EP1527272A1 - Kraftstoffinjektor mit hochdruckfestem anschlussbereich - Google Patents

Kraftstoffinjektor mit hochdruckfestem anschlussbereich

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EP1527272A1
EP1527272A1 EP03724837A EP03724837A EP1527272A1 EP 1527272 A1 EP1527272 A1 EP 1527272A1 EP 03724837 A EP03724837 A EP 03724837A EP 03724837 A EP03724837 A EP 03724837A EP 1527272 A1 EP1527272 A1 EP 1527272A1
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EP
European Patent Office
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injector body
bore
section
inlet bore
fuel injector
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EP03724837A
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Siegfried Ruthardt
Juergen Hanneke
Eike Kobes
Kasim-Melih Hamutcu
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication of EP1527272B1 publication Critical patent/EP1527272B1/de
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/03—Fuel-injection apparatus having means for reducing or avoiding stress, e.g. the stress caused by mechanical force, by fluid pressure or by temperature variations

Definitions

  • Fuel injectors that are supplied via a high-pressure storage space are used today on self-igniting nerbrennkraftkraftmaschinen.
  • Fuel injection systems with a high-pressure storage space advantageously make it possible to adapt the injection and its course to the load and speed of the self-igniting internal combustion engine.
  • high-pressure strength of the injector bodies of the fuel injectors used in order to safely master the high operating pressures that occur. With subsequent generations of fuel injectors, it is to be expected that their injector bodies will be exposed to a further increasing operating pressure.
  • DE 196 50 865 AI relates to a fuel injector which can be actuated by means of a solenoid valve.
  • the fuel injector according to this solution comprises a high-pressure connection opening laterally into the injector body, via which a pressure bore running in the longitudinal direction in the injector body is supplied with fuel under high pressure from the high-pressure storage space. Via the drain hole running in the injector body, the fuel quantity to be injected is fed to the injection openings and injected into the combustion chamber of the self-igniting ner internal combustion engine.
  • An inlet bore extends from the connection area arranged laterally on the injector body and, in addition to the already mentioned pressure bore running longitudinally through the injector body, supplies an annular space with fuel under high pressure, which encloses a valve piece.
  • An inlet throttle is formed in the wall of the valve piece, for which fuel which is under high pressure as a control volume is supplied to a control chamber delimited by the valve piece and the injection valve member. leads.
  • the inlet bore for the annular space which runs obliquely through the injector body, opens into the annular space at an entry angle and forms an intersection area with the wall surface of the annular space, which represents a potential weak point with regard to the pressure resistance of the injector body of the fuel injector known from DE 196 50 865 AI.
  • EP 0 916 842 AI also relates to a fuel injector for supplying fuel to the combustion chambers of a self-igniting combustion engine.
  • a high-pressure connection is received, via which a pressure bore supplying a nozzle chamber with fuel under high pressure and an annular space surrounding a valve piece are supplied with fuel under high pressure.
  • a first bore branches off at the end face of the bore, which receives the high-pressure connection, to the annular space at a first angle with respect to the axis of symmetry of the fuel injector and a second bore at a second angle, based on the axis of symmetry of the fuel injector.
  • the injector body of the fuel injector can be kept relatively slim in accordance with EP 0 916 842 AI, but there is an intersection area on the front side of the high-pressure connection, since there two holes open directly next to one another, which represents a weak point with regard to the strength to be achieved; there is also an intersection area in the area of the mouth, which acts on the annular space with fuel under high pressure to supply the control space via an inlet throttle element, which represents a weak point of this injector with regard to the amount of pressure applied.
  • a high-pressure fuel reservoir for a fuel injection system for internal combustion engines is supplied with fuel by a high-pressure fuel pump.
  • the high-pressure fuel accumulator comprises an elongated tubular body made of steel, which is provided with connections for the fuel supply and the fuel discharge.
  • the connections for the fuel supply and the fuel discharge are designed as connecting pieces, from each of which a connecting bore opens eccentrically to the axis of the tubular body in the latter.
  • DE 199 37 946 Cl also relates to a high-pressure fuel accumulator for a fuel injection system for juice extractors.
  • a plurality of connecting pieces are provided on the high-pressure fuel accumulator, a plurality of connecting bores running between the cavity of the high-pressure fuel accumulator and one connecting piece in each case.
  • the connecting bores open tangentially into the Cavity of the fuel high-pressure accumulator, wherein the 'opening tangentially into the cavity of the fuel high-pressure accumulator Vietnamesesbobronne have a larger diameter than not tangentially opens into the storage space Verbmdungsbohronne.
  • the compressive strength of the injector body of a fuel injector can be increased considerably without additional sealing elements being required. This is achieved by reducing the angle between the nozzle supply bore running in the injector body and its inlet section. This measure results in a reduction in tension in the transition area (knee area) from the inlet section into the nozzle supply bore inside the injector body.
  • the inlet bore section which is made in the side pressure pipe socket at an optimized knee angle, can be sealed by the high pressure connection screwed into the pressure pipe socket.
  • the pressure resistance of the injector body can be further increased by designing the transition area between the inlet bore section and the nozzle supply bore as far away from the valve chamber as possible, but with a minimum distance from the peripheral surface of the injector body.
  • the risk of breakage of the injector body when an increased operating pressure level is applied can also be reduced by the fact that the injector body experiences as little material removal as possible at its high-pressure connection. drawing
  • FIG. 1 shows the high-pressure connection area on an injector body with a bore pattern according to the prior art
  • FIG. 2 shows the top view of a slightly rotated injector body designed according to the invention
  • Figure 3 is a plan view of the injector body according to the invention.
  • FIG. 1 shows the high-pressure connection area on an injector body with a bore pattern according to the prior art.
  • a fuel injector 1 comprises an injector body 2, which has a central bore 3 in its lower region.
  • an assembly space 4 is formed, in which a solenoid valve assembly, not shown in FIG. 1, is actuated, which actuates a valve member, which is also not shown in FIG. 1 for reasons of clarity.
  • a nozzle 6 is formed on the side, which has a connection area 5, in which a connection line can be received by a high-pressure accumulator (common rail), not shown in connection with FIG.
  • the connection area 5 is preferably designed as a connection thread.
  • An end face 7 is provided in the connecting piece 6, which is formed on the side of the injector body 2.
  • the end face 7 terminates with a chamfer 8 and is acted upon by the fuel, which is under very high pressure and is required via the high-pressure connection in the injector body 2.
  • An inlet bore section 9.1 branches off from the end face 7 in the connecting piece 6.
  • the inlet bore section 9.1 merges into a bore section 13 which compares with the.
  • Diameter of the inlet bore section 9.1 is formed with a smaller diameter.
  • the inlet bore section 9.1 and the bore section 13 are accommodated coaxially with one another and are embodied at a first inclination angle 11 with respect to the axis 19 of the injector body 2.
  • the angle of inclination designated by reference number 11 is 36.5 °, which results in a first knee angle of 143.5 ° with respect to the axis 19 of the injector body 2.
  • the operating pressure level to which the injector body 2 of the fuel injector 1 can be exposed as shown in FIG. 1 is thus limited to a pressure level of approximately 1350 bar.
  • a valve chamber 14 is formed in the injector body 2 to the side of the transition region 20 between the inlet bore section 9.1, the bore section 13 with a reduced diameter and the nozzle supply bore 9 which extends perpendicularly through the injector body 2.
  • a valve member is movably arranged (not shown here) within the valve space 14, which can be actuated by an actuator, also not shown, to be arranged within the assembly space 4, such as, for example, a solenoid valve assembly.
  • the inner wall 17 of the valve chamber 14 within the injector body 2 comprises a symmetrically designed annular groove 18.
  • the annular groove 18 lies approximately centrally within the valve chamber 14 delimited by the inner wall 17.
  • an external thread 16 is provided on the upper area of the injector body 2, with which the actuator is fixed within the assembly space 4. Furthermore the injector body 2 is traversed by an almost perpendicular bore 15 which serves to control the leakage oil.
  • FIG. II-II A section through an injector body configured in accordance with the invention can be seen in FIG. II-II, the section course II-II being shown in FIG.
  • the inlet bore section 9.1 penetrates the connection area 5 of the connector 6.
  • the end face 7 of the connector 6 branches off an inlet bore 22 to the valve chamber 14, which is arranged inclined by an angle 23 with respect to the axis 19 of the injector body 2, which is preferably chosen to be greater than 70 °.
  • the inlet bore 22, which extends from the end face 7, opens into the annular groove 18 formed in the wall 17 of the valve chamber 14.
  • the opening point of the inlet bore 22 to the valve chamber 14 is identified by reference numeral 24.
  • the inlet bore section 9.1 which is shown in broken lines in the sectional view II-II, takes a course marked with reference number 25 in the injector body 2.
  • the inlet bore section 9.1 penetrates the wall of the connecting piece 6 at a first point 26, extends through the connection region 5, which is preferably formed as a thread, and through the end face 7 of the nozzle 6.
  • the inlet bore section 9.1 merges into a bore section 13 which, analogous to the embodiment variant shown in FIG. 1 and known from the prior art, has a reduced diameter.
  • the inlet bore section 9.1 or the adjoining bore section 13 merges into the nozzle supply bore / throttle bore 9 formed vertically — shown here in broken lines — in the injector body 2.
  • connection area 5 provided as an internal thread does not extend completely to the end face 7 on the inside of the connector 6;
  • An annular chamfer 8 is attached between the front compartment 7 and the connection area 5, which can preferably be embodied as an internal thread.
  • the transition region 20 shown in the section II-Ü between the inlet bore section 9.1, the bore section 13 and the nozzle supply bore throttle bore 9 likewise comprises an intersection point 12, which, however, has a much more favorable stress profile due to its geometry, as will be described further below.
  • the bore 15, which serves for the return of leakage oil is covered by the material of the injector body 2.
  • the bore 15 runs along the mounting space 4, which is within the Injector body 2 is formed, below an external thread 16 in the upper region of the injector body 2.
  • FIG. 2 shows the top view of a slightly rotated injector body designed according to the invention.
  • connection area 5 is formed, which is preferably designed as an internal thread.
  • first point 26 of the inlet bore section 9.1 (see section II-II), which extends through the connection area 5 and the end face 7 in the nozzle 6.
  • the Zulauiboj tion section 9.1 merges into a bore section 13, which is formed in a reduced diameter compared to the inlet bore section 9.1.
  • the intersection point in the transition region 20 (not shown here) is identified by reference number 12. From the plan view according to FIG.
  • the inlet bore 22 branching from the end face 7 in the connection piece 6 for supplying the valve space 24 with fuel under high pressure runs at an angular offset 28 to the axis 19 of the injector body 2.
  • the horizontal angle replacement of the inlet bore 22 designated by reference numeral 28 in the plan view according to FIG. 2 is of the order of magnitude of approximately 10 °, depending on the selected diameter of the valve chamber 14 or the symmetrical annular groove 18 formed therein.
  • the section III-III shows the transition area of the inlet bore section or the bore section into the nozzle supply bore / throttle bore running perpendicularly in the injector body.
  • the inlet bore section 9.1 which passes over a bore section 13 of reduced diameter, is embodied at an optimized angle of inclination 30 with respect to the axis 19 of the injector body 2.
  • the according to the invention optimized tilt angle 30 ensures a steep as possible History • the inflow bore section 9.1 and of itself reduced adjoining the bore portion 13 the diameter with respect to the injector body 2 by pulling parallel to the central bore 3 Düsenleanedsbohrang / Drosselbobrung 9.
  • the optical Mated inclination angle 30 is in a range between 15 ° and 25 °.
  • the optimized angle of inclination 30 is in the range between 24 ° and 23 °.
  • the inlet boring section 9.1 runs out at a first point 26 on the outside of the nozzle 6; furthermore, the inlet bore section 9.1 passes through the connecting piece 6 on the inside in the region of the connection region 5, furthermore on the end face 7.
  • the one running steeply in the injector body 2 by the optimized angle of inclination 30 9.1 merges into a bore section 13 of reduced diameter, which in turn opens into the nozzle supply bore / throttle bore 9 in the transition region 20 (knee region).
  • an optimized bend angle 29 is obtained, which results in a transition region 20 that is almost free of intersections, compared to the intersection point 12 within the transition region 20 (knee region) shown in FIG.
  • a comparison of the transition area 20 according to FIG. 1 with the transition area 20 according to the embodiment variant of the injector body 2 according to the invention shown in section IH-III shows that the kriiewinkel 10 according to FIG. 1 has been enlarged to an optimized km angle 29 by the embodiment variant according to the invention.
  • An increase in the knee angle from, for example, 143.5 ° to 157 ° leads to a reduction in the comparison stress within the transition region 20 (knee region).
  • a further reduction in voltage within the transition region 20 of the smaller diameter bore section 13 into the nozzle supply bore / throttle bore 9 can be achieved by rounding the mouth edge of the bore portion 13 into the nozzle supply bore / throttle bore 9.
  • transition area 20 By avoiding a sharp-edged bore transition in the transition area 20 (intersection area), the stress level occurring there can be further reduced.
  • the rounding within the transition area 20 can be carried out by various manufacturing processes and can be carried out in the construction or design of the injector body 2 while maintaining its outer wall thickness 32.
  • transition region 20 (knee region) as far as possible from the wall 17 of the valve chamber 14 within the injector body 2. While maintaining a required minimum wall thickness 32 of the material of the injector body 2, an enlarged distance between the transition region 20 (knee region) and the wall 17 of the valve chamber 14 is identified by reference numeral 31 in section 111-111.
  • the distance identified by reference numeral 31, which characterizes the distance of the valve chamber 14 from the transition region 20 of the bores 9 and 13, is greater than the first distance 21 of the valve chamber 14 from the knee region 20, since the angle of the inlet bore section 9.1 according to the section line HI-III is considerably steeper than that of the inlet bore section 9.1, which is shown in the illustration in FIG. 1.
  • the outer wall thickness 32 on the injector body 2 can thus be kept larger.
  • the distance 31 between the valve space 14 and the transition area 20 (knee area) of approximately 1.5 to 1.8 results according to the section profile according to IH-III mm, while this distance designated by reference number 21 in FIG. 1 is only 1.2 to 1.3 mm.
  • the inner wall 17 of the valve chamber 14 is provided with a symmetrical annular groove 18, into which the inlet bore 22 (not shown here) opens at an outlet point 24 (also not shown here).
  • valve chamber 14 merges into the central bore 3, which runs vertically in the injector body 2 and which, for example, receives an injection valve member designed as a nozzle needle and extending to the nozzle chamber.
  • the nozzle supply bore / throttle bore 9 acts on the nozzle space surrounding the injection valve member but not shown here with fuel under high pressure.
  • the mounting space 4 in the upper region of the injector body 2 for receiving an actuator in the form of a solenoid valve assembly comprises an internal thread 33 in which the solenoid valve assembly can be fastened and an annular flange surface 34 which represents the transition area of the assembly space 4 into the valve space 14.
  • an internal thread 33 in which the solenoid valve assembly can be fastened and an annular flange surface 34 which represents the transition area of the assembly space 4 into the valve space 14.
  • FIG. 3 shows a top view of the injector body according to the invention.
  • the mouth of the bore 15 opposite the first point 26 can be seen on the top of the nozzle 6, from which the inlet bore section 9.1 extends through the connection area 5 on the inside of the nozzle 6 and the end face 7 at the second point 27 (cf. Sectional course IH-III) pierces.
  • the inlet bore 22, which acts on the valve chamber 14 in the injector body 2 branches off at an angular offset, which can be seen in FIG. 2.
  • the inlet bore 22 opens at an outlet point 24 within an annular groove 18 formed symmetrically in the valve chamber 14, which leads to a reduction in the reference voltage within the valve chamber 14 of approximately 20%.
  • the inlet bore section 9.1 merges below the second point 27 into the bore section 13 with a reduced diameter, which at an intersection point 12 oriented almost vertically within the transition region 20 merges into the nozzle supply bore / throttle bore 9, which is formed vertically in the injector body 2.
  • the solution proposed according to the invention allows, while maintaining the essential features of the injector body c 2, to raise the pressure level with which the injector body 2 can be acted upon, from approximately 1350 bar to over 1600 bar, without additional sealing elements being required.
  • the seal can be achieved by changing the position 25 of the inlet bore section 9.1, which runs through the connector 6, which is attached to the side of the injector body 2, so that the inlet bore section 9.1 can be sealed by the high-pressure connection accommodated in the connection area 5 on the connector 6.
  • the pressure level with which the injector body 2 designed according to the invention can now be acted upon is increased in particular by the fact that the inlet bore section 9.1 runs at an optimized inclination angle 30 with respect to the axis 19 of the injector body 2, so that an optimized knee angle 29 extends in the Transition area 20 in the inlet bore section 9.1 or bore section 13 and the nozzle supply bore / throttle bore 9 running perpendicularly in the injector body 2.
  • a decrease in the angle of inclination 30 according to the solution according to the invention results in an increase "the knee angle 10 (see FIG. representation according to Figure 1) to an optimized knee angle 29, for example 157 °, instead of 143.5 ° in accordance with the embodiments of the prior art in Figure 1. If DAR.
  • the pressure level with which the injector body 2 designed according to the invention can be acted upon can be increased by creating the greatest possible distance 31 between the inner wall 17 of the valve chamber 14 and the transition region 20, although the permissible outer wall thickness 32 of the injector body 2 increases note is.
  • a favorable course of the comparison voltage within the valve chamber 14 of the injector body 2 can be achieved by introducing a symmetrical annular groove 18 into the inner wall 17 delimiting the valve chamber 14.
  • the inlet bore 22 in the valve chamber 14, which is arranged at an angular offset 28, and the arrangement of the outlet point within the symmetrical annular groove 18 furthermore have a favorable influence on the voltage profile. If the inlet bore 22 is also formed at an angle 23 that is as flat as possible (see section II-II) that is more than 70 °, a favorable reference voltage can be achieved in the injector body 2.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftstoffinjektor mit einem Injektorkörper (2), der einen seitlich angeordneten Stutzen (6) umfaßt. Der Stutzen (6) umfaßt einen Anschlußbe­reich (5) mit einer Stirnfläche (7). Von der Stirnfläche (7) aus verläuft eine Zulaufbohrung (22) zu einem Ventilraum (14) innerhalb des Injektorkörpers (2) und ein, eine Düsenver­sorgungsbohrung (9) im Injektorkörper (2) beaufschlagender Zulaufbohrungsabschnitt (9.1). Der Zulaufbohrungsabschnitt (9.1) und die Düsenversorgungsbohrung (9) bilden einen Übergangsbereich (20). Der Zulaufbohrungsabschnitt (9.1) verläuft durch den Anschlußbereich (5) und ist in Bezug auf die Achse (19) des Injektorkörpers (2) um einen, einen nahezu verschneidungsfreien Übergangsbereich (29) ermöglichenden Neigungswin­kel (30) orientiert.

Description

Kraftstoffinjektor mit hochdruckfestem Anschlußbereich
Technisches Gebiet
An selbstzündenden Nerbrennungskrafitmaschinen werden heute Kraftstoffinjektoren eingesetzt, die über einen Hochdruckspeicherraum (Common Rail) versorgt werden. Rraft- stoffeinspritzsysteme mit Hochdruckspeicherraum ermöglichen in vorteilhafter Weise, die Einspritzung sowie deren Verlauf an Last und Drehzahl der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine anzupassen. Bei Kraftstoffinjektoren, die hohen Drücken ausgesetzt sind, bestehen besondere Anforderungen an die Hochdruckfestigkeit der Injektorkorper der eingesetzten Kraftstoffinjektoren, um die auftretenden hohen Betriebsdrücke sicher zu be- herrschen. Bei Folgegenerationen von Kraftstoffinjektoren steht zu erwarten, daß deren Injektorkörper einem weiter steigenden Betriebsdruck ausgesetzt, sein werden.
Stand der Technik
DE 196 50 865 AI bezieht sich auf einen Kraftstoffinj ektor, der mittels eines Magnetventils betätigbar ist. Der Kraftstoffinjektor gemäß dieser Lösung umfaßt einen seitlich in den Injektorkorper einmündenden Hochdruckanschluß, über welchen eine im Injektorkörper in Längsrichtung verlaufende Druckbohrung vom Hochdruckspeicherraum aus mit unter ho- hem Druck stehenden Kraftstoff versorgt wird. Über die im Injektorkorper verlaufende Drackbohrung wird den Einspritzöffiiungen die einzuspritzende Kraftstof inenge zugeführt, die in den Brennraum der selbstzündenden Nerbrennungskraftmaschine eingespritzt wird. Vom seitlich an den Injektorkörper angeordneten Anschlußbereich erstreckt sich eine Zulaufbohrung, die neben der bereits erwähnten, in Längsrichtung durch den Injektorkorper verlaufenden Druckbohrung einen Ringraum mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff versorgt, der ein Ventilstück umschließt. In der Wandung des Ventilstückes ist eine Zu- laufdrossel ausgebildet, für weiches einem vom Ventilstück und dem Einspritzventilglied begrenzten Steuerraum unter hohem Druck stehender Kraftstoff als Steuervolumen zuge- führt wird. Die schräg durch den Injektorkorper verlaufende Zulaufbohrung für den Ringraum mündet unter einem Eintrittswinkel in den Ringraum und bildet mit der Wandfläche des Ringraumes einen Verschneidungsbereich, der eine potentielle Schwachstelle hinsichtlich der Druckfestigkeit des Injektorkörpers des aus DE 196 50 865 AI bekannten Kraft- stoffinjektors darstellt.
EP 0 916 842 AI bezieht sich ebenfalls auf einen Kraftstoffinjektor zur Zufuhr von Kraftstoff in die Brennräume einer selbstzündeήden Verbrermungslαaftoaschine. Seitlich am Injektorkorper ist ein Hochdruckanschluß aufgenommen, über den eine einen Düsenraum versorgende Druckbohrung mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff sowie ein Ringraum, der ein Ventilstück umgibt, mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff versorgt wird. Gemäß dieser Lösung zweigt an der Stirnfläche der Bohrung, welche den Hochdruckanschluß aufnimmt, eine erste Bohrung zum Ringraum unter einem ersten Winkel in Bezug auf die Symmetrieachse des Kraftstoffinjektors sowie eine zweite Bohrung unter einem zweiten Winkel, bezogen auf die Symmetrieachse des Kraftstoffinjektors ab. Aufgrund der gewählten Bohrungsgeometrie kann der Injektorkörper des Kraftstoffinjektors gemäß EP 0 916 842 AI relativ schlank gehalten werden, jedoch ergibt sich an der Stirnseite des Hochdruckanschlusses ein Verschneidungsbereich, da dort zwei Bohrungen unmittelbar nebeneinanderliegend münden, was hinsichtlich der zu erreichenden Festigkeit eine Schwachstelle darstellt; ferner ergibt sich ein Verschneidungsbereich im Bereich der Mündung, der den Ringraum mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff zur Versorgung des Steuerraums über ein Zulaufdrosselelement beaufschlagt, was eine Schwachstelle dieses Injektors hinsichtlich der Höhe der Druckbeaufschlagung darstellt.
DE 196 40 480 AI bezieht sich auf einen Kraftstoffhochdruckspeicher. Gemäß dieser Lösung wird ein Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Kraftstoffeinspritzsystem für Verbrennungskraftmaschinen von einer Kraftstoffhochdruckpumpe mit Kraftstoff versorgt. Der Kraftstoffiiochdruckspeicher umfaßt einen langgestreckten rohrartigen Körper aus Stahl, der mit Anschlüssen für die Kraftstoffzufuhr und die Kraftstoffabfuhr versehen ist. Die Anschlüsse für die Kraftstoffzufuhr und die Kraftstoffabfuhr sind als Anschlußstutzen ausgebildet, von denen aus je eine Verbindungsbohrung exzentrisch zur Achse des rohrartigen Körpers in diesen einmündet.
DE 199 37 946 Cl bezieht sich ebenfalls auf einen Kräftstoffhochdruckspeicher für ein Kraftstoffeinspritzsystem für Bre nlσaftmaschinen. Gemäß dieser Lösung sind am Kräftstoffhochdruckspeicher mehrere Anschlußstutzen vorgesehen, wobei mehrere Verbindungsbobrungen zwischen dem Hohlraum des Kraftstoffhochdruckspeichers und jeweils einem Anschlußstutzen verlaufen. Die Verbindungsbohrungen münden tangential in den Hohlraum des Kraftstoffhochdruckspeichers, wobei die 'tangential in den Hohlraum des Kraftstoffhochdruckspeichers mündenden Verbindungsbobrungen einen größeren Durchmesser als nicht tangential in den Speicherraum mündende Verbmdungsbohrungen aufweisen.
Darstellung der Erfindung
Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann die Druckfestigkeit des Injektorkorpers eines Kraftstoffiηjektors erheblich gesteigert werden, ohne daß zusätzliche Dichtelemente erforderlich sind. Dies wird durch eine Verkleinerung des Winkels zwischen der im Injektorkörper verlaufenden Dusenversorgungsbohrung und deren Zulaufabschnitt erreicht. Durch diese Maßnahme ergibt sich ein Spannungsabbau im Übergangsbereich (Kniebereich) vom Zulau ohrungsabschnitt in die Dusenversorgungsbohrung innerhalb des Injektorkorpers. Der Zulaufbohrungsabschnitt, der in einem optimierten Kniewinkel in den seitlichen Druckrohrstutzen ausgeführt wird, kann durch den in den Druckrohrstutzen eingeschraubten Hochdruckanschluß abgedichtet werden.
Aufgrund der Verkleinerung des Kniewinkels zwischen dem und der Dusenversorgungsbohrung im Injektorkörper nähert sich der Kniewinkel im Ubergangsbereich einer senkrechten Orientierung an, d.h. dem Idealfall eines verschneidungs- freien Kniebereiches. Aufgrund der Verkleinerung des Kniewinkels zwischen Zulaufbohrungsabschnitt und der Dusenversorgungsbohrung ergibt sich eine steilere Lage zwischen dem durch den Druckrohrstutzen verlaufenden Zulaufbohrungsabschnitt und der Düsenver- sorgungsbohrung. Dies führt zu einer Verringerung der Vergleichsspannung im Übergangsbereich (Kniebereich) zwischen diesen Bohrungen.
Die Druckfestigkeit des Injektorkörpers läßt sich weiterhin dadurch steigern, daß der Übergangsbereich zwischen Zulaufbohrungsabschnitt und der Dusenversorgungsbohrung mög- liehst weit entfernt - jedoch unter Einhaltung eines Mindestabstandes zur Umfangsfläche des Injektorkörpers - vom Ventilraum ausgebildet wird. Die Bruchgefahr des Injektorkorpers bei Applikation eines gesteigerten Betriebsdrucl niveaus läßt sich darüber hinaus dadurch herabsetzen, daß der Injektorkörper in Höhe seines Hochdruckanschlusses möglichst keinen Materialabtrag erfahrt. Zeichnung
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
Es zeigt:
Figur 1 den Hochdruckanschlußbereich an einem Injektorkörper mit einem Bohrungsbild gemäß des Standes der Technik,
Figur 2 die Draufsicht auf einen erfindungsgemäß ausgebildeten, leicht gedrehten Injektorkörper,
II-II den Schnittverlauf durch den Injektorkörper gemäß Figur 2, wobei der Schnitt durch eine Zulaufbohrung zum Ventilraum verläuft,
Figur 3 die Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Injektorkörper und
πi-III den Schnittverlauf durch die Dusenversorgungsbohrung gemäß Figur 3.
Ausfυhrungsvarianten
Figur 1 ist der Hochdruckanschlußbereich an einem Injektorkörper mit einem Bohrungsbild gemäß des Standes der Technik zu entnehmen.
Ein Kraftstoffinjektor 1 umfaßt einen Injektorkorper 2, der in seinem unteren Bereich eine Zentralbobrung 3 aufweist. Im oberen Bereich des Injektorkörpers 2 ist ein Montageraum 4 ausgebildet, in welchem eine in Figur 1 nicht dargestellte Magnetventilbaugruppe eingelassen wird, welche ein Ventilglied betätigt, das in Figur 1 ebenfalls aus Gründen der Klarheit nicht dargestellt ist. Am Injektorkorper 2 ist seitlich ein Stutzen 6 ausgebildet, der einen Anschlußbereich 5 aufweist, in dem eine Anschlußleitung von einem im Zusammenhang mit Figur 1 nicht dargestellten Hochdruckspeicher (Common-Rail) aufgenommen werden kann. Der Anschlußbereich 5 wird bevorzugt als ein Anschlußgewinde ausgebildet. Im Stutzen 6, der seitlich am Injektorkörper 2 ausgebildet ist, ist eine Stirnfläche 7 vorgese- hen. Die Stirnfläche 7 läuft mit einer Anfasung 8 aus und ist vom über den Hochdruckanschluß in den Injektorkörper 2 geforderten, unter sehr hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Von der Stirnfläche 7 im Stutzen 6 zweigt ein Zulaufbohrungsabschnitt 9.1 ab. Der Zulaufbohrungsabschnitt 9.1 geht in einen Bohrungsabschnitt 13 über, der vergli- chen mit dem . Durchmesser des Zulaufbohrungsabschmttes 9.1 mit einem geringeren Durchmesser ausgebildet ist. Der Zulaufbohrungsabschnitt 9.1 sowie der Bohrungsabschnitt 13 sind koaxial zueinander aufgenommen und in einem ersten Nei ungswinkel 11 in Bezug auf die Achse 19 des Injektorkörpers 2 ausgeführt. Durch die Ausf hrung des 9.1 und den sich daran anschließenden Bohrungsabschnitt 13 mit geringerem Durchmesser ergibt sich innerhalb eines Übergangsbereiches 20 (Kniebereich) ein erster Kniewinkel 10, so daß sich der Zulaufbohrungsabschnitt 9.1 und der sich daran anschließende Bohrungsabschnitt 13 sowie die im Injektorkörper 2 ausgebildete Dusenversorgungsbohrung 9 an einer Verschneidungsstelle 12 innerhalb des Übergangsberei- ches 20 (Kniebereich) aufeinandertreffen. In der in Figur 1 dargestellten Ausfuhrungsform, die dem Stand der Technik entspricht,, beträgt der mit Bezugszeichen 11 bezeichnete Neigungswinkel 36,5°, woraus sich in Bezug auf die Achse 19 des Injektorkorpers 2 ein erster Kniewinkel von 143,5° ergibt.
Die Ausbildung des Zulaufbohrungsabschnittes 9.1 als von der Stirnfläche 7 des Stutzens 6 abzweigende Bohrung sowie der sich einstellende erste Kniewinkel 10 von etwa 143,5° beschränken das Druckniveau, welchem der in Figur 1 dargestellte Injektorkorper 2 eines Kraftstoffinjektors 1 ausgesetzt werden kann, auf Drücke im Bereich von etwa 1350 bar. Dies rührt daher, daß Dichtungsprobleme im Bereich des Stutzens 6 auftreten und es insbe- sondere aufgrund eines hohen Spannungsniveaus im Übergangsbereich 20 bei höheren Drücken zu Brüchen im Material des Injektorkörpers 2 kommen kann, was einen vollständigen Ausfall des Kraftstoffϊnjektors 1 zur Folge hätte. Damit ist das Betriebsdrucl niveau, welchem der Injektorkörper 2 des Kraftstoffinjektors 1 gemäß der Darstellung in Figur 1 ausgesetzt werden kann, auf ein Druckniveau von etwa 1350 bar begrenzt.
Im Injektorkörper 2 ist darüber hinaus seitlich vom Übergangsbereich 20 zwischen Zulaufbohrungsabschnitt 9.1, dem Bohrungsabschnitt 13 in verringertem Durchmesser und der senkrecht den Injektorkörper 2 durchziehenden Düsenversorgimgsbohrung 9 ein Ventilraum 14 ausgebildet. Innerhalb des Ventilraums 14 ist ein Ventilglied bewegbar (hier nicht dargestellt) angeordnet, welches durch einen ebenfalls nicht dargestellten, innerhalb des Montageraumes 4 anzuordnenden Aktor wie beispielsweise eine Magnetventilbaugruppe, betätigt werden kann. Die Innenwandung 17 des Ventilraumes 14 innerhalb des Injektorkörpers 2 umfaßt eine symmetrisch ausgebildete Ringnut 18. Die Ringnut 18 liegt etwa mittig innerhalb des durch die Innen wandung 17 begrenzten Ventilraumes 14. Zur Befesti- gung des in den Montageraum 4 einzulassenden Aktors, wie beispielsweise einer Magnetventilbaugruppe, ist am oberen Bereich des Injektorkörpers 2 ein Außengewinde 16 vorgesehen, mit welchem der Aktor innerhalb des Montageraumes 4 fixiert wird. Darüber hinaus ist der Injektorkörper 2 von einer fast senkrecht verlaufenden Bohrung 15 durchzogen, die der Absteuerung von Lecköl dient.
Der Figur II-II ist ein Schnitt durch einen effmdungsgemäß konfigurierten Injektorkörper zu entnehmen, wobei der Schnittverlauf II-II aus Figur 2 hervorgeht.
Aus der Darstellung gemäß des Schnittverlaufes II-II geht hervor, daß bei einer erfindungsgemäßen Ausfuhrungsvariante des Injektorkörpers 2 des Kraftstoffinjektors 1 der Zulaufbohrungsabschnitt 9.1, hier gestrichelt dargestellt, den Anschlußbereich 5 des Stutzens 6 durchsetzt. Von der. Stirnfläche 7 des Stutzens 6 zweigt eine Zulaufbohrung 22 zum Ventilraum 14 ab, die in Bezug auf die Achse 19 des Injektorkörpers 2 um einen Winkel 23 geneigt angeordnet ist, der bevorzugt größer als 70° gewählt wird. Die sich von der Stirnfläche 7 aus erstreckende Zulaufbohrung 22 mündet in der in der Wandung 17 des Ventilraumes 14 ausgebildeten Ringnut 18. Die Mündungsstelle der Zulaufbohrung 22 zumNentil- räum 14 ist mit Bezugszeichen 24 gekennzeichnet.
Der Zulaufbohrungsabschnitt 9.1, der in der Schnittdarstellung II-II gestrichelt dargestellt ist, nimmt einen mit Bezugszeichen 25 gekennzeichneten Verlauf im Injektorkörper 2. Der Zulaufbohrungsabschnitt 9.1 durchsetzt einerseits die Wandung des Stutzens 6 an einer ersten Stelle 26, erstreckt sich durch den Anschlußbereich 5, der bevorzugt als Gewinde ausgebildet wird, sowie durch die Stirnfläche 7 des Stutzens 6. Der Zulaufbohrungsabschnitt 9.1 geht in einen Bohrungsabschnitt 13 über, der analog zur in Figur 1 dargestellten und aus dem Stand der Technik bekannten Ausfuhrungsvariante, einen verringerten Durchmesser aufweist. Innerhalb des Übergangsbereiches 20 geht der Zulaufbohrungsab- schnitt 9.1 bzw. der sich anschließende Bohrungsabschnitt 13 in die senkrecht - hier gestrichelt dargestellt - im Injektorkörper 2 ausgebildete Düsenversorgungsbohrung/Drosselbohrung 9 über. Aus Gründen einer einfacheren Fertigung erstreckt sich als Innengewinde beschaffene Anschlußbereich 5 an der Innenseite des Stutzens 6 nicht vollständig bis zur Stirnfläche 7; zwischen der Stirnfache 7 und dem als Innengewinde bevor- zugt ausbildbaren Anschlußbereich 5 ist eine ringförmig verlaufende Anfasung 8 angebracht. Der im Schnittverlauf II-Ü dargestellte Ubergangsbereich 20 zwischen dem Zulaufbohrungsabschnitt 9.1, dem Bohrungsabschnitt 13 sowie der Düsenversorgungsboh- rung Drosselbohrung 9 umfaßt ebenfalls eine Verschneidungsstelle 12, die jedoch aufgrund ihrer Geometrie einen wesentlich günstigeren Spannungsverlauf, wie nachfolgend weiter beschrieben wird, aufweist. In der Darstellung gemäß des Schnittverlaufes II-II ist die Bohrung 15, die dem Rücklauf von Leckageöl dient, durch das Material des Injektorkorpers 2 verdeckt. Die Bohrung 15 verläuft entlang des Montageraumes 4, der innerhalb des Injektorkörpers 2 ausgebildet ist, unterhalb eines Außengewindes 16 im oberen Bereich des Injektorkörpers 2 aus.
Figur 2 ist die Draufsicht auf einen erfindungsgemäß ausgebildeten, leicht gedrehten In- jektorkörper zu entnehmen.
Aus der Draufsicht gemäß Figur 2 geht hervor, daß der Stutzen 6 seitlich am Injektorkörper 2 des Kraftstoffinjektors 1 angeordnet ist. Im Inneren des Stutzens 6 ist ein Anschlußbereich 5 ausgebildet, der bevorzugt als Innengewinde ausgeführt ist. Auf der Oberseite des Stutzens 6 befindet sich die erste Stelle 26 des Zulaufbohrungsabschnittes 9.1 (vgl. Schnittverlauf II-II), der sich durch den Anschlußbereich 5 sowie die Stirnfläche 7 im Stutzen 6 erstreckt. Der Zulauiboj rungsabschnitt 9.1 geht in einen Bohrungsabschiiitt 13 über, der im Vergleich zum Zulaufbohrungsabschnitt 9.1 in einem verringerten Durchmesser ausgebildet ist. In der Draufsicht gemäß Figur 2 ist die Verschneidungsstelle im hier nicht dargestellten Übergangsbereich 20 mit Bezugszeichen 12 identifiziert. Aus der Draufsicht gemäß Figur 2 geht darüber hinaus hervor, daß die von der Stirnfläche 7 im Stutzen 6 abzweigende Zulaufbohrung 22 zur Beaufschlagung des Nentilraumes 24 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff in einem Winkelversatz 28 zur Achse 19 des Injektorkörpers 2 verläuft. Dadurch ist gewährleistet, daß die Mündungsstelle 24 der Zulaufbohrung 22 ex- zentrisch in den Nentilraum 14 mündet, was einen günstigen Spannungsverlauf an der Innenwandung 17 (vgl. Darstellung gemäß Schnittverlauf II-II) des Nentilraumes 14 im Inneren des Injektorkörpers 2 zur Folge hat. Der in der Draufsicht gemäß Figur 2 mit Bezugszeichen 28 bezeichnete horizontale Winkel ersatz der Zulaufbohrung 22 liegt in der Größenordnung von etwa 10°, abhängig vom gewählten Durchmesser des Ventilraumes 14 bzw. der in diesem ausgebildeten symmetrisch verlaufenden Ringnut 18.
Der Schnittverlauf III-III zeigt den Übergangsbereich des Zulaufbohrungsabschnittes bzw. des Bohrungsabschnittes in die senkrecht im Injektorkorper verlaufende Düsenversor- gimgsbohrimg/Drosselbobrung.
Gemäß des mit Bezugszeichen 25 bezeichneten Verlaufes des Zulaufbohrungsabschnittes 9.1 im oberen Bereich des Injektork rpers 2 ist der Zulaufbohrungsabschnitt 9.1, der kr einen Bohrungsabschnitt 13 verringerten Durchmessers übergeht, in einem optimierten Neigungswinkel 30, bezogen auf die Achse 19 des Injektorkörpers 2 ausgeführt. Der erfin- dungsgemäß optimierte Neigungswinkel 30 gewährleistet einen möglichst steilen Verlauf • des Zulaufbohrungsabschnittes 9.1 bzw. des sich an diesen anschließenden Bohrungsabschnittes 13 verringerten Durchmessers in Bezug auf die den Injektorkörper 2 parallel zur Zentralbohrung 3 durchziehende Düsenversorgungsbohrang/Drosselbobrung 9. Der opti- mierte Neigungswinkel 30 liegt in einem Bereich zwischen 15° und 25°. Besonders gute Spannungsergebnisse werden erhalten, wenn der optimierte Neigungswinkel 30 im Bereich zwischen 24° und 23° liegt. Der Zulaufbobrungsabschnitt 9.1 läuft an einer ersten Stelle 26 an der Außenseite des Stutzens 6 aus; ferner durchsetzt der Zulaufbohrungsabschnitt 9.1 den Stutzen 6 an der Innenseite im Bereich des Anschlußbereiches 5, ferner an der Stirnfläche 7. Der um den optimierten Neigungswinkel 30 steil im Injektorkörper 2 verlaufende 9.1 geht in einen Bohrungsabschnitt 13 verringerten Durchmessers über, der seinerseits im Übergangsbereich 20 (Kniebereich) in die Düsenversorgungsbohrung/Drosselbohrung 9 mündet. Aufgrund des gewählten optimierten Neigungswinkels 30 von etwa 23° wird ein optimierter Kriiewinkel 29 erhalten, woraus ein fast verschnei- dungsfreier Übergangsbereich 20 resultiert, verglichen mit der Verschneidungsstelle 12 innerhalb des in Figur 1 dargestellten Übergangsbereiches 20 (Kniebereich).
Ein Vergleich des Übergangsbereiches 20 gemäß Figur 1 mit dem Übergangsbereich 20 gemäß der im Schnittverlauf IH-III dargestellten erfindungsgemäßen Ausfuhrungsvariante des Injektorkörpers 2 zeigt, daß der Kriiewinkel 10 gemäß Figur 1 durch die erfindungsgemäße Ausfuhrungsvariante in einen optimierten Kmewinkel 29 vergrößert wurde. Eine Erhöhung des Kniewinkels von beispielsweise 143,5° auf 157° (vgl. Schnittverlauf ffi-III) führt zur Verringerung der Vergleichsspannung innerhalb des Übergangsbereiches 20 (Kniebereich). Ein weiterer Spannungsabbau innerhalb des Übergangsbereiches 20 des Bohrungsabschnittes geringeren Durchmessers 13 in die Düsenversorgungsbohrung/Drosselbohrung 9 läßt sich durch eine Rundung der Mündungskante des Bohrungsabschnittes 13 in die Düsenversorgungsbohrung/Drosselbohrung 9 erzielen. Durch Vermeidung eines scharfkantigen Bohrungsübergangs im Übergangsbereich 20 (Verschneidungs- bereich) kann das dort auftretende Spannungsniveau weiter herabgesetzt werden. Die Ver- rundung innerhalb des Übergangsbereiches 20 kann durch verschiedene Fertigungsverfahren erfolgen und bei der Konstruktion bzw. Auslegung des Injektorkörpers 2 unter Beibehaltung von dessen Außenwandstärke 32 vorgenommen werden.
Eine weitere, hinsichtlich einer Verringerung der Vergleichsspannung günstige Maßnahme liegt darin, den Übergangsbereich 20 (Kniebereich) so weit wie möglich von der Wandung 17 des Ventilraumes 14 innerhalb des Injektorkorpers 2 auszubilden. Unter Beibehaltung einer erforderlichen Mindestwandstärke 32 des Materials des Injektorkörpers 2 ist eine vergrößerte Entfernung zwischen dem Übergangsbereich 20 (Kniebereich) und der Wan- düng 17 des Ventilraumes 14 im Schnittverlauf 111-111 durch Bezugszeichen 31 gekennzeichnet. Der mit Bezugszeichen 31 gekennzeichnete Abstand, der die Entfernung des Ventilraumes 14 vom Ubergangsbereich 20 der Bohrungen 9 bzw. 13 kennzeichnet, ist größer als die erste Entfernung 21 des Ventilraumes 14 zum Kniebereich 20, da der Winkel des Zulaufbohrungsabschnittes 9.1 gemäß des Schnittverlaufes HI-III erheblich steiler ist als derjenige des Zulaufbohrungsabschnittes 9.1, der in der Darstellung gemäß Figur 1 wiedergegeben ist. Damit kann die Außenwandstärke 32 am Injektorkörper 2 größer gehalten werden. Verglichen zum in Figur 1 dargestellten Abstand 21 zwischen dem Ventil- räum 14 und dem Kniebereich 20 ergibt sich gemäß des Schnittverlaufes gemäß IH-III eine Entfernung 31 zwischen dem Ventilraum 14 und dem Übergangsbereich 20 (Kniebereich) von etwa 1,5 bis 1,8 mm, während dieser in Figur 1 mit Bezugszeichen 21 bezeichnete Abstand lediglich 1,2 bis 1,3 mm beträgt.
Mit der erfmdungsgemäßen Lösung kann, wie dem Schnittverlauf III-III ohne weiteres zu entnehmen ist, eine Abdichtung der Hochdruckseite, d.h. des Zulaufbo)hrungsabschnittes 9.1, des sich an diesen anschließenden Bohrungsabschnittes 13 verringerten Durchmessers und der Düsenversorgungsbohrung/Drosselbohrung 9 erfolgen, indem im Anschlußbereich 5 der Hochdruckanschluß vom Hochdruckspeicherraum (Common-Rail) eingeschraubt und mit dem entsprechenden zulässigen Anzugsdrehmoment befestigt wird. Der obere, vom Anschlußbereich 5 sich zur ersten Stelle 26 erstreckende Zulaufbohrungsabschmtt 9.1 wird durch die Gewindeüberdeckung gegen die Stirnfläche 7 abgedichtet, ohne daß es eines weiteren, einzufugenden Dichtungselementes bedarf. Damit läßt sich ein und derselbe Injektorkörper 2 durch eine Modifikation der Bohrungslagen von Zulauibohrungsabschnitt 9.1, Bohrungsabschnitt 13 und eine entsprechende Ausbildung des Übergangsbereiches 20 auch bei höheren Drücken einsetzen, die etwa im Bereich 1600 bar und höher liegen können.
Wie bereits aus dem Schnittverlauf II-II zu entnehmen ist, ist die Innenwandung 17 des Ventilraumes 14 mit einer symmetrischen Ringnut 18 versehen, in welche die Zulaufbohrung 22 (hier nicht dargestellt) an einer Mündungsstelle 24 (hier ebenfalls nicht dargestellt) mündet.
Der Ventilraum 14 geht an einem Übergang 35 in die im Injektorkörper 2 senkrecht verlau- fende Zentralbohrung 3 über, welche beispielsweise ein als Düsennadel ausgeführtes, sich zum Düsenraum erstreckendes Einspritzventilglied aufnimmt. Die Düsenversorgungsbohrung/Drosselbohrung 9 beaufschlagt den das Einspritzventilglied umgebenden, jedoch hier nicht dargestellten Düsenraum mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff.
Der Montageraum 4 im oberen Bereich des Injektorkörpers 2 zur Aufnahme eines Aktors in Gestalt einer Magnetventilbaugruppe umfaßt ein Innengewinde 33, in welchem die Magnetventilbaugruppe befestigt werden kann sowie eine ringförmig verlaufende Bundfläche 34, welche den Übergangsbereich des Montageraumes 4 in den Ventilraum 14 darstellt. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß die größtmögliche Entfernung 31 zwischen dem Übergangsbereich 20 (Kniebereich) und der Innenwandung 17 des Ventilraumes 14 ihre Begrenzung in der minimalen Materialstärke 32 findet, welche die Außenwandung des Injektorkörpers 2 des Kraftstoffinjektors 1 annehmen darf, um den Festigkeitsanforderun- gen zu genügen und Sicherheitsreserven zu bilden.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf den erfmdungsgemäßen Injektorkörper.
Der Darstellung gemäß Figur 3 ist entnehmbar, daß die Bohrung 15, welche gemäß des Schnittverlaufes HI-III im Injektorkörper 2 schräg verlaufend ausgebildet ist, unterhalb eines Außengewindes 16 mündet. Der Mündungsstelle der Bohrung 15 gegenüberliegend ist auf der Oberseite des Stutzens 6 die erste Stelle 26 zu erkennen, von der aus sich der Zulaufbohrungsabschnitt 9.1 durch den Anschlußbereich 5 auf der Innenseite des Stutzens 6 erstreckt und die Stirnfläche 7 an der zweiten Stelle 27 (vgl. Schnittverlauf IH-III) durch- stößt. Von der Stirnfläche 7 aus zweigt die den Ventilraum 14 im Injektorkorper 2 beaufschlagende Zulaufbohrung 22 unter einem Winkelversatz ab, welcher Figur 2 entnehmbar ist. Die Zulaufbohrung 22 mündet an einer Mündungsstelle 24 innerhalb einer symmetrisch im Ventilraum 14 ausgebildeten Ringnut 18, was zu einer Reduzierung der Vergleichsspannung innerhalb des Ventilraumes 14 von ca. 20% führt. Der Zulaufbohrungsabschnitt 9.1 geht unterhalb der zweiten Stelle 27 in den Bohrungsabschnitt 13 in verringertem Durchmesser über, welcher an einer fast senkrecht orientierten Verschneidungsstelle 12 innerhalb des Übergangsbereiches 20 in die Düsenversorgungsbohrung/Drosselbohrung 9, die im Injektorkörper 2 senkrecht ausgebildet ist, übergeht.
Die erfmdungsgemäß vorgeschlagene Lösung gestattet, unter Beibehaltung der wesentlichen Merkmale des Injektorkörpers c2 das Druckniveau, mit welchem der Injektorkörper 2 beaufschlagt werden kann, von etwa 1350 bar auf über 1600 bar anzuheben, ohne daß zusätzliche Dichtelemente erforderlich sind. Die Abdichtung kann durch die Veränderung der Lage 25 des Zulaufbohrungsabschnittes 9.1 erreicht werden, welcher den Stutzen 6, der seitlich am Injektorkorper 2 angebracht ist, durchzieht, so daß eine Abdichtung des Zulaufbohrungsabschnittes 9.1 durch den im Anschlußbereich 5 am Stutzen 6 aufgenommenen Hochdruckanschluß erfolgen kann. Das Druckniveau, mit welchem der erfϊndungsgemäß ausgestaltete Injektorkörper 2 nunmehr beaufschlagt werden kann, wird insbesondere dadurch gesteigert, daß der Zulaufbohrungsabschnitt 9.1 in einem optimierten Neigungswin- kel 30 in Bezug auf die Achse 19 des Injektorkörpers 2 verläuft, so daß sich ein optimierter Kniewinkel 29 im Übergangsbereich 20 im Zulaufbohrungsabschnitt 9.1 bzw. Bohrungsabschnitt 13 und der senkrecht im Injektorkörper 2 verlaufenden Düsenversorgungsboh- rung/Drosselbohrung 9 einstellt. Eine Verringerung des Neigungswinkels 30 gemäß der erfindungsgemäßen Lösung führt zu einer Vergrößerung" des Kniewinkels 10 (vgl. Darstellung gemäß Figur 1) auf einen optimierten Kniewinkel 29, so zum Beispiel 157° anstelle von 143,5° gemäß der Ausführungen des Standes der Technik in Figur 1. Wird dar- . über hinaus innerhalb des Übergangsbereiches 20 (Kniebereich) ein Verrundungsbereich ausgebildet, läßt sich die Vergleichsspannung im Übergangsbereich 20 (Kniebereich) nochmals herabsetzen, da durch diese Maßnahme ein scharfkantiger Übergang zwischen der Düsenversorgungsbohrung/Drosselbohrung 9 und dem Bohrungsabschnitt 13 geringeren Durchmessers vermieden werden kann.
Weiterhin kann das Druckniveau, mit welchem der erfindungsgemäß ausgebildete Injektorkörper 2 beaufschlagt werden kann, dadurch erhöht werden, daß zwischen der Innenwandung 17 des Ventilraumes 14 und dem Übergangsbereich 20 ein möglichst großer Abstand 31 hergestellt wird, wobei jedoch die zulässige Außenwandstärke 32 des Injektorkörpers 2 zu beachten ist. Ein günstiger Verlauf der Vergleichsspannung innerhalb des Ventil- raumes 14 des Injektorkörpers 2 läßt sich durch das Einbringen einer symmetrischen Ringnut 18 in die den Ventilraum 14 begrenzende Innenwandung 17 erreichen. Durch die in einem Winkelversatz 28 angeordnete Zulaufbohrung 22 in den Ventilraum 14 und der Anordnung der Mündungsstelle innerhalb der symmetrischen Ringnut 18 ist darüber hinaus eine günstige Beeinflussung des Spannungsverlaufes erreichbar. Ist die Zulaufbohrung 22 darüber hinaus in einem möglichst flachen Winkel 23 (vgl. Schnitrverlauf II-II) ausgebildet, die mehr als 70° beträgt, läßt sich im Injektorkörper 2 eine günstige Vergleichsspannung erreichen.
Bezugszeichenliste
1 Kraftstoffinjektor
2 Injektorkörper 3 Zentralbohrung
4 Montageraum Magnetventil
5 Anschlußbereich
6 Stutzen
7 Stirnfläche 8 Anfasung
9 Düsenversorgungsbohrung/Drosselbohrung 9.1 Zulaufbohrungsabschnitt
10 erster Kniewinkel (143,5°)
11 Neigungswinkel (36,5°) 12 Verschneidungsstelle
13 Bohrungsabschnitt geringeren Durchmessers
14 Ventilraum
15 Bohrung
16 Außengewinde 17 Innenwandung Ventihaum
18 symmetrische Ringnut
19 Achse
20 Übergangsbereich (Kniebereich)
21 erste Entfernung Ventihaum 14 - Kniebereich 20 22 exzentrische Zulaufbohrung Ventilraum
23 Winkel Zulaufbohrung (> 70°)
24 Mündungsstelle in Ringnut 18
25 Verlauf Zulaufbohrungsabschnitt 9.1
26 erste Durchtrittsstelle 27 zweite Durchtrittsstelle
28 horizontaler Winkel ersatz Zulaufbohrung 22
29 optimierter Kniewinkel (157°)
30 optimierter Neigungswinkel (23°)
31 Entfernung Ventilraum 14 - Übergangsbereich 20 32 Außen Wandstärke Injektorkörper
33 Innengewinde Injektorkörper
34 Ringfläche
35 Übergangsbereich Ventilraum Zentralbohrung 3

Claims

Patentansprüche
1. Kraftstoffinjektor mit einem Injektorkorper (2), der einen seitlich angeordneten Stutzen (6) umfaßt, mit einem Anschlußbereich (5) und einer Stirnfläche (7), von der eine Zulaufbohrung (22) zu einem Ventihaum (14) innerhalb des Injektorkörpers (2) und ein, eine Dusenversorgungsbohrung (9) im Injektorkörper (2) beaufschlagender Zulaufbohrungsabschnitt (9.1) verläuft und die Dusenversorgungsbohrung (9) mit dem Zulaufbohrungsabschnitt (9.1) einen Übergangsbereich (20) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufbohrungsabschnitt (9.1) durch den Anschlußbereich (5) des Stutzens (6) verläuft und in Bezug auf die Achse (19) des Injektorkorpers (2) um einen, einen nahezu verschneidungsfreien Übergangsbereich (20) ermöglichenden Neigungswinkel (30) angeordnet ist.
2. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußbe- reich (5) als Anschlußgewinde ausgeführt ist.
3. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufbohrungsabschnitt (9.1) durch die Stirnfläche (7) und den Anschlußbereich (5) des Stutzens (6) verläuft.
4. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (30) zwischen dem Zulaufbohrungsabsclriitt (9.1) und der Achse (19) des Injektorkörpers (2) kleiner als 35° ist.
5. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (30) kleiner als 30° ist.
6. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (30) bevorzugt kleiner als 25° ist.
7. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Wand (17) des Ventilraumes (14) eine Ringnut (18) ausgebildet ist, in der eine sich von der Stirnfläche (7) des Stutzens (6) erstreckende Zulaufbohrung (22) unter einem Winkel (23) mündet, welcher ≥ 70° ist.
8. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufbohrung (22) in einem Winkelversatz (28) in die Ringnut (18) des Ventilraumes (14) mündet, bezogen auf die senkrecht zur Achse (19) des Injektorkörpers (2) errichtete Normale.
9. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Übergangsbereich (20) zwischen dem Z aufbohrungsabschnitt (9.1) und der Dusenversorgungsbohrung (9) eine einen Spannungsabbau bewirkende Verrundung ausgebildet ist. . ■ '
10. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich (20) in einem vergrößerten Abstand (31) zum Ventihaum (14) innerhalb des Injektorkörpers (2) angeordnet ist.
11. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufbohrungsabschnitt (9.1) den Stutzen (6) im Anschlußbereich (5) an einer ersten Stelle (26) und die Stirnfläche (7) des Stutzens (6) an einer zweiten Stelle (27) durchsetzt.
12. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufboh- rungsabschnitt (9.1) vor dem Übergangsbereich (20) in einen Bohrungsabschnitt (13) reduzierten Durchmessers übergeht.
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