EP1843038B1 - Kraftstoffinjektor mit einer kegeligen Gehäusehochdruckdichtung - Google Patents
Kraftstoffinjektor mit einer kegeligen Gehäusehochdruckdichtung Download PDFInfo
- Publication number
- EP1843038B1 EP1843038B1 EP06007432A EP06007432A EP1843038B1 EP 1843038 B1 EP1843038 B1 EP 1843038B1 EP 06007432 A EP06007432 A EP 06007432A EP 06007432 A EP06007432 A EP 06007432A EP 1843038 B1 EP1843038 B1 EP 1843038B1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- fuel injector
- housing
- pressure
- embodied
- nozzle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 53
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims description 47
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 15
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
- F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
- F02M63/0026—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/16—Sealing of fuel injection apparatus not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/70—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
- F02M2200/701—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger mechanical
- F02M2200/702—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger mechanical with actuator and actuated element moving in different directions, e.g. in opposite directions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/167—Means for compensating clearance or thermal expansion
Description
- Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor, der wenigstens zwei zylinderförmige Gehäuseteile aufweist, die mittels einer Düsenspannmutter zusammengefügt sind, nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bereits bekannt, dass ein Kraftstoffinjektor mehrere Baugruppen aufweist, die axial übereinander liegend zusammengefügt sind. Solche Baugruppen können beispielsweise ein Injektorgehäuse und ein Düsengehäuse sein, die durch eine Düsenspannmutter zusammengehalten werden. Dabei wird in der Regel die Düsenspannmutter als Überwurfmutter über das Düsengehäuse geschoben und mit dem Injektorgehäuse fest verschraubt. Die Stirnflächen der beiden sich gegenüber liegenden Gehäuseteile sind als Dichtflächen ausgebildet und werden durch die Spannkraft der Düsenspannmutter zusammengepresst. Im Inneren des Kraftstoffinjektors ist ein Hochdruckraum, z.B. Kraftstoffzulaufleitungen und/oder Druckspeicher aufweisend, ausgebildet, der mit Kraftstoff gefüllt ist und bei einem Diesel-Kraftstoffinjektor eines Common-Rail-Systems einen Druck von bis zu 2000 bar aufweisen kann. Gegen diesen hohen Druck darf an den Stirnflächen der beiden zusammengefügten Gehäuseteile keine Undichtheit auftreten.
- Bisher wurde dieses Problem dadurch gelöst, dass die Stirnflächen der beiden zusammenzufügenden Gehäuseteile winkelig und planparallel ausgeführt wurden. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass sich insbesondere bei unterschiedlich dicken Gehäusewandungen oder einer ungleichen Materialsteifigkeit der beiden Gehäuseteile relative Verschiebungen an den Stirnflächen beziehungsweise an den Dichtflächen ergeben können. Die unterschiedlichen Verschiebungen entstehen durch eine unterschiedliche radiale Maerialausdehnung, insbesondere wenn im Hochdruckraum Druckänderungen auftreten.
- Bisher wurde dieses Problem dadurch gelöst, dass die Wandstärken im Bereich der Hochdruckdichtung möglichst gleich stark gewählt wurden. Des weiteren wurde für jedes Gehäuseteil ein Material mit gleicher Steifigkeit verwendet, damit keine relativen radialen Ausdehnungen an den Stirnflächen der sich gegenüberliegenden Gehäuseteile entstehen können. Allerdings ergibt sich dabei der Nachteil, dass durch die zuvor genannten Bedingungen die Konstruktion des Kraftstoffinjektors in seinem Design beeinträchtigt wird
- Aus
WO 2004/046540 A1 ist ein piezoelektrischer Injektor mit einer direkt angetriebenen Register-Düsennadel zur Kraftstoffeinspritzung in einem Verbrennungsmotor bekannt. Die beiden Düsennadeln der Registerdüsennadel werden zur Öffnung der Spritzlöcher nicht wie sonst üblich über ein Servoventil oder den im Injektor aufgebauten Kraftstoffdruck betätigt, sondern direkt von dem piezoelektrischen Aktor. - Aus
DE 196 08 575 A1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen bekannt. Das Kraftstoffeinspritzventil weist einen Ventilkörper auf, in dem ein Ventilglied axial verschiebbar geführt ist und der mittels einer Spannmutter axial gegen einen Ventilhaltekörper vorgespannt ist. Zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilhaltekörper ist eine Zwischenscheibe eingespannt, die mit ihren Dichtflächen dichtend an den axialen Stirnflächen des Ventilkörpers und Ventilhaltekörpers anliegt. Für eine gleichmäßige Krafteinleitung am Querschnitt zwischen der Zwischenscheibe und dem Ventilkörper ist wenigstens eine der zusammen wirkenden Stirnflächen am Ventilkörper und an der Zwischenscheibe baulich nach außen gewölbt. - Aus
US 1,692,107 A ist ein Einspritzventil bekannt, das an der Düsenspitze eine Düsenhülse aufweist, die über eine Schraubhülse gegen das Gehäuse des Einspritzventils vorgespannt ist. Zwischen dem Gehäuse und der Düsenhülse sind Dichtflächen angeordnet, die in einem festen Winkel schräg zur Längsachse des Einspritzventils angeordnet sind. - Aus
EP 1 619 383 A2 ist ein Einspritzventil bekannt, das über ein Kopplungsstück mit einer Kraftstoffleitung verbunden ist. Zwischen dem Kopplungsstück und dem Gehäuse des Einspritzventils ist eine Dichtfläche angeordnet, die in einem festgelegten Winkel schräg zur Längsachse des Einspritzventils ausgerichtet ist. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraftstoffinjektor die Hochdruckdichtheit an zwei aneinander stoßenden Dichtflächen zweier Gehäuseteile zu verbessern. Diese Aufgabe wird mit dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptanspruchs gelöst.
- Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung wird darin gesehen, dass die beiden aneinander stoßenden Dichtflächen der beiden Gehäuseteile kegelig ausgebildet sind. Die beiden Dichtflächen der beiden Gehäuseteile werden somit nicht winklig zur Längsachse gefertigt, sondern mit einem vorgegebenen Kegelwinkel. Dadurch kann in vorteilhafter Weise einerseits eine sichere Zentrierung der beiden Gehäuseteile erzielt werden. Andererseits werden die beiden Gehäuseteile mit Hilfe der Kegel aufeinander gesetzt und durch das hohe Anzugsmoment der Düsenspannmutter fest aufeinandergepresst. Wenn zum Beispiel das obere Gehäuse ein weicheres Material oder eine dünnere Wandstärke aufweist als das untere Gehäuseteil, dann wird sich das obere Gehäuseteil bei einem Druckanstieg im Innern des Kraftstoffinjektors in radialer Richtung etwas stärker ausdehnen als das untere Gehäuseteil. Durch die hohe Vorspannkraft der Düsenspannmutter werden beide Gehäuseteile jedoch in dieser Position fixiert, so dass sich deren relative Position zueinander nach Abfall des Hochdrucks nicht mehr verschieben kann. Dadurch ist gewährleistet, dass zwischen den beiden Dichtflächen des beiden Gehäuseteile keine relative Verschiebung entstehen kann. Die Hochdruckdichtung ist daher verschleißfrei und zuverlässig hochdruckdicht. Alternativ sind die Dichtflächen gerundet aufeinander liegend ausgebildet. Erfindungsgemäß sind die beiden aufeinander liegenden Dichtflächen konisch mit einem vorgegebenen Kegelwinkel oder konvex/konkav vorzugsweise mit einem vorgegebenen Radius bündig aneinander liegend, wobei die kegelstumpfförmigen Dichtflächen um wenige Grad so zueinander geneigt sind oder dass die konvex/konkav ausgebildeten Dichtflächen einen so leicht voneinander abweichenden Radius aufweisen, dass in einem ringförmigen Dichtbereich die Dichtwirkung erhöht ist.
- Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffinjektors gegeben. Als besonders vorteilhaft wird dabei angesehen, dass der Kegelwinkel so ausgebildet ist, dass in Verbindung mit der Vorspannkraft die beiden Dichtflächen sicher fixiert sind.
- Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist, dass die kegeligen Dichtflächen an beliebigen Gehäuseteilen sehr einfach ausgebildet werden können. Insbesondere kann auf diese Weise auch zwischen dem Injektorgehäuse und einer weiteren Baugruppe, beispielsweise bei einer eingefügten Gehäuseplatte für den Hebelübersetzer eine zuverlässige Hochdruckdichtung erreicht werden.
- Ein weiterer Vorteil der Erfindung wird auch darin gesehen, dass die Hochdruckdichtung insbesondere bei einem Kraftstoffinjektor durchführbar ist, der keinen Leckölrücklauf aufweist. Bei einem solchen Kraftstoffinjektor ist der Hochdruckraum im Innern des Kraftstoffinjektors verhältnismäßig groß ausgebildet ist, so dass auch die Hochdruckdichtung besonders starken Belastungen ausgesetzt ist.
- Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass bei der Konstruktion und im Design des Kraftstoffinjektors nicht mehr so gründlich darauf geachtet werden muss, dass die Wandstärken im Hochdruckbereich für die beteiligten Gehäuseteile möglichst exakt gleich dich und bezüglich des Materials gleichartig ausgebildet sind. Dadurch ergibt sich für den Konstrukteur ein wesentlich größerer Spielraum bei der Auslegung des Injektordesigns.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
-
Figur 1 zeigt ausschnittsweise einen Längsschnitt eines Kraftstoffinjektors und -
Figur 2 zeigt ausschnittsweise ein Detailbild einer Hochdruckdichtfläche. -
Figur 3 zeigt eine alternative Ausformung der Dichtflächen ausFigur 2 . -
Figur 1 zeigt ausschnittsweise einen Längsschnitt durch einen Kraftstoffinjektor 1. Der Kraftstoffinjektor 1 ist Teil eines Common-Rail-Einspritzsystems, das insbesondere für Dieselmotoren oder Benzinmotoren verwendbar ist. In einer besonderen Ausführungsform ist der Kraftstoffinjektor 1 ohne Leckölrücklauf ausgebildet. In alternativer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kraftstoffinjektor 1 für alle Arten von Kraftstoffinjektoren anwendbar ist. - Wie aus der
Figur 1 weiter entnehmbar ist, ist im oberen Teil derFigur 1 ein piezoelektrischer Aktor 3 angeordnet. Der piezoelektrische Aktor 3 ist in einer zentralen Bohrung des Kraftstoffinjektors 1 derart angeordnet, dass bei elektrischer Erregung sich seine Bodenplatte nach unten hin ausdehnen kann, während seine Kopfplatte (inFigur 1 nicht dargestellt) mit einem Injektorgehäuse 2 fest verbunden ist. Wird die Erregungsspannung abgeschaltet, dann zieht sich der untere Teil des piezoelektrischen Aktors 3 wieder in seine Ausgangsposition zurück. - In der zentralen Bohrung ist des weiteren unterhalb der Bodenplatte des piezoelektrischen Aktors 3 ein hydraulischer Längsausgleich 10 angeordnet. Der hydraulische Längsausgleich 10 bewirkt, dass Längenänderungen des Aktors infolge von Temperaturänderungen, Alterung, Verschleiß etc. auf hydraulischem Wege automatisch ausgeglichen werden, so dass stets der volle Hub des piezoelektrischen Aktors 3 nutzbar ist. Der hydraulische Längsausgleich 10 wird mittels einer Druckfeder 11, die sich an ihrem oberen Ende gegen das Injektorgehäuse 2 abstützt, nach unten gedrückt.
- Unterhalb des hydraulischen Längsausgleichs 10 ist ein Hebelübersetzer 15 derart angeordnet, dass die Längenänderung des piezoelektrischen Aktors 3 auf den Hebelübersetzer 15 übertragen werden kann. Der Hebelübersetzter 15 hat zwei wesentliche Aufgaben zu erfüllen. Einerseits soll der hydraulische Hebelübersetzer 15 den Hub des piezoelektrischen Aktors 3, der üblicherweise in der Größenordnung von 50 bis 80 µm liegt, vergrößern. Dadurch kann der Öffnungsweg einer Düsennadel 7 vergrößert werden. Eine zweite Aufgabe für den Hebelübersetzer 15 besteht auch darin, dass der Hebelübersetzer 15 gleichzeitig als Hubumkehrer ausgebildet ist. Der Hubumkehrer bewirkt, dass die nach unten gerichtete Längenausrichtung des piezoelektrischen Aktors 3 in eine Hubbewegung für die Düsennadel 7 umgesetzt wird, die nach oben gerichtet ist.
- Zur Umkehrung des Aktorhubs weist der Hebelübersetzer 15 im wesentlichen einen Druckhebel 19 aus, auf den die Druckkraft des piezoelektrischen Aktors 3 mit Hilfe des hydraulischen Längsausgleichs 10 übertragen werden kann. Der Druckhebel 19 ist querliegend in der zentralen Bohrung des Aktorgehäuses 2 angeordnet.
- Wie in
Figur 1 dargestellt ist, stützt sich der Druckhebel 19 mit seinem rechten Teil auf einen festen Auflageblock 14 ab. Der feste Auflageblock 14 ist winkelförmig ausgebildet, wobei sein freier Schenkel in eine Nut einer Düsennadel 7 eingreift, die am Schaft der Düsennadel 7 etwas unterhalb des Kopfendes ringförmig angeordnet ist. Im nicht angesteuerten Zustand, wenn die Düsenadel 7 auf ihrem Ventilsitz aufliegt und dadurch die im unteren Teil des Düsengehäuses 6 angeordneten Spritzlöcher verschließt (inFigur 1 nicht dargestellt), liegt der freie Schenkel des Auflageblocks 14 oben an der Nut der Düsennadel 7 an. - Der linke Teil des Druckhebels 19 ist beweglich ausgebildet. Unterhalb des linken Teils des Druckhebels 19 ist ein Kipphebel 16 angeordnet, der mit dem beweglichen Teil des Druckhebels 19 in Wirkverbindung steht. Der Kipphebel 16 ist mit seinem freien Schenkel in die Nut des Düsennadel 7 geführt und derart ausgebildet, dass die Düsenadel 7 von ihrem Ventilsitz abgehoben wird, wenn der piezoelektrische Aktor 3 betätigt wird und dabei der Druckhebel 19 auf den Kipphebel 16 drückt.
- Unterhalb des Hebelübersetzers 15 ist ein Gehäuseteil 5 angeordnet. Darunter befindet sich ein Düsengehäuse 6, in dem die Düsennadel 7 zentral geführt wird. Vollständigkeitshalber wird darauf hingewiesen, dass das untere Ende des Düsengehäuses 6 mit Spritzlöchern ausgebildet ist, die bei Ansteuerung des piezoelektrischen Aktors 3 geöffnet bzw. bei Abschaltung der Ansteuerung geschlossen werden (in
Figur 1 nicht dargestellt). Zur Sicherstellung, dass die Düsennadel 7 im nicht angesteuerten Zustand die Düsennadel hochdruckdicht verschließt, ist zusätzlich um die Düsennadel 7 herum eine Düsennadelfeder 13 koaxial angeordnet, die sich einerseits gegen eine untere Stirnfläche des Gehäuseteils 5 und mit ihrem zweiten Ende gegen eine Druckfläche der Düsennadel 7 abstützt und dabei die Düsennadel 7 in Richtung ihres Ventilsitzes nach unten drückt. - Das Düsengehäuse 6, das darüber angeordnete Gehäuseteil 5 und das Injektorgehäuse 2 werden mit einer Düsenspannmutter 4 zusammengehalten, wobei die Düsenspannmutter 4 von unten über das Düsengehäuse 6 geführt wird und mit einem Außengewinde des Injektorgehäuses 2 fest verschraubt wird.
- Das Gehäuseteil 5 ist als Gehäuseplatte ausgebildet. Alternativ kann das Gehäuseteil beispielsweise auch als Nadelführungskörper oder dergleichen ausgebildet sein.
- Im Bereich des Hebelübersetzers 15 ist ein Hochdruckraum 9 ausgebildet, der mit Kraftstoff, Dieselöl oder Benzin gefüllt ist. Der Hochdruck im Hochdruckraum 9 wird durch eine Druckpumpe des Common-Rail-Einspritzsystems (in
Figur 1 nicht dargestellt) erzeugt, wobei der Kraftstoff von der Hochdruckpumpe über entsprechende Kanäle des Kraftstoffinjektors 1 bis zum Hochdruckraum 9 und weiter bis zur Düsenspitze des Düsengehäuses 6 geführt wird. Der Hochdruckraum wird einerseits nach außen hin durch die Wandung des zylinderförmig ausgebildeten Injektorgehäuses 2 nach oben hin begrenzt. Nach unten hin wird der Hochdruckraum einerseits durch den Schaft der Düsennadel 7 begrenzt. Des weiteren erfolgt eine seitliche Begrenzung des Hochdruckraums 9 durch die Wandung des zylinderförmig ausgebildeten Gehäuseteils 5. - Wie
Figur 1 weiter entnehmbar ist, ist die untere Stirnfläche des Kraftstoffinjektors 2, die auf der oberen Stirnfläche des Gehäuseteils 5 aufliegt, als Hochdruckdichtung 12 ausgebildet. Da im Innern des Hochdruckraums 9 ein Kraftstoffdruck, insbesondere bei einem Dieselinjektor von bis zu 2000 bar herrscht, muss diese Hochdruckdichtung 12 besonders zuverlässig und sicher ausgeführt werden. Insbesondere muss sichergestellt sein, dass die Hochdruckdichtung 12 verschleißfrei und dauerhaft ausgebildet ist, insbesondere wenn die Wandstärken der beiden zusammengefügten Gehäuseteile 2,5 unterschiedlich stark sind oder wenn unterschiedliche steife Materialien verwendet werden. - Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Wandstärke des Injektorgehäuses 2 dünner ausgebildet als die des Gehäuseteils 5. In
Figur 2 ist dieser Zusammenhang noch einmal dargestellt.Figur 2 zeigt einen Ausschnitt mit der Hochdruckdichtung 12, wie sie in dem Längsschnitt derFigur 1 auf der rechten Seite dargestellt ist. Die Wandstärke d1 des Injektorgehäuses 2 ist kleiner als die Wandstärke d2 des Gehäuseteils 5. Beide Gehäuseteile 2, 5 werden durch die Düsenspannmutter 4 an der oberen Dichtfläche 8a des Injektorgehäuses 2 und der unteren Dichtfläche 8b des Gehäuseteils 5 durch die Vorspannung der Düsenspannmutter 4 zusammengepresst. Wie inFigur 1 dargestellt ist, zeigen die beiden gegeneinander gerichteten dicken Pfeile im Ausschnitt A, dass die Spannkraft Pv der Düsenspannmutter 4 in Achsrichtung wirkt und dadurch die beiden Dichtflächen 8a, 8b zusammengepresst werden. Auf die beiden Dichtflächen 8a, 8b wirkt jedoch auch der Kraftstoffhochdruck im Hochdruckraum 9. Aufgrund des sehr hohen Kraftstoffdrucks im Hochdruckraum 9 wird die Gehäusewand des Injektorgehäuses 2 radial auseinander gedrückt. Da der Hochdruck auch auf die Gehäusewand des Gehäuseteils 5 einwirkt, wird auch dieses Gehäuse auseinander gedrückt. Dieses ist symbolhaft durch die beiden unterschiedlichen langen Doppelpfeile P1 und P2 dargestellt. Aufgrund der unterschiedlichen Wandstärken d1 bzw. d2 werden auch die beiden Gehäuseteile 2, 5 unterschiedlich stark auseinander gedrückt. Dieses ist symbolisch durch die unterschiedlichen Längen der beiden Pfeile P1 und P2 wieder gegeben. - Um zu verhindern, dass bei Druckwechseln sich die beiden Gehäuseteile 2, 5 an ihren Dichtflächen 8a, 8b gegeneinander verschieben können, ist vorgesehen, dass die beiden Druckflächen 8a, 8b kegelig mit einem Kegelwinkel α ausgebildet sind.
- Im folgenden wird die Funktionsweise der Hochdruckdichtung näher erläutert.
- Die kegelige oder gerundete Ausführung der Hochdruckdichtung 12 ist ein Aspekt der Erfindung. Der Kegelwinkel α wird dabei so ausgebildet, dass sich das Bauteil mit der dünneren Wandstärke bzw. der schwächeren Steifigkeit bei Druckentlastung nicht zurückziehen kann. Wie in den
Figuren 1 und 2 dargestellt ist, ist der Kegelwinkel α nach unten führend ausgebildet. Dadurch kann sich das Injektorgehäuse 2 mit der geringeren Wandstärke d1 bei Druckanstieg nach außen ausdehnen und gleitet dabei auf den Dichtflächen 8a, 8b. Durch die hohe Spannkraft Pv der Düsenspannmutter 4 werden die beide Dichtflächen 8a, 8b der beiden Gehäuseteile 2, 5 in dieser Position fixiert. - Bei Druckentlastung wirkt die Spannkraft Pv der Düsenspannmutter 4 weiterhin in axialer Richtung zum Kraftstoffinjektor 1 auf die beiden Dichtflächen 8a, 8b. Bei Druckentlastung in dem Hochdruckraum 9 kann zwischen den beiden Dichtflächen 8a, 8b keine relative Bewegung zueinander stattfinden, da der Kegelwinkel α ein stärkeres Zusammenziehen der Wandung des Injektorgehäuses 2 bei der weiterhin bestehen Spannkraft Pv der Düsenspannmutter 4 verhindert. Die Folge ist, dass die Hochdruckdichtung 12 völlig verschleißfrei und zuverlässig hochdruckdicht abgedichtet ist. Auch bei einer Alterung oder Temperaturwechseln kann sich eine Verschiebung der beiden Dichtflächen, 8a, 8b zueinander nicht ausbilden. Der Kegelwinkel α wird vorzugsweise je nach Anwendung und dem vorherrschenden Kraftstoffdruck zwischen 10 und 20° ausgebildet.
-
Figur 3 zeigt eine alternative Ausführung der Dichtflächen 8a, 8b ausFigur 2 mit gerundeten Dichtflächen 8a', 8b'. Die konkave Dichtfläche 8a' liegt bündig an der konvexen Dichtfläche 8b' an. - Der Radius der konvexen Dichtfläche 8b' ist etwas kleiner als der Radius der konkaven Dichtfläche 8a', so dass die sich die Dichtflächen besser verspannen und ein Dichtring mit erhöhter Flächenpressung entsteht.
Claims (10)
- Kraftstoffinjektor, mit wenigstens zwei vorzugsweise zylinderförmigen Gehäuseteilen (2,5) und mit einer Spanneinrichtung (4), vorzugsweise einer Düsenspannmutter (4), wobei die beiden Gehäuseteile (2,5) axial übereinanderliegend angeordnet sind und wobei zwei angrenzende Stirnflächen der beiden Gehäuseteile (2,5) zumindest teilweise als Dichtflächen (8a,8b) für einen mit Kraftstoff gefüllten Hochdruckraum (9) hochdruckdicht ausgebildet sind und mittels der Spanneinrichtung (4) fest zusammengepresst sind, wobei- die beiden aufeinander liegenden Dichtflächen (8a,8b) konisch mit einem vorgegebenen Kegelwinkel (α) oder- konvex/konkav (8b', 8a') vorzugsweise mit einem vorgegebenen Radius (R) bündig aneinander liegend, wobei die kegelstumpfförmigen Dichtflächen (8a, 8b) um wenige Grad so zueinander geneigt sind oder dass die konvex/konkav ausgebildeten Dichtflächen (8a', 8b') einen so leicht voneinander abweichenden Radius (R) aufweisen, dass in einem ringförmigen Dichtbereich die Dichtwirkung erhöht ist.
- Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelwinkel (α) derart ausgebildet ist, dass bei Betrieb des Kraftstoffinjektors (1) die Dichtflächen durch zumindest einmaliges unter Druck setzen des Kraftstoffinjektors - vorzugsweise liegt der Druck im Bereich des maximal zulässigen Betriebsdruck des Kraftstoffinjektors - so miteinander verspannt sind, dass bei einem späteren Druckwechsel im Hochdruckraum (9) keine gegenseitige Verschiebung der beiden Dichtflächen zueinander (8a,8b) erfolgt.
- Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gehäuseteile (2,5) mit einem unterschiedlich steifen Material ausgebildet sind.
- Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gehäuseteile (2,5) eine unterschiedlich große Wandstärke (d1,d2) aufweisen.
- Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelwinkel (α) derart ausgebildet ist, dass beim ersten Druckanstieg in dem Hochdruckraum (9) sich das Gehäuseteil (2) mit der geringeren Wandstärke oder des weniger steifen Materials radial nach außen ausdehnt.
- Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtflächen (8a,8b) an einem Injektorgehäuse (2) und einer Gehäuseplatte (5) oder einem Düsengehäuse (6) angeordnet sind.
- Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffinjektor (1) ohne Leckölrücklauf ausgebildet ist.
- Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffinjektor (1) einen hydraulischen Längsausgleich (10) und/oder einen Hebelübersetzer (15) zur Betätigung einer Düsennadel (7) aufweist.
- Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffinjektor (1) für ein Common Rail Einspritzsystem ausgebildet ist.
- Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffinjektor (1) einen piezoelektrischen Aktor (3) aufweist, der im Hochdruckraum (9) angeordnet und zur Einspritzung von Dieselöl oder Benzin aktivierbar ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE502006003182T DE502006003182D1 (de) | 2006-04-07 | 2006-04-07 | Kraftstoffinjektor mit einer kegeligen Gehäusehochdruckdichtung |
EP06007432A EP1843038B1 (de) | 2006-04-07 | 2006-04-07 | Kraftstoffinjektor mit einer kegeligen Gehäusehochdruckdichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP06007432A EP1843038B1 (de) | 2006-04-07 | 2006-04-07 | Kraftstoffinjektor mit einer kegeligen Gehäusehochdruckdichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP1843038A1 EP1843038A1 (de) | 2007-10-10 |
EP1843038B1 true EP1843038B1 (de) | 2009-03-18 |
Family
ID=36758405
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP06007432A Expired - Fee Related EP1843038B1 (de) | 2006-04-07 | 2006-04-07 | Kraftstoffinjektor mit einer kegeligen Gehäusehochdruckdichtung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1843038B1 (de) |
DE (1) | DE502006003182D1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102282360B (zh) * | 2009-01-13 | 2016-04-27 | 罗伯特·博世有限公司 | 燃料喷射阀 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1692107A (en) * | 1924-09-17 | 1928-11-20 | Archaouloff Vadime | Direct-injection fuel atomizer for internal-combustion engines |
DE19608575B4 (de) * | 1996-03-06 | 2005-10-20 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen |
DE10254186A1 (de) * | 2002-11-20 | 2004-06-17 | Siemens Ag | Injektor mit einer direkt angetriebenen Register-Düsennadel für die Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotor |
ITBO20040466A1 (it) * | 2004-07-23 | 2004-10-23 | Magneti Marelli Holding Spa | Iniettore di carburante con attuazione elettromagnetica |
-
2006
- 2006-04-07 EP EP06007432A patent/EP1843038B1/de not_active Expired - Fee Related
- 2006-04-07 DE DE502006003182T patent/DE502006003182D1/de active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102282360B (zh) * | 2009-01-13 | 2016-04-27 | 罗伯特·博世有限公司 | 燃料喷射阀 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE502006003182D1 (de) | 2009-04-30 |
EP1843038A1 (de) | 2007-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1115970B1 (de) | Brennstoffeinspritzventil | |
WO2007068518A1 (de) | Kraftstoffinjektor mit direkt betätigbarem einspritzventilglied | |
EP1423600A1 (de) | Brennstoffeinspritzventil | |
WO2004033890A1 (de) | Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine brennkraftmaschine | |
DE10039424A1 (de) | Dosierventil mit einem hydraulischen Übertragungselement | |
EP2150696A1 (de) | Injektor für eine kraftstoffeinspritzanlage | |
WO2001038712A2 (de) | Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen | |
EP1854991B1 (de) | Kraftstoffinjektor mit direkt betätigbarer Düsennadel | |
DE10353045A1 (de) | Kraftstoffeinspritzventil | |
EP1843038B1 (de) | Kraftstoffinjektor mit einer kegeligen Gehäusehochdruckdichtung | |
WO2004104406A1 (de) | Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen | |
WO2008083883A1 (de) | Dehnhülsenbefestigung | |
EP2439398B1 (de) | Brennstoffeinspritzventil | |
DE102006027484A1 (de) | Kraftstoffinjektor mit kraftausgeglichenem Steuerventil | |
WO2006079425A1 (de) | Kraftstoffeinspritzvorrichtung | |
WO2002023037A1 (de) | Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen | |
EP4367380A1 (de) | Injektor und anordnung mit einem injektor | |
WO2016058969A1 (de) | Einspritzventil zum einspritzen von fluid in einen brennraum einer brennkraftmaschine | |
DE102006009018B4 (de) | Kraftstoffinjektor mit direkt betätigbarer Düsennadel | |
WO2004099603A1 (de) | Verlustfreies brennstoffeinspritzventil | |
DE102014211469A1 (de) | Düsenbaugruppe für einen Kraftstoffinjektor sowie Kraftstoffinjektor | |
DE102021202729A1 (de) | Kraftstoffeinspritzeinrichtung | |
DE102005025138B4 (de) | Dosierventil | |
WO2009007195A1 (de) | Steuerventil, insbesondere für einen kraftstoffinjektor einer brennkraftmaschine | |
DE102005044830A1 (de) | Kraftstoffeinspritzvorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Extension state: AL BA HR MK YU |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20071106 |
|
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 20071213 |
|
RAP1 | Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred) |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH |
|
AKX | Designation fees paid |
Designated state(s): DE FR |
|
GRAP | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1 |
|
GRAS | Grant fee paid |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3 |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): DE FR |
|
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 502006003182 Country of ref document: DE Date of ref document: 20090430 Kind code of ref document: P |
|
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
26N | No opposition filed |
Effective date: 20091221 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Payment date: 20130515 Year of fee payment: 8 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST Effective date: 20141231 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20140430 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R084 Ref document number: 502006003182 Country of ref document: DE |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R081 Ref document number: 502006003182 Country of ref document: DE Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R081 Ref document number: 502006003182 Country of ref document: DE Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Payment date: 20220430 Year of fee payment: 17 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R119 Ref document number: 502006003182 Country of ref document: DE |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20231103 |