'generated nzel-part compounds.' Diei ensures maximum resilience and durability of the connection. : . , .. ... .. ' • •
Das .Spannteil in der Düseneinrichtung weist vorzugsweise kein Schraubgewinde auf, sondern ist an allen Flächen, die funktioneil zum Einsatz kommen, glatt. . _ . .The clamping part in the nozzle device preferably has no screw thread, but is smooth on all surfaces that are used functionally. , _. ,
Weiterhin vorzugsweise ist das Spannteil an eines der miteinander zu verbindenden Hauptteile angeformt, insbesondere an das Düsenteil.Furthermore, the clamping part is preferably molded onto one of the main parts to be connected to one another, in particular onto the nozzle part.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Düseneinrichtung ist dadurch ausgezeichnet, dass das Spannteil eine Hülse, welche in eine Ausnehmung in einem Hauptteil eingelegt ist, überragt, und die Teilverbindung zwischen dem Spannteil und der Hülse gebildet ist. Dies hat den besonderen Vorteil, dass es im Hinblick auf die herzustellende Teilverbindung nicht auf die Auswahl sowohl des Werkstoffs für das Körperteil als auch des Werkstoffs für das Düsenteil ankommt. Insbesondere mag es vorkommen, dass der Werkstoff des Körperteils sich nur schlecht zum Schweißen eignet, was die Bildung einer entspre- chenden Teilverbindung direkt an dem Körperteil zumindest wesentlich erschweren würde. Hingegen ist es ohne weiteres möglich, für das Düsenteil einen gut schweißbaren Werkstoff zu
wählen. Dann kann eine Hülse zum Einsatz kommen, welche in eine entsprechende Ausnehmung des Körperteils eingelegt und beim Verspannen des Düsenteils mit dem Körperteil von dem an das Düsenteil angeformten Spannteil überragt wird. Die für die Verbindung notwendige formschlüssige Teilverbindung kann dann als Schweißverbindung zwischen dem Spannteil und der Hülse ausgeführt werden, beispielsweise durch Laserschweißen.A particularly preferred embodiment of the nozzle device is characterized in that the clamping part projects over a sleeve which is inserted into a recess in a main part, and the partial connection is formed between the clamping part and the sleeve. This has the particular advantage that, with regard to the part connection to be produced, it is not important to choose both the material for the body part and the material for the nozzle part. In particular, it may happen that the material of the body part is only poorly suited for welding, which would at least substantially make it more difficult to form a corresponding partial connection directly on the body part. On the other hand, it is readily possible to use a material that is easy to weld for the nozzle part choose. A sleeve can then be used, which is inserted into a corresponding recess in the body part and, when the nozzle part is clamped with the body part, is surmounted by the clamping part molded onto the nozzle part. The form-fitting partial connection required for the connection can then be designed as a welded connection between the clamping part and the sleeve, for example by laser welding.
Das Düsenteil der Düseneinrichtung ist vorzugsweise kreiszy- lindersymmetrisch.The nozzle part of the nozzle device is preferably circular cylinder symmetrical.
Die Düseneinrichtung kommt besonders vorzugsweise zum Einsatz in einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für einen Verbrennungsmotor. Insbesondere wird erwogen, eine solche Düsenein- richtung einzusetzen in einer Common-Rail-The nozzle device is particularly preferably used in a fuel injection device for an internal combustion engine. In particular, it is considered to use such a nozzle device in a common rail
Einspritzeinrichtung für einen Dieselmotor mit mehreren Zylindern.Injection device for a multi-cylinder diesel engine.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing.
In der Zeichnung zeigen Figur 1 und Figur 2 Ansichten einer Düseneinrichtung; Figur 3 bis Figur 6 zeigen Ausführungsbeispiele für die Hülse zum Einsatz in der in den vorigen Figu- ren dargestellten Düseneinrichtung.In the drawing, FIG. 1 and FIG. 2 show views of a nozzle device; FIGS. 3 to 6 show exemplary embodiments for the sleeve for use in the nozzle device shown in the previous figures.
Da die Figuren 1 und 2 dasselbe Ausführungsbeispiel darstellen, wobei die Figur 2 eine vergrößerte Darstellung des in Figur eingekreisten und mit einem Z bezeichneten Teils der Figur 1 ist, werden diese beiden Figuren nachfolgend gemeinsam abgehandelt.Since FIGS. 1 and 2 represent the same exemplary embodiment, FIG. 2 being an enlarged representation of the part of FIG. 1 encircled in the figure and designated with a Z, these two figures are dealt with below together.
Die Düseneinrichtung umfasst zwei miteinander verbundene Hauptteile 1 und 2, nämlich ein Körperteil 1 und ein Düsen- teil 2. Im Bereich ihrer Verbindung 3, 4, 5 sind beide Hauptteile 1 und 2 bezüglich der Achse 7 kreiszylindersymmetrisch. Das Düsenteil 2 trägt an einem spitzen Ende 8 Düsen zum Aus-
spritzen eines Fluides, welches im speziellen Fall Dieselkraftstoff ist. An das Düsenteil 2 angeformt ist ein Spannteil 3 in Form eines Ringes, welches das Körperteil 1 im zusammengebauten Zustand teilweise überragt. Dabei überragt das Spannteil 3 eine in dem Körperteil 1 vorgesehene Ausnehmung 6, in welcher eine Hülse 5 angeordnet ist, welche mit dem Körperteil l und dem Spannteil 3 in Formschluss ist. Zur Bildung der Verbindung 3, 4, 5 werden nach dem Zusammensetzen der erwähnten Teile zunächst das Körperteil 1 und das Düsen- teil 2 mit einer vorbestimmten Kraft aufeinander gepresst.The nozzle device comprises two main parts 1 and 2 connected to one another, namely a body part 1 and a nozzle part 2. In the area of their connection 3, 4, 5, both main parts 1 and 2 are circular-cylindrical symmetrical with respect to the axis 7. The nozzle part 2 carries 8 nozzles at a pointed end inject a fluid, which in the special case is diesel fuel. Molded onto the nozzle part 2 is a clamping part 3 in the form of a ring, which partially projects over the body part 1 in the assembled state. In this case, the clamping part 3 projects beyond a recess 6 provided in the body part 1, in which a sleeve 5 is arranged, which is in positive engagement with the body part 1 and the clamping part 3. To form the connection 3, 4, 5, after assembling the parts mentioned, the body part 1 and the nozzle part 2 are first pressed against one another with a predetermined force.
Anschließend wird die stoffschlüssige Teilverbindung 4 gebildet, und zwar, vorliegend als Schweißverbindung, ' die eine geschlossene L-inie bildet und das Spannteil 3 ganz sowie die Hülse 4 teilweise durchdringt. Auf diese Weise sind das Spannteil 3 und die Hülse.4. stoffschlüssig miteinander-ver- • ■ - bunden. Der Kraftschluss zwischen dem Düsenteil '2 und dem" Körperteil 1 wird weiter über die Hülse 5 erreicht> -welche mit dem Körperteil 1 in Kraftschluss steht.Subsequently, the cohesive connection part 4 is formed, namely, in this case as a weld connection, 'the a closed L-inie forms and the clamping part 3 entirely, and the sleeve 4 partially penetrates. In this way, the clamping part 3 and the sleeve. 4. cohesively bonded together. The frictional connection between the nozzle part '2 and the " body part 1 is further achieved via the sleeve 5> -which is frictional with the body part 1.
Ob gewisse Einzelfälle es erlauben, die Hülse 5 als -geschlossenen Ring auszubilden und beispielsweise in die Ausnehmung 6 einzuschrumpfen, steht dahin. Die Figuren 3 bis 6 zeigen vier Ausführungsbeispiele für diese Hülse 5, wobei in jedem Ausführungsbeispiel die Hülse 5 unterbrochen ist. Auf.diese Wei- se kann sie relativ einfach über das Körperteil, 1 geschoben und in die Ausnehmung 6 eingebracht werden - siehe dazu Figuren 1 und 2. Die umlaufende Schweißverbindung 4 stellt sicher, dass die herstellungsbedingten Unterbrechungen in der Hülse 5 aufgrund der Verschweißung mit dem Spannteil 3 kei- nerlei funktionelle Auswirkung auf die Düseneinrichtung haben.It remains to be seen whether certain individual cases make it possible to form the sleeve 5 as a closed ring and, for example, to shrink it into the recess 6. Figures 3 to 6 show four embodiments of this sleeve 5, the sleeve 5 being interrupted in each embodiment. In this way, it can be pushed relatively easily over the body part 1 and introduced into the recess 6 - see FIGS. 1 and 2. The circumferential welded connection 4 ensures that the interruptions in the sleeve 5 due to the welding also occur the clamping part 3 have no functional effect on the nozzle device.
Die erfindungsgemäße Düseneinrichtung ist besonders einfach zu fertigen und zeichnet sich durch beste funktionelle Eigen- schaften aus.
The nozzle device according to the invention is particularly simple to manufacture and is distinguished by the best functional properties.
Claims
1. Düseneiήrichtung mit zwei miteinander verbundenen Hauptteilen (1, 2) umfassend ein Körperteil (1) und ein Düsenteil 5 (2), wobei das Düsenteil (2) über eine formschlüssige Verbindung (3, 4, 5) mit dem Körperteil (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (3, 4, 5) über eine stoffschlüssige Teilverbindung (4) hergestellt ist.1. Nozzle device with two interconnected main parts (1, 2) comprising a body part (1) and a nozzle part 5 (2), the nozzle part (2) being connected to the body part (1) via a positive connection (3, 4, 5) is connected, characterized in that the connection (3, 4, 5) is made via an integral partial connection (4).
10 2. Düseneinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Teilverbindung (4) eine Schweißverbindung (4) ist.10 2. Nozzle device according to claim 1, wherein the partial connection (4) is a welded connection (4).
3. Düseneihrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei der die Teilverbindung (4) eine geschlossene Linie definiert.3. Nozzle direction according to one of claims 1 and 2, wherein the partial connection (4) defines a closed line.
1515
4. Düseneinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Verbindung (3, 4, 5) über ein Spannteil." (3) erfolgt.4. Nozzle device according to one of the preceding claims, in which the connection (3, 4, 5) via a clamping part. "(3).
5. Düseneinrichtung nach Anspruch 4, bei der das Spannteil 20 (3) kein Schr,aubgewinde aufweist. . ~,~ -5. Nozzle device according to claim 4, in which the clamping part 20 (3) has no screw thread. , ~, ~ -
■ 6. Düseneinrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, bei der das Spannteil (3) an eines der miteinander verbundenen Hauptteile (1, .2) angeformt ist. i 25 • . ,6. A nozzle device according to one of claims 4 and 5, in which the clamping part (3) is integrally formed on one of the main parts (1, .2) connected to one another. i 25 • . .
7. Düseneinrichtung nach Anspruch 6, bei der dar' Spannteil (3) an das Düsenteil (2) angeformt ist.7. Nozzle device according to claim 6, in which the ' clamping part (3) is integrally formed on the nozzle part (2).
8. Düseneinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem 30 das Spannteil (3) eine Hülse (5) ist, welche in eine Ausnehmung (6) in einem Hauptteil (1, 2) angeordnet ist, überragt und bei der die TeilVerbindung (4) zwischen dem Spannteil (3) und der Hülse (5) gebildet ist.8. Nozzle device according to one of claims 4 to 7, in which the clamping part (3) is a sleeve (5), which is arranged in a recess (6) in a main part (1, 2), and in which the partial connection (4) between the clamping part (3) and the sleeve (5) is formed.
35 9. Düseneinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der das Düsenteil (2) kreis-zylindersymmetrisch ist. 35 9. Nozzle device according to one of the preceding claims, wherein the nozzle part (2) is circular-cylindrical symmetry.
10. Düseneinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, welche zu einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gehört. 10. Nozzle device according to one of the preceding claims, which belongs to a fuel injection device for an internal combustion engine.
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