EP2525077B1 - Düse - Google Patents

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EP2525077B1
EP2525077B1 EP12003561.3A EP12003561A EP2525077B1 EP 2525077 B1 EP2525077 B1 EP 2525077B1 EP 12003561 A EP12003561 A EP 12003561A EP 2525077 B1 EP2525077 B1 EP 2525077B1
Authority
EP
European Patent Office
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hole
spray
seat
blind hole
nozzle
Prior art date
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Active
Application number
EP12003561.3A
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English (en)
French (fr)
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EP2525077A1 (de
Inventor
Edgar Bignion
Waldemar Hampel
Walter Meindl
Werner Aichberger
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Liebherr Machines Bulle SA
Original Assignee
Liebherr Machines Bulle SA
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liebherr Machines Bulle SA filed Critical Liebherr Machines Bulle SA
Publication of EP2525077A1 publication Critical patent/EP2525077A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2525077B1 publication Critical patent/EP2525077B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • 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
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/1833—Discharge orifices having changing cross sections, e.g. being divergent
    • 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
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/184—Discharge orifices having non circular sections
    • 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
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1873—Valve seats or member ends having circumferential grooves or ridges, e.g. toroidal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/494—Fluidic or fluid actuated device making

Definitions

  • the present invention relates to a nozzle with a nozzle body in which a blind hole or seat hole is introduced at the rear, wherein at least one injection hole originates from the blind hole or the seat hole.
  • the present invention relates to a Kraftstoffinjektordüse for injecting fuels in internal combustion engines.
  • nozzles with a dome-shaped elevation as a nozzle body are known from the prior art, in which the cylindrical or conical blind hole or seat hole is introduced at the back. From this then usually run a plurality of injection holes radially outward to the peripheral region of the survey.
  • the injection holes themselves are usually designed as a cylindrical bore.
  • the object of the present invention is to provide, starting from this prior art, a nozzle which has improved endurance, in particular in the area of the spray-hole inlets.
  • a nozzle according to the invention in this case has a nozzle body, in which a blind hole or seat hole is introduced at the rear, wherein at least one injection hole originates from the blind hole or the seat hole. It is provided that the injection hole in the region of the injection hole entrance has an oval cross-section. The oval cross section allows a targeted alignment of the forces acting on the spray hole and the nozzle body forces. In the injection hole entry is this the blind hole or the seat hole facing the end of the injection hole through which a fluid flowing through the nozzle from the blind hole or seat hole enters the injection hole.
  • the injection hole has a cross section with a longer and a shorter axis of symmetry in the region of the injection hole entry, i. an oval cross-section.
  • it is an elliptical cross section.
  • the injection hole in the region of the injection hole outlet on a circular cross-section is obtained.
  • the injection hole outlet is the end of the injection hole remote from the blind hole or seat hole, through which a fluid flowing through the nozzle exits from the injection hole.
  • the first aspect is used in the present invention in nozzles having a plurality of injection holes, which emanate from the blind hole or seat hole, wherein several or all of the injection holes in the region of the injection hole entrance have an oval cross-section.
  • the oval cross sections of all blind holes have the same orientation with respect to the longitudinal axis of the blind hole or the seat hole or seat hole.
  • the short or long axes of symmetry of all injection holes with respect to the longitudinal axis of the blind hole or the seat hole or seat hole are all aligned in the same way.
  • the longer axis of the oval cross section in particular the longer axis of the ellipse, is aligned parallel or perpendicular to the longitudinal axis of the blind hole or the seat hole or seat hole.
  • the longer axis of the injection hole inlet can be aligned according to the acting stress in the nozzle body, wherein the cross section of the spray hole does not fall below the required minimum cross-section.
  • the nozzle according to a second aspect of the present invention comprises a nozzle body in which a blind hole or seat hole is introduced at the rear, wherein from the blind hole or seat hole run out several injection holes. Efindungsloom it is provided that the blind hole or seat hole has a groove from which run out of the injection holes.
  • the arrangement of the spray hole inlets in the region of a groove on the inside of the blind hole or the seat hole can also be the notch stress, which arises in conventional Bohrungsverschneidung be reduced.
  • the groove is arranged rotationally symmetrical to the longitudinal axis of the blind hole or the seat hole.
  • the injection holes are arranged in relation to the blind hole axis at the same height.
  • the width of the groove in the direction of the longitudinal axis of the blind hole or the seat hole is wider than the diameter of the injection holes.
  • the injection holes are distributed uniformly on the circumference of the groove, d. H. that equal distances are provided between the individual spray holes.
  • a nozzle according to a third aspect of the present invention comprises a nozzle body in which a blind hole or seat hole is introduced at the rear, wherein at least one injection hole originates from the blind hole or seat hole.
  • the injection hole is enlarged at the injection hole exit by a reduction. This makes it possible to increase the wall thickness along the injection hole axis, without increasing the spray hole length. This also leads to an increased fatigue strength, especially in the injection hole inlet.
  • the reduction is carried out rotationally symmetrical to the injection hole axis.
  • the countersinking is essentially U-shaped, so that it less influences the geometry of the jet cone leaving the injection hole.
  • the three aspects of the present invention taken alone, allow an increase in the fatigue strength of a nozzle, in particular a fuel injector nozzle.
  • the individual aspects are combined according to the invention.
  • the nozzle body is rotationally symmetrical.
  • the blind hole or seat hole can be rotationally symmetrical.
  • a plurality of injection holes are provided, which are arranged uniformly in the circumferential direction about the longitudinal axis of the nozzle body or the blind hole or the seat hole, d. H. with circumferentially equal distances.
  • the nozzle body may comprise a survey, in which the back of the blind hole or seat hole is introduced, wherein a plurality of injection holes leading from the blind hole or seat hole, starting radially outward to the peripheral region of the survey.
  • the survey can be dome-shaped.
  • the nozzle is in particular a fuel injector nozzle for injecting fuel in an internal combustion engine.
  • very high pressures are used in particular in direct injection engines, so that the increased fatigue strength of the nozzle by the present invention is of particular advantage.
  • the present invention further includes an internal combustion engine having such a nozzle for injecting fuel.
  • the nozzle can serve for the direct injection of fuel into the cylinder.
  • the nozzle according to the invention advantageously consists of metal.
  • All embodiments of the three aspects of the present invention show a nozzle with a nozzle body 5, in which a blind hole or seat hole 1 is introduced at the back. From the blind hole or seat hole 1 while several spray holes 2 extend to the outside. The injection holes 2 are facing the blind hole or seat hole with their spray hole inlets 3, while the spray hole exits 4 point to the outside of the nozzle body 5.
  • the nozzle body 5 has in the region of the blind hole or the seat hole 1 on a survey, in which the blind hole or seat hole is introduced.
  • the assessment 5 has in the region of the blind hole or the seat hole 1 is essentially a dome shape. Both the survey 5 and the blind hole or seat hole 1 are rotationally symmetrical in the embodiment.
  • the longitudinal axis of the injection ports 2 have in the height direction at an acute angle to the longitudinal axis of the blind hole or the seat hole 1 and the nozzle body 5 on the longitudinal axis of the injection holes.
  • the injection holes 2 are arranged evenly around the blind hole or seat hole 1 in the circumferential direction.
  • the injection holes each have a non-circular injection hole entrance 3. Due to the non-circular design of the injection hole inlet 3 and the corresponding orientation of the injection hole inlets, the stresses acting in the region of the nozzle body 5 can be adjusted in a targeted manner.
  • all spray hole inlets have the same non-circular shape and the same orientation with respect to the longitudinal axis of the blind hole or the seat hole 1.
  • the spray hole outlets 4 of the spray holes continue to be circular in order to obtain a conventional fuel jet cone.
  • the spray hole entries are each formed elliptical.
  • the longer symmetry axis of the elliptical shape of the spray hole entry is aligned in accordance with the acting stresses (circumferential or axial stress), wherein the cross-sectional area of the ellipse does not fall below the required minimum cross-sectional area.
  • the ellipse is arranged horizontally at dominating hoop stress in the blind hole or seat hole.
  • the ellipse is arranged horizontally when the longer axis of symmetry of the ellipse extends in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the blind hole or the seat hole 1 or the nozzle body 5 lies. This produces a lower notch effect in the direction of loading than when using a circular cross section.
  • the ellipse is arranged vertically at the dominant axial stress in the blind hole or seat hole.
  • the longer axis of symmetry of the ellipse is aligned in the direction of the longitudinal axis of the nozzle. This creates a lower notch effect in the direction of loading than in the circular cross section.
  • FIG. 3 an embodiment of the second aspect of the present invention is shown.
  • a rotationally symmetrical to the blind hole axis 7 groove 6 is provided in the region of the spray hole entries 3.
  • the groove 6 is provided in the side walls of the blind hole or the seat hole 1 and has in the height direction in approximately an extension, which corresponds to the injection holes 2.
  • the spray hole entries 3 are thus completely in the groove 6.
  • FIG. 4 an embodiment of the third aspect of the present invention is shown, according to which a drop 8 is provided at the injection hole outlet 4 respectively.
  • the counterbore 8 is designed rotationally symmetrical to the injection-hole axis 9.
  • the reduction has a U-shaped profile.
  • an EDM wire In the manufacture of the injection holes an EDM wire is used, which moves through a suitable control a defined path in space and thereby the non-circular cross-section of the injection holes in the inlet region 3 and the round cross-section in the outlet region 4 provides.
  • an EDM machine is used, in which the web can be chosen not only in one plane, but also in depth.
  • the present invention increases the reliability of the nozzles in the area of bore intersection of blind hole or seat hole to injection hole without having a significant influence on the geometry of the jet cone.
  • the nozzle is used as a fuel injection nozzle.

Landscapes

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düse mit einem Düsenkörper, in welchem rückseitig ein Sackloch oder Sitzloch eingebracht ist, wobei von dem Sackloch oder dem Sitzloch mindestens ein Spritzloch ausgeht. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung dabei eine Kraftstoffinjektordüse zum Einspritzen von Kraftstoffen in Verbrennungsmotoren.
  • Aus dem Stand der Technik sind dabei Düsen mit einer kuppelförmigen Erhebung als Düsenkörper bekannt, in welchen rückseitig das zylindrische oder konische Sackloch oder Sitzloch eingebracht ist. Von diesem aus verlaufen dann üblicherweise mehrere Spritzlöcher radial nach außen zum Umfangsbereich der Erhebung. Die Spritzlöcher selbst sind dabei üblicherweise als zylindrische Bohrung ausgeführt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von diesem Stand der Technik eine Düse zur Verfügung zu stellen, welche eine verbesserte Dauersicherheit insbesondere im Bereich der Spritzlocheintritte aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Düse gemäß Anspruch 1gelöst.
  • Eine erfindungsgemäße Düse weist dabei einen Düsenkörper auf, in welchen rückseitig ein Sackloch oder Sitzloch eingebracht ist, wobei von dem Sackloch oder dem Sitzloch aus mindestens ein Spritzloch ausgeht. Dabei ist vorgesehen, dass das Spritzloch im Bereich des Spritzlocheintritts einen ovalen Querschnitt aufweist. Der ovale Querschnitt erlaubt dabei eine gezielte Ausrichtung der auf das Spritzloch und den Düsenkörper wirkenden Kräfte. Bei dem Spritzlocheintritt handelt es sich dabei um das dem Sackloch oder dem Sitzloch zugewandte Ende des Spritzlochs, durch welches ein durch die Düse hindurchfließendes Fluid von dem Sackloch oder Sitzloch in das Spritzloch eintritt.
  • Erfindungsgemäß weist das Spritzloch dabei im Bereich des Spritzlocheintritts einen Querschnitt mit einer längeren und einer kürzeren Symmetrieachse auf, d.h. einen ovalen Querschnitt. Vorteilhafterweise handelt es sich um einen elliptischen Querschnitt.
  • Weiterhin vorteilhafterweise weist das Spritzloch im Bereich des Spritzlochaustritts einen kreisförmigen Querschnitt auf. Hierdurch wird der übliche Strahlkonus des die Düse verlassenden Strahls erhalten. Bei dem Spritzlochaustritt handelt es sich dabei um das dem Sackloch oder Sitzloch abgewandte Ende des Spritzlochs, durch welches ein durch die Düse hindurchfließendes Fluid aus dem Spritzloch austritt.
  • Vorteilhafterweise wird der erste Aspekt in der vorliegenden Erfindung dabei bei Düsen eingesetzt, welche mehrere Spritzlöcher aufweisen, welche vom Sackloch oder Sitzloch ausgehen, wobei mehrere oder alle der Spritzlöcher im Bereich des Spritzlocheintritts einen ovalen Querschnitt aufweisen.
  • Vorteilhafterweise weisen die ovalen Querschnitte aller Sacklöcher dabei die gleiche Ausrichtung bezüglich der Längsachse des Sacklochs oder des Sitzlochs oder Sitzlochs auf. Insbesondere sind dabei die kurzen bzw. langen Symmetrieachsen aller Spritzlöcher in Bezug auf die Längsachse des Sacklochs oder des Sitzlochs oder Sitzlochs alle in gleicher Weise ausgerichtet.
  • Weiterhin vorteilhafterweise ist dabei die längere Achse des ovalen Querschnitts, insbesondere die längere Achse der Ellipse, parallel oder senkrecht zur Längsachse des Sacklochs oder des Sitzlochs oder Sitzlochs ausgerichtet.
  • Durch die ovale Form des Spritzlocheintritts läßt sich die längere Achse des Spritzlocheintritts entsprechend der wirkenden Spannung im Düsenkörper ausrichten, wobei der Querschnitt des Spritzlochs den geforderten Mindestquerschnitt nicht unterschreitet.
  • Bei dominierender Umfangsspannung im Sackloch oder Sitzloch wird dabei die längere Achse horizontal angeordnet, d. h. in eine Ebene senkrecht zur Längsachse des Sacklochs oder des Sitzlochs oder Sitzlochs. Hierdurch entsteht in Belastungsrichtung eine geringere Kerbwirkung als beim Kreisquerschnitt. Bei dominierender Axialspannung im Sackloch oder Sitzloch wird die längere Achse des Spritzlocheintritts dagegen vertikal angeordnet, d. h. jeweils in einer Ebene, welche parallel zur Längsachse des Sacklochs oder des Sitzlochs oder Sitzlochs verläuft. Auch durch diese Anordnung kann in Belastungsrichtung eine geringere Kerbwirkung erzielt werden als bei der Verwendung eines Kreisquerschnitts für den Spritzlocheintritt.
  • Die Düse gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt einen Düsenkörper, in welchem rückseitig ein Sackloch oder Sitzloch eingebracht ist, wobei von dem Sackloch oder Sitzloch mehrere Spritzlöcher ausgehen. Efindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass das Sackloch oder Sitzloch eine Nut aufweist, von welcher aus die Spritzlöcher ausgehen. Durch die Anordnung der Spritzlocheintritte im Bereich einer Nut auf der Innenseite des Sacklochs oder des Sitzlochs können ebenfalls die Kerbspannung, welche bei konventioneller Bohrungsverschneidung entsteht, verringert werden.
  • Vorteilhafterweise ist dabei vorgesehen, daß die Nut zu der Längsachse des Sacklochs oder des Sitzlochs rotationssymmetrisch angeordnet ist.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Spritzlöcher in Bezug auf die Sacklochachse auf gleicher Höhe angeordnet sind. Vorteilhafterweise ist dabei die Breite der Nut in Richtung der Längsachse des Sacklochs oder des Sitzlochs breiter als der Durchmesser der Spritzlöcher.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Spritzlöcher gleichmäßig auf dem Umfang der Nut verteilt sind, d. h. daß zwischen den einzelnen Spritzlöchern gleiche Abstände vorgesehen sind.
  • Eine Düse gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen Düsenkörper auf, in welchem rückseitig ein Sackloch oder Sitzloch eingebracht ist, wobei von dem Sackloch oder Sitzloch mindestens ein Spritzloch ausgeht. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, daß das Spritzloch am Spritzlochaustritt durch eine Senkung erweitert ist. Diese ermöglicht es, die Wandstärke entlang der Spritzlochachse zu erhöhen, ohne die Spritzlochlänge zu vergrößern. Auch dies führt zu einer erhöhten Dauerfestigkeit insbesondere im Spritzlocheintritt.
  • Vorteilhafterweise ist die Senkung dabei rotationssymmetrisch zur Spritzlochachse ausgeführt. Besonders vorteilhaft ist die Senkung dabei im Wesentlichen U-förmig, so daß sie die Geometrie des das Spritzloch verlassenden Strahlkonuses weniger beeinflußt.
  • Die drei Aspekte der vorliegenden Erfindung erlauben bereits jeweils für sich genommen eine Steigerung der Dauerfestigkeit einer Düse, insbesondere einer Kraftstoffinjektordüse. Die einzelnen Aspekte werden dabei erfindungsgemäß miteinander kombiniert.
  • Sämtliche Aspekte der vorliegenden Erfindung kommen bevorzugt bei Düsen zum Einsatz, wie sie im Folgenden näher beschrieben werden:
    • Die Düse kann mehrere Spritzlöcher aufweisen, welche vom Sackloch oder Sitzloch aus ausgehen. Insbesondere sind dabei mehr als drei Spritzlöcher, weiterhin vorteilhafterweise mehr als sechs Spritzlöcher vorgesehen. Vorteilhafterweise verlaufen dabei die Längsachsen der Spritzlöcher in einem spitzen Winkel zur Längsachse des Sacklochs oder des Sitzlochs radial nach außen.
  • Weiterhin vorteilhaftweise kann vorgesehen sein, daß der Düsenkörper rotationssymmetrisch ausgeführt ist. Ebenso kann das Sackloch oder Sitzloch rotationssymmetrisch ausgeführt sein. Vorteilhafterweise sind dabei mehrere Spritzlöcher vorgesehen, welche gleichmäßig in Umfangsrichtung um die Längsachse des Düsenkörpers bzw. des Sacklochs oder des Sitzlochs angeordnet sind, d. h. mit in Umfangsrichtung gleichen Abständen.
  • Weiterhin kann der Düsenkörper eine Erhebung aufweisen, in welcher rückseitig das Sackloch oder Sitzloch eingebracht ist, wobei mehrere Spritzlöcher vom Sackloch oder Sitzloch ausgehend radial nach außen zum Umfangsbereich der Erhebung führen. Insbesondere kann die Erhebung dabei kuppelförmig sein.
  • Sind dabei erfindungsgemäß mehrere Spritzlöcher vorgesehen, so sind diese vorteilhafterweise alle identisch ausgeführt.
  • Wie bereits oben beschrieben, handelt es sich bei der Düse insbesondere um eine Kraftstoffinjektordüse zum Einspritzen von Kraftstoff in einem Verbrennungsmotor. Dabei werden insbesondere bei Direkteinspritzungsmotoren sehr hohe Drucke eingesetzt, so daß die durch die vorliegende Erfindung erhöhte Dauerfestigkeit der Düse von besonderem Vorteil ist.
  • Neben der Düse umfaßt die vorliegende Erfindung dabei weiterhin einen Verbrennungsmotor mit einer solchen Düse zur Injektion von Kraftstoff. Insbesondere kann die Düse dabei zur direkten Injektion von Kraftstoff in den Zylinder dienen.
  • Die erfindungsgemäße Düse besteht dabei vorteilhafterweise aus Metall.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen sowie Zeichnungen näher beschrieben.
  • Dabei zeigen:
    • Figur 1:
    ein erstes Ausführungsbeispiel des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung,
    Figur 2:
    ein zweites Ausführungsbeispiel des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung,
    Figur 3:
    ein Ausführungsbeispiel des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung, und
    Figur 4:
    ein Ausführungsbeispiel des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung.
  • Die drei Aspekte der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden der besseren Übersicht halber jeweils einzeln anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Erfindungsgemäß werden jedoch alle drei Aspekte miteinander kombiniert.
  • Alle Ausführungsbeispiele der drei Aspekte der vorliegenden Erfindung zeigen eine Düse mit einem Düsenkörper 5, in welchem rückseitig ein Sackloch oder Sitzloch 1 eingebracht ist. Von dem Sackloch oder Sitzloch 1 verlaufen dabei mehrere Spritzlöcher 2 nach außen. Die Spritzlöcher 2 sind dabei mit ihren Spritzlocheintritten 3 dem Sackloch oder Sitzloch zugewandt, während die Spritzlochaustritte 4 zur Außenseite des Düsenkörpers 5 weisen.
  • Der Düsenkörper 5 weist dabei im Bereich des Sacklochs oder des Sitzlochs 1 eine Erhebung auf, in welche das Sackloch oder Sitzloch eingebracht ist. Die Erhebung 5 hat dabei im Bereich des Sacklochs oder des Sitzlochs 1 im Wesentlichen eine Kuppelform. Sowohl die Erhebung 5 als auch das Sackloch oder Sitzloch 1 sind im Ausführungsbeispiel rotationssymmetrisch.
  • Die Spritzlöcher 2 verlaufen dabei von den Seitenwänden des Sacklochs oder des Sitzlochs 1 radial nach außen zum Umfangsbereich des Düsenkörpers 5. Die Längsachsen der Spritzlöcher 2 weisen in Höhenrichtung einen spitzen Winkel zur Längsachse des Sacklochs oder des Sitzlochs 1 bzw. des Düsenkörpers 5 auf. Die Spritzlöcher 2 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig um das Sackloch oder Sitzloch 1 angeordnet.
  • Bei den in Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung weisen die Spritzlöcher jeweils einen nichtkreisförmigen Spritzlocheintritt 3 auf. Durch die nicht-runde Ausführung des Spritzlocheintritts 3 und die entsprechende Ausrichtung der Spritzlocheintritte können die im Bereich des Düsenkörpers 5 wirkenden Spannungen gezielt eingestellt werden. Insbesondere weisen dabei alle Spritzlocheintritte die gleiche nicht-runde Form und die gleiche Ausrichtung in Bezug auf die Längsachse des Sacklochs oder des Sitzlochs 1 auf. Die Spritzlochaustritte 4 der Spritzlöcher 2 sind dagegen weiterhin kreisförmig, um einen üblichen Kraftstoffstrahlkonus zu erhalten.
  • Bei beiden in Figur 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Spritzlocheintritte dabei jeweils ellipsenförmig geformt. Dabei ist die längere Symmetrieachse der Ellipsenform des Spritzlocheintritts entsprechend den wirkenden Spannungen (Umfangs- oder Axialspannung) ausgerichtet, wobei die Querschnittsfläche der Ellipse die geforderte Mindestquerschnittsfläche nicht unterschreitet.
  • Wie in Figur 1 gezeigt, wird bei dominierender Umfangsspannung im Sackloch oder Sitzloch 1 die Ellipse horizontal angeordnet. Die Ellipse ist dabei horizontal angeordnet, wenn die längere Symmetrieachse der Ellipse in einer Ebene verläuft, die senkrecht auf der Längsachse des Sacklochs oder des Sitzlochs 1 bzw. des Düsenkörpers 5 liegt. Hierdurch entsteht in Belastungsrichtung eine geringere Kerbwirkung als bei Verwendung eines Kreisquerschnitts.
  • Wie in Figur 2 dargestellt, wird bei dominierender Axialspannung im Sackloch oder Sitzloch dagegen die Ellipse vertikal angeordnet. Bei dieser Anordnung ist die längere Symmetrieachse der Ellipse in Richtung der Längsachse der Düse ausgerichtet. Hierdurch entsteht in Belastungsrichtung eine geringere Kerbwirkung als beim Kreisquerschnitt.
  • In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei ist eine zur Sacklochachse 7 rotationssymmetrische Nut 6 im Bereich der Spritzlocheintritte 3 vorgesehen. Die Nut 6 ist dabei in den Seitenwänden des Sacklochs oder des Sitzlochs 1 vorgesehen und weist in Höhenrichtung in etwa eine Erstreckung auf, welche der der Spritzlöcher 2 entspricht. Die Spritzlocheintritte 3 befinden sich damit komplett im Bereich der Nut 6.
  • Die hohen Kerbspannungen, welche bei konventioneller Bohrungsverschneidung entstehen, werden durch die erfindungsgemäße rotationssymmetrische Nut 6 im Sackloch oder Sitzloch, von welcher aus die Spritzlöcher 2 abgehen, verringert.
  • In Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung gezeigt, gemäß welchem am Spritzlochaustritt 4 jeweils eine Senkung 8 vorgesehen ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Senkung 8 dabei zur Spritzlochachse 9 rotationssymmetrisch ausgeführt. Insbesondere weist die Senkung dabei ein U-förmiges Profil auf. Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Wandstärke des Düsenkörpers 5 entlang der Spritzlochachse zu vergrößern, ohne die Spritzlochlänge zu erhöhen. Dies führt zur Dauerfestigkeit im Spritzlocheintritt, und das bei nahezu gleichbleibender Geometrie des Strahlkonusses.
  • Bei der Fertigung der Spritzlöcher wird ein Erodierdraht eingesetzt, welcher durch eine passende Steuerung eine definierte Bahn im Raum abfährt und hierdurch den nicht-runden Querschnitt der Spritzlöcher im Eintrittsbereich 3 sowie den runden Querschnitt im Austrittsbereich 4 zur Verfügung stellt. Hierfür wird eine Erodiermaschine eingesetzt, bei welcher die Bahn nicht nur in einer Ebene beliebig gewählt werden kann, sondern auch in der Tiefe.
  • Die vorliegende Erfindung erhöht durch alle drei Aspekte die Dauersicherheit der Düsen im Bereich der Bohrungsverschneidung von Sackloch oder Sitzloch zu Spritzloch, ohne einen wesentlichen Einfluß auf die Geometrie des Strahlkonusses zu haben. Insbesondere wird die Düse dabei als Kraftstoffeinspritzdüse eingesetzt.

Claims (10)

  1. Düse mit einem Düsenkörper (5), in welchen rückseitig ein Sackloch oder Sitzloch (1) eingebracht ist, wobei von dem Sackloch oder Sitzloch (1) mindestens ein Spritzloch (2) ausgeht, wobei das Spritzloch (2) im Bereich des Spritzlocheintritts (3) einen ovalen Querschnitt aufweist, wobei das Sackloch oder Sitzloch (1) eine Nut (6) aufweist, von welcher aus die Spritzlöcher (2) ausgehen, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzloch (2) am Spritzlochaustritt (4) durch eine Senkung (8) erweitert ist und dass die längere Achse des Spritzlocheintritts (3) entsprechend der wirkenden Spannung im Düsenkörper (5) ausgerichtet ist.
  2. Düse nach Anspruch 1, wobei das Spritzloch (2) im Bereich des Spritzlocheintritts (3) einen elliptischen Querschnitt aufweist.
  3. Düse nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Spritzloch (2) im Bereich des Spritzlochaustritts (4) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
  4. Düse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei mehrere Spritzlöcher (2) vorgesehen sind, welche vom Sackloch oder Sitzloch (1) ausgehen, wobei die ovalen Querschnitte aller Spritzlöcher die gleiche Ausrichtung bezüglich der Längsachse (7) des Sacklochs oder des Sitzlochs aufweisen, wobei vorteilhafterweise die längere Achse der Öffnungen, welche die Spritzlöcher im Bereich ihrer Spritzlocheintritte (3) bilden, parallel oder senkrecht zur Längsachse (7) des Sacklochs oder des Sitzlochs ausgerichtet ist.
  5. Düse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Nut (6) zu der Längsachse (7) des Sacklochs oder des Sitzlochs (1) rotationssymmetrisch angeordnet ist und/oder wobei die Spritzlöcher (2) in Bezug auf die Längsachse (7) des Sacklochs oder des Sitzlochs auf gleicher Höhe angeordnet sind und/oder wobei die Spritzlöcher (2) gleichmäßig auf den Umfang der Nut (6) verteilt sind.
  6. Düse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Senkung (8) rotationssymmetrisch zur Spritzlochachse (9) ausgeführt ist.
  7. Düse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei mehrere Spritzlöcher (2) vorgesehen sind, welche vom Sackloch oder Sitzloch (1) ausgehen, wobei die Längsachsen (9) der Spritzlöcher vorteilhafterweise in einem spitzen Winkel zur Längsachse (7) des Sacklochs oder des Sitzlochs (1) radial nach außen verlaufen.
  8. Düse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Düsenkörper (5) und/oder das Sackloch oder Sitzloch (1) rotationssymmetrisch ausgeführt sind.
  9. Düse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Düsenkörper (5) eine vorteilhafterweise kuppelförmige Erhebung aufweist, in welche rückseitig das Sackloch oder Sitzloch (1) eingebracht ist, wobei mehrere Spritzlöcher (2) vom Sackloch oder Sitzloch ausgehend radial nach außen zum Umfangsbereich der Erhebung führen.
  10. Verbrennungsmotor mit einer Düse nach einem der vorangegangenen Ansprüche zur Injektion von Kraftstoff.
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