EP2904259B1 - Nozzle assembly for a fluid injector and fluid injector - Google Patents

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EP2904259B1
EP2904259B1 EP13766353.0A EP13766353A EP2904259B1 EP 2904259 B1 EP2904259 B1 EP 2904259B1 EP 13766353 A EP13766353 A EP 13766353A EP 2904259 B1 EP2904259 B1 EP 2904259B1
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EP
European Patent Office
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nozzle
nozzle body
wall
fluid
clamping nut
Prior art date
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EP13766353.0A
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German (de)
French (fr)
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EP2904259A1 (en
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Thomas Hofmann
Alexander Brandl
Michael Engl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Publication of EP2904259A1 publication Critical patent/EP2904259A1/en
Application granted granted Critical
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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
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • 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
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • 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
    • F02M2200/03—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

  • a nozzle assembly for a fluid injector and a fluid injector with a nozzle assembly are provided.
  • soot and / or NOx emissions depends inter alia on the preparation of the air / fuel mixture in the respective cylinder of the internal combustion engine.
  • a starting point here is to achieve a very good treatment of the air / fuel mixture, and thus to reduce the pollutant emissions generated by the internal combustion engine and fuel consumption.
  • a correspondingly improved mixture preparation can be achieved if the fuel is metered under very high pressure.
  • the fuel pressures are up to over 2000 bar.
  • Such high pressures place high demands on the material of the nozzle assembly, on its construction as well as on the entire fluid injector. At the same time, larger forces must be absorbed by the nozzle assembly.
  • a nozzle assembly for a fluid injector has a nozzle body with a central axis.
  • the nozzle body has a nozzle body recess, injection openings and a circumferential surface facing away from the nozzle body recess.
  • she has one Nozzle clamping nut, by means of which the nozzle body can be coupled to an injector body.
  • the nozzle retaining nut has an inner wall facing the peripheral surface of the nozzle body.
  • the nozzle body and nozzle retaining nut are formed such that the peripheral surface of the nozzle body in the radial direction under the action of an operating pressure of a fluid to be metered on the nozzle body recess partially rests against the inner wall of the nozzle retaining nut.
  • a fastener for securing a first component to a second component along a common axis having a first portion having a threaded region for engagement with a corresponding threaded region of the first component, a second portion for applying a holding force to the second member to sealably engage the first and second members, and a deformable portion between the first and second members.
  • the deformable member is plastically deformable to permit relative movement of the first and second components during use of the fastener to angularly align a location on the fastener upon rotational movement of the fastener with a location on the first or second portion.
  • a nozzle assembly for a fluid injector comprises a nozzle body having a central axis.
  • the nozzle body has a DüsenAvemaus foundedung, which is preferably hydraulically coupled to a high pressure circuit of a fluid to be metered.
  • recess is preferably an axially movable, i. arranged in the direction of the central axis movable nozzle needle, which prevents fluid flow through an injection port in a closed position and outside the closed position releases a fluid flow through the injection port.
  • the nozzle body has an inner wall facing the nozzle body recess and an outer wall facing away from the nozzle body recess.
  • the nozzle assembly further comprises a nozzle retaining nut, by means of which the nozzle body can be coupled to an injector body.
  • the nozzle retaining nut and the injector body may each have a thread and thus screwed together.
  • Between the nozzle body and the injector body further components, such as intermediate plates or stop disks may be arranged.
  • the nozzle retaining nut has an outer wall facing the outer wall of the nozzle body and an outer wall facing away from the outer wall of the nozzle body outer wall.
  • the nozzle body and the nozzle retaining nut are designed such that the outer wall of the nozzle body in the radial direction under the action of a normal operating pressure of the fluid to be metered onto the nozzle body recess at least partially rests against the inner wall of the nozzle retaining nut.
  • a normal operating pressure of the fluid to be metered onto the nozzle body recess at least partially rests against the inner wall of the nozzle retaining nut.
  • the intended operating pressure can be, for example, the operating pressure during operation of the nozzle assembly or of the fluid injector.
  • the operating pressure may be between 1600 bar and 3000 bar, in particular between 1800 bar and 2500 bar.
  • the pressure threshold strength of the nozzle assembly can advantageously be increased.
  • This advantage can be used to allow higher system pressure or to achieve a reduction in wall thicknesses on the nozzle body resulting in a higher fuel carrying volume and improved mass constancy.
  • the nozzle body and the nozzle retaining nut overlap in the radial direction with one another, so that an overlapping area results, which extends in the axial direction from a first end facing away from the injection opening to a second end facing the injection opening.
  • radial direction is here and hereinafter referred to a direction orthogonal to the axial direction or to the central axis.
  • a first portion of the overlap region extends in the axial direction from the first end to a support point on which the nozzle body rests in the axial direction on the nozzle retaining nut.
  • the outer wall of the nozzle body lies on the nozzle body recess, in particular in the first partial area, under the action of the intended operating pressure of the fluid to be metered in the radial direction at least partially on the inner wall of the nozzle lock nut.
  • the nozzle retaining nut has an inner diameter, wherein the inner diameter is constant in the first partial area.
  • the inner diameter of the nozzle lock nut in the first portion does not change.
  • At least a portion of the inner wall of the nozzle retaining nut in the first portion is convex.
  • the inner wall of the nozzle retaining nut can thus be curved in the first portion such that portions of the inner wall of the nozzle retaining nut, which are closer to the first end or at the support point, a greater distance from the central axis than portions of the inner wall of the nozzle retaining nut, the farther from the first end or are removed from the point of support.
  • the entire inner wall of the nozzle retaining nut in the first portion is convex.
  • at least a portion of the outer wall of the nozzle body is convex in the first portion.
  • the nozzle lock nut in the first portion of a constant diameter.
  • the outer wall of the nozzle body in the first portion may be curved so that portions of the outer wall of the nozzle body, which are closer to the first end or at the support point, a greater distance from the inner wall of the nozzle retaining nut than areas of the outer wall of the nozzle body, the farther from the first End or from the point of support are removed.
  • the entire outer wall of the nozzle body is convex in the first portion.
  • a minimum distance between the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle retaining nut in the radial direction in the first partial area is less than 0.2 mm when a given reference pressure of the fluid to be metered is applied to the nozzle body recess.
  • the predetermined reference pressure may be approximately equal to the atmospheric pressure.
  • a minimum distance between the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle retaining nut can be less than 0.2 mm, for example, in particular when the nozzle assembly is not in operation.
  • particularly preferred embodiment is under the action of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the Düsenanalysisaus principleung the minimum distance in the first portion between the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle lock nut in the radial direction less than or equal to 0, 1 mm.
  • the minimum distance between the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle lock nut during operation of the nozzle assembly in the first portion of a support between areas of the nozzle body and the nozzle lock nut can be achieved.
  • the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle retaining nut in the first partial area extend substantially parallel to one another under the action of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess.
  • substantially parallel means that the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle lock nut parallel to each other, with any deviations are only within the range of tolerances in the manufacture of the individual components.
  • the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle retaining nut under the action of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess in the first portion continuously at a distance of less than or equal to 0.1 mm.
  • the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle retaining nut in the first portion substantially parallel to each other, wherein the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle lock nut in the first portion may for example have a constant distance of less than or equal to 0.1 mm to each other ,
  • the first portion has a first portion, in which under the action of the predetermined Reference pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess, the distance between the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle lock nut is less than or equal to in all other sections of the first portion.
  • the first section has in the axial direction at least a distance of 25% of the length of the first portion of both the first end and the support point.
  • the first section in the axial direction at a distance of at least 4 mm from both the first end and the support point.
  • a targeted support can thus take place in the operation of the fluid injector in sensitive areas of the nozzle body, for example in the area of the nozzle body collar.
  • the distance between the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle retaining nut in the first portion is smaller than in all other sections of the first portion under the action of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the Düsenharm originallyung.
  • the distance between the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle retaining nut in the first portion is smaller than in all other sections of the first portion under the action of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the Düsenanalysisaus foundedung.
  • the outer wall of the nozzle body is under the action of the intended operating pressure of the fluid to be metered on the nozzle body, in particular in the first portion of the first portion at least partially against the inner wall of the nozzle retaining nut.
  • the first portion in the axial direction has at least a distance of 25% of the length of the first portion from both the first end and the support point.
  • the first section in the axial direction at a distance of at least 4 mm from both the first end and the support point.
  • a fluid injector has a nozzle assembly and an injector body, wherein the nozzle assembly and the injector body are coupled together.
  • the fluid injector in this case comprises a nozzle assembly having one or more features of the aforementioned embodiments. Further advantages and advantageous embodiments of the nozzle assembly as well as of the nozzle assembly comprising fluid injector will become apparent from the following in connection with the FIGS. 1 to 4 described embodiments.
  • identical or identically acting components may each be provided with the same reference numerals.
  • the illustrated elements and their proportions with each other are basically not to be considered as true to scale. Rather, individual elements such as layers, components and areas for better representability and / or for better understanding can be shown exaggerated thick or large dimensions.
  • FIG. 1 shows a fluid injector with a nozzle assembly 1 and an injector body 4.
  • the nozzle assembly 1 has a nozzle body 2 and a nozzle lock nut 3, wherein the nozzle body 2 by means of the nozzle lock nut 3 with the injector body 4 is firmly coupled.
  • the nozzle body 2 and the injector body 4 thus form a common housing of the fluid injector.
  • further components such as intermediate plates or stop disks, may be arranged.
  • the nozzle body 2 has a central axis Z in the longitudinal direction.
  • the nozzle body 2 has a nozzle body recess 21 which is hydraulically coupled to a high pressure circuit of a fluid to be metered.
  • a nozzle needle 6 is arranged, which forms the nozzle assembly 1 together with the nozzle body 2 and the nozzle lock nut 3.
  • the nozzle needle 6 is guided in a region of the nozzle body recess 21. It is further biased by spring force and / or hydraulic force so that it prevents fluid flow through an injection opening 22 arranged in the nozzle body 2 when no further forces act on the nozzle needle 6.
  • the nozzle body 2 has an inner wall 23 facing the nozzle body recess 21 and an outer wall 24 facing away from the nozzle body recess 21.
  • the nozzle assembly further comprises a nozzle retaining nut 3 by means of which the nozzle body 2 is coupled to the injector body 4.
  • the nozzle retaining nut has an inner wall 31 facing the outer wall 24 of the nozzle body 2.
  • the nozzle body 2 and the nozzle lock nut 3 overlap in the radial direction in an overlap region 5 with each other.
  • This overlap region 5 extends in the axial direction 100 from a first end 51 facing away from the injection opening 22, which forms an upper edge of the nozzle body 2, to a second end 52 facing the injection opening 22.
  • a first subregion 54 of the overlap region 5 extends in the axial direction 100 from the first end 51 to a support point 53 against which the nozzle body 2 rests in the axial direction 100 on the nozzle retaining nut 3.
  • FIG. 2 shows an enlarged view of a section of the FIG. 1 according to a first embodiment.
  • the nozzle lock nut 3 has an inner diameter 33, which is constant in the first portion 54.
  • the outer wall 24 of the nozzle body 2 under the action of a predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the Düsen redesignaus Principleung 21 to the inner wall 31 of the nozzle lock nut 3, a minimum distance in the portion 54, which is smaller than 0.2 mm.
  • the predetermined reference pressure corresponds, for example, approximately to the atmospheric pressure.
  • the minimum distance between the outer wall 24 of the nozzle body 2 and the inner wall 31 of the nozzle lock nut 3 under the action of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the Düsenanalysisaus fundamentalung 21 in the first portion 54 in the radial direction 200 is less than or equal to 0.1 mm.
  • the nozzle body 2 and the nozzle retaining nut 3 are designed such that the outer wall 24 of the nozzle body 2 at least partially abuts against the inner wall 31 of the nozzle retaining nut 3 in the radial direction 200 under the influence of an intended operating pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess 21.
  • the intended operating pressure may be, for example, the operating pressure during operation of the fluid injector.
  • the operating pressure may be between 1600 bar and 3000 bar, in particular between 1800 bar and 2500 bar.
  • the outer wall 24 of the nozzle body 2 and the inner wall 31 of the nozzle lock nut 3 extend in the first partial area 54 essentially parallel to one another.
  • the outer wall of the nozzle body 2 and the inner wall 31 of the nozzle retaining nut 3 in the first subregion under the action of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess 21 a substantially constant distance of less than 0.2 mm, more preferably of less than or equal to 0, 1 mm up.
  • the first portion 54 has a first portion 541, in which the outer wall 24 of the nozzle body 2 rests on the inner wall 31 of the nozzle lock nut 3 under the action of the intended operating pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess 21, wherein the first portion 541 in the axial direction 100 has at least a distance of 25% of the length of the first portion 54 to both the first end 51 and the support point 53.
  • the first portion 541 in the axial direction 100 may have a distance of at least 4 mm from both the first end 51 and the support point 53.
  • FIG. 3 shows an enlarged view of a section of the FIG. 1 according to a further embodiment.
  • the inner wall 31 of the nozzle lock nut 3 is convex in the first portion 54.
  • the first portion 54 has a first portion 541, in which the distance between the outer wall 24 of the nozzle body 2 and the inner wall 31 of the nozzle lock nut 3 under the action of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess 21st smaller than in all other portions of the first portion 54, wherein the first portion 541 in the axial direction 100 at least a distance of 25% of the length of the first portion 54 from both the first end 51 and the support point 53 has.
  • the first section 541 in the axial direction 100 may have a distance of at least 4 mm from both the first end 51 and the support point 51.
  • the distance between the outer wall 24 of the nozzle body 2 and the inner wall 31 of the nozzle lock nut 3 is less than 0.2 mm under the action of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess 21 in the first section 541.
  • the outer wall 24 of the nozzle body 2 bears against the inner wall 31 of the nozzle lock nut 3 at least partially, so that centering by the radius in the inner wall 23 the nozzle retaining nut 3, a support of the nozzle body 2 is achieved in this area.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a section of the FIG. 1 shown according to another embodiment.
  • the outer wall 24 of the nozzle body 2 is convex in the first subregion 54.
  • the minimum distance in the first portion 54 between the outer wall 24 of the nozzle body 2 and the inner wall 31 of the nozzle retaining nut 3 in the radial direction 200 is less than or equal to 0.1 mm.
  • in the operation of the fluid injector by a concern of areas of the outer wall 24 of the nozzle body 2 at the Inner wall 31 of the nozzle retaining nut 3 in the first portion of a support of the nozzle body 2 done.

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Description

Es werden eine Düsenbaugruppe für einen Fluidinjektor und ein Fluidinjektor mit einer Düsenbaugruppe angegeben.A nozzle assembly for a fluid injector and a fluid injector with a nozzle assembly are provided.

Immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich der zulässigen Schadstoffemission und des Kraftstoffverbrauchs von Brennkraftmaschinen, die in Kraftfahrzeugen angeordnet sind, machen es erforderlich, Maßnahmen vorzunehmen, durch welche die Schadstoffemissionen und der Kraftstoffverbrauch gesenkt werden. Beispielsweise ist die Bildung von Ruß und/oder NOx-Emissionen unter anderem abhängig von der Aufbereitung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine. Ein Ansatzpunkt hierbei ist, eine sehr gute Aufbereitung des Luft/Kraftstoff-Gemisches zu erreichen, und so die von der Brennkraftmaschine erzeugten Schadstoffemissionen und den Kraftstoffverbrauch zu senken.Increasingly stringent legislation on the permissible pollutant emissions and fuel consumption of internal combustion engines, which are arranged in motor vehicles, make it necessary to take measures that reduce pollutant emissions and fuel consumption. For example, the formation of soot and / or NOx emissions depends inter alia on the preparation of the air / fuel mixture in the respective cylinder of the internal combustion engine. A starting point here is to achieve a very good treatment of the air / fuel mixture, and thus to reduce the pollutant emissions generated by the internal combustion engine and fuel consumption.

Eine entsprechend verbesserte Gemischaufbereitung kann erreicht werden, wenn der Kraftstoff unter sehr hohem Druck zugemessen wird. Im Falle von Diesel-Brennkraftmaschinen betragen die Kraftstoffdrücke zum Beispiel bis zu über 2000 bar. Derart hohe Drücke stellen sowohl hohe Anforderungen an das Material der Düsenbaugruppe, an deren Konstruktion als auch an den gesamten Fluidinjektor. Gleichzeitig müssen größere Kräfte von der Düsenbaugruppe aufgenommen werden.A correspondingly improved mixture preparation can be achieved if the fuel is metered under very high pressure. In the case of diesel internal combustion engines, for example, the fuel pressures are up to over 2000 bar. Such high pressures place high demands on the material of the nozzle assembly, on its construction as well as on the entire fluid injector. At the same time, larger forces must be absorbed by the nozzle assembly.

Aus der DE 10 2006 049 532 A1 ist eine Düsenbaugruppe für einen Fluidinjektor bekannt. Dieser weist einen Düsenkörper mit einer Zentralachse auf. Der Düsenkörper hat eine Düsenkörperausnehmung, Einspritzöffnungen sowie eine der Düsenkörperausnehmung abgewandte Umfangsfläche. Desweiteren weist sie eine Düsenspannmutter auf, mittels welcher der Düsenkörper mit einem Injektorkörper gekoppelt werden kann. Die Düsenspannmutter weist eine der Umfangsfläche des Düsenkörpers zugewandte Innenwand auf. Dabei sind der Düsenkörper und Düsenspannmutter derart ausgebildet, dass die Umfangsfläche des Düsenkörpers in radialer Richtung unter Einwirkung eines Betriebsdrucks eines zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung teilweise an der Innenwand der Düsenspannmutter anliegt.From the DE 10 2006 049 532 A1 For example, a nozzle assembly for a fluid injector is known. This has a nozzle body with a central axis. The nozzle body has a nozzle body recess, injection openings and a circumferential surface facing away from the nozzle body recess. Furthermore, she has one Nozzle clamping nut, by means of which the nozzle body can be coupled to an injector body. The nozzle retaining nut has an inner wall facing the peripheral surface of the nozzle body. Here, the nozzle body and nozzle retaining nut are formed such that the peripheral surface of the nozzle body in the radial direction under the action of an operating pressure of a fluid to be metered on the nozzle body recess partially rests against the inner wall of the nozzle retaining nut.

Aus der DE 100 18 663 A1 ist ein Einspritzventil mit einem Gehäuse bekannt, einer Spannmutter und einem Düsenkörper, wobei die Spannmutter den Düsenkörper gegen das Gehäuse vorspannt. Die Flächenpaarung zwischen der Spannmutter und dem Düsenkörper ist in der Weise derart, dass eine Vorspannkraft den Düsenkörper ausgeübt wird.From the DE 100 18 663 A1 is an injection valve with a housing known, a clamping nut and a nozzle body, wherein the clamping nut biases the nozzle body against the housing. The surface pairing between the clamping nut and the nozzle body is such that a biasing force is exerted on the nozzle body.

Aus der EP 2 336 548 A1 ist ein Befestigungselement zum Befestigen eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil entlang einer gemeinsamen Achse bekannt, wobei das Befestigungselement einen ersten Teil aufweist, der eine mit Gewinde versehene Region für den Eingriff mit einer entsprechenden mit Gewinde versehenen Region des ersten Bauteils hat, einen zweiten Teil zum Ausüben einer Haltekraft auf das zweite Bauteil, um das erste und das zweite Bauteil im dichtenden Eingriff zu halten, und einen verformbaren Teil zwischen dem ersten und dem zweiten Teil. Der verformbare Teil ist plastisch verformbar, so dass er im Gebrauch des Befestigungselements eine relative Bewegung des ersten und des zweiten Bauteils zulässt, um eine Stelle an dem Befestigungselement bei einer Drehbewegung des Befestigungselements mit einer Stelle an dem ersten oder zweiten Teil in Winkelausrichtung zu bringen.From the EP 2 336 548 A1 For example, a fastener for securing a first component to a second component along a common axis is known, the fastener having a first portion having a threaded region for engagement with a corresponding threaded region of the first component, a second portion for applying a holding force to the second member to sealably engage the first and second members, and a deformable portion between the first and second members. The deformable member is plastically deformable to permit relative movement of the first and second components during use of the fastener to angularly align a location on the fastener upon rotational movement of the fastener with a location on the first or second portion.

Es ist eine zu lösende Aufgabe zumindest einiger Ausführungsformen, eine Düsenbaugruppe für einen Fluidinjektor anzugeben, die einen zuverlässigen und präzisen Betrieb ermöglicht. Eine weitere Aufgabe zumindest einiger Ausführungsformen ist es, einen Fluidinjektor mit einer Düsenbaugruppe anzugeben.It is an object to be achieved, at least in some embodiments, to provide a nozzle assembly for a fluid injector that enables reliable and accurate operation. Another object of at least some embodiments is to provide a fluid injector with a nozzle assembly.

Diese Aufgaben werden durch Gegenstände gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Gegenstände gehen weiterhin aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.These objects are achieved by articles according to the independent claims. Advantageous embodiments and further developments of the subject matter will become apparent from the dependent claims, the following description and the drawings.

Gemäß einer Ausführungsform weist eine Düsenbaugruppe für einen Fluidinjektor einen Düsenkörper mit einer Zentralachse auf. Der Düsenkörper weist eine Düsenkörperausnehmung auf, die vorzugsweise mit einem Hochdruckkreis eines zuzumessenden Fluids hydraulisch koppelbar ist. In der Düsenkörperausnehmung ist vorzugsweise eine axial bewegliche, d.h. in Richtung der Zentralachse bewegliche Düsennadel angeordnet, die in einer Schließposition einen Fluidfluss durch eine Einspritzöffnung verhindert und außerhalb der Schließposition einen Fluidfluss durch die Einspritzöffnung freigibt. Der Düsenkörper weist eine der Düsenkörperausnehmung zugewandte Innenwand sowie eine der Düsenkörperausnehmung abgewandte Außenwand auf.According to one embodiment, a nozzle assembly for a fluid injector comprises a nozzle body having a central axis. The nozzle body has a Düsenkörperausnehmung, which is preferably hydraulically coupled to a high pressure circuit of a fluid to be metered. In the nozzle body recess is preferably an axially movable, i. arranged in the direction of the central axis movable nozzle needle, which prevents fluid flow through an injection port in a closed position and outside the closed position releases a fluid flow through the injection port. The nozzle body has an inner wall facing the nozzle body recess and an outer wall facing away from the nozzle body recess.

Die Düsenbaugruppe umfasst weiterhin eine Düsenspannmutter, mittels der der Düsenkörper mit einem Injektorkörper koppelbar ist. Beispielsweise können die Düsenspannmutter und der Injektorkörper jeweils ein Gewinde aufweisen und so miteinander verschraubt sein. Zwischen dem Düsenkörper und dem Injektorkörper können weitere Bauteile, wie zum Beispiel Zwischenplatten oder Anschlagscheiben, angeordnet sein. Die Düsenspannmutter weist eine der Außenwand des Düsenkörpers zugewandte Innenwand sowie eine der Außenwand des Düsenkörpers abgewandte Außenwand auf.The nozzle assembly further comprises a nozzle retaining nut, by means of which the nozzle body can be coupled to an injector body. For example, the nozzle retaining nut and the injector body may each have a thread and thus screwed together. Between the nozzle body and the injector body further components, such as intermediate plates or stop disks may be arranged. The nozzle retaining nut has an outer wall facing the outer wall of the nozzle body and an outer wall facing away from the outer wall of the nozzle body outer wall.

Des Weiteren sind der Düsenkörper und die Düsenspannmutter derart ausgebildet, dass die Außenwand des Düsenkörpers in radialer Richtung unter Einwirkung eines bestimmungsgemäßen Betriebsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung zumindest teilweise an der Innenwand der Düsenspannmutter anliegt. Beispielsweise ist zumindest ein Teilabschnitt der Außenwand des Düsenkörpers in einem Betrieb der Düsenbaugruppe in radialer Richtung mit einem Teilabschnitt der Innenwand der Düsenspannmutter in Berührung. Der bestimmungsgemäße Betriebsdruck kann beispielsweise der Betriebsdruck beim Betrieb der Düsenbaugruppe beziehungsweise des Fluidinjektors sein. Zum Beispiel kann der Betriebsdruck zwischen 1600 bar und 3000 bar, insbesondere zwischen 1800 bar bis 2500 bar betragen.Furthermore, the nozzle body and the nozzle retaining nut are designed such that the outer wall of the nozzle body in the radial direction under the action of a normal operating pressure of the fluid to be metered onto the nozzle body recess at least partially rests against the inner wall of the nozzle retaining nut. For example, at least a portion of the outer wall of the nozzle body in an operation of the nozzle assembly in the radial direction with a portion of the inner wall of the nozzle lock nut in contact. The intended operating pressure can be, for example, the operating pressure during operation of the nozzle assembly or of the fluid injector. For example, the operating pressure may be between 1600 bar and 3000 bar, in particular between 1800 bar and 2500 bar.

Durch das Anlegen der Außenwand des Düsenkörpers an der Innenwand der Düsenspannmutter und einer damit verbundenen Abstützung des Düsenkörpers unter Druck an der Düsenspannmutter kann vorteilhafterweise die Druckschwellfestigkeit der Düsenbaugruppe gesteigert werden. Dieser Vorteil kann genutzt werden, um einen höheren Systemdruck zu ermöglichen oder um eine Verringerung der Wandstärken am Düsenkörper mit der Folge eines höheren Kraftstoff führenden Volumens und einer verbesserten Mengenkonstanz zu erreichen. Erfindungsgemäß überlappen der Düsenkörper und die Düsenspannmutter in radialer Richtung miteinander, so dass sich ein Überlappungsbereich ergibt, der sich in axialer Richtung von einem der Einspritzöffnung abgewandten ersten Ende bis zu einem der Einspritzöffnung zugewandten zweiten Ende erstreckt. Mit "radialer Richtung" wird dabei hier und im Folgenden eine zur axialen Richtung beziehungsweise zur Zentralachse orthogonale Richtung bezeichnet. Ein erster Teilbereich des Überlappungsbereichs erstreckt sich in axialer Richtung vom ersten Ende bis zu einem Auflagepunkt, an dem der Düsenkörper in axialer Richtung an der Düsenspannmutter anliegt. Erfindungsgemäß liegt die Außenwand des Düsenkörpers insbesondere in dem ersten Teilbereich unter Einwirkung des bestimmungsgemäßen Betriebsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung in radialer Richtung zumindest teilweise an der Innenwand der Düsenspannmutter an.By applying the outer wall of the nozzle body to the inner wall of the nozzle retaining nut and an associated support of the nozzle body under pressure on the nozzle retaining nut, the pressure threshold strength of the nozzle assembly can advantageously be increased. This advantage can be used to allow higher system pressure or to achieve a reduction in wall thicknesses on the nozzle body resulting in a higher fuel carrying volume and improved mass constancy. According to the invention, the nozzle body and the nozzle retaining nut overlap in the radial direction with one another, so that an overlapping area results, which extends in the axial direction from a first end facing away from the injection opening to a second end facing the injection opening. By "radial direction" is here and hereinafter referred to a direction orthogonal to the axial direction or to the central axis. A first portion of the overlap region extends in the axial direction from the first end to a support point on which the nozzle body rests in the axial direction on the nozzle retaining nut. According to the invention, the outer wall of the nozzle body lies on the nozzle body recess, in particular in the first partial area, under the action of the intended operating pressure of the fluid to be metered in the radial direction at least partially on the inner wall of the nozzle lock nut.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Düsenspannmutter einen Innendurchmesser auf, wobei der Innendurchmesser in dem ersten Teilbereich konstant ist. In anderen Worten ändert sich der Innendurchmesser der Düsenspannmutter in dem ersten Teilbereich nicht. Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass in einem Betrieb der Düsenbaugruppe insbesondere in einem hinsichtlich der Hochdruckfestigkeit des Düsenkörpers sensiblen Bereich eine Abstützung zwischen Bereichen des Düsenkörpers und der Düsenspannmutter sowie eine resultierende Steigerung der Druckschwellfestigkeit erzielt werden.According to a further embodiment, the nozzle retaining nut has an inner diameter, wherein the inner diameter is constant in the first partial area. In other words, the inner diameter of the nozzle lock nut in the first portion does not change. This can advantageously be achieved that in an operation of the nozzle assembly, in particular in a sensitive area with respect to the high pressure resistance of the nozzle body a support between areas of the nozzle body and the nozzle retaining nut and a resulting increase in Druckschwellfestigkeit be achieved.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest ein Abschnitt der Innenwand der Düsenspannmutter in dem ersten Teilbereich konvex ausgebildet. Die Innenwand der Düsenspannmutter kann also in dem ersten Teilbereich derart gekrümmt sein, dass Bereiche der Innenwand der Düsenspannmutter, die näher am ersten Ende beziehungsweise am Auflagepunkt liegen, einen größeren Abstand zur Zentralachse aufweisen als Bereiche der Innenwand der Düsenspannmutter, die weiter vom ersten Ende beziehungsweise vom Auflagepunkt entfernt sind. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die gesamte Innenwand der Düsenspannmutter in dem ersten Teilbereich konvex ausgebildet. Auch durch eine derartige Ausgestaltung kann durch eine Zentrierung zwischen Düsenkörper und Düsenspannmutter durch einen Radius in der Innenwand der Düsenspannmutter in dem ersten Teilbereich eine Steigerung der Druckschwellfestigkeit der einzelnen Komponenten, insbesondere des Düsenkörper, erzielt werden. Erfindungsgemäß ist zumindest ein Abschnitt der Außenwand des Düsenkörpers in dem ersten Teilbereich konvex ausgebildet. Vorzugsweise weist dabei die Düsenspannmutter in dem ersten Teilbereich einen konstanten Durchmesser auf. Beispielsweise kann die Außenwand des Düsenkörpers in dem ersten Teilbereich derart gekrümmt sein, dass Bereiche der Außenwand des Düsenkörpers, die näher am ersten Ende beziehungsweise am Auflagepunkt liegen, einen größeren Abstand zur Innenwand der Düsenspannmutter aufweisen als Bereiche der Außenwand des Düsenkörpers, die weiter vom ersten Ende beziehungsweise vom Auflagepunkt entfernt sind. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die gesamte Außenwand des Düsenkörpers in dem ersten Teilbereich konvex ausgebildet. Durch die Zentrierung zwischen Düsenkörper und Düsenspannmutter durch einen Radius in der Außenwand des Düsenkörpers kann ebenfalls die Druckschwellfestigkeit der Komponenten gesteigert werden.According to a further embodiment, at least a portion of the inner wall of the nozzle retaining nut in the first portion is convex. The inner wall of the nozzle retaining nut can thus be curved in the first portion such that portions of the inner wall of the nozzle retaining nut, which are closer to the first end or at the support point, a greater distance from the central axis than portions of the inner wall of the nozzle retaining nut, the farther from the first end or are removed from the point of support. According to a particularly preferred embodiment, the entire inner wall of the nozzle retaining nut in the first portion is convex. Also by such a configuration can be achieved by a centering between the nozzle body and nozzle retaining nut by a radius in the inner wall of the nozzle lock nut in the first portion of an increase in the pressure threshold strength of the individual components, in particular of the nozzle body. According to the invention, at least a portion of the outer wall of the nozzle body is convex in the first portion. Preferably, in this case, the nozzle lock nut in the first portion of a constant diameter. For example, the outer wall of the nozzle body in the first portion may be curved so that portions of the outer wall of the nozzle body, which are closer to the first end or at the support point, a greater distance from the inner wall of the nozzle retaining nut than areas of the outer wall of the nozzle body, the farther from the first End or from the point of support are removed. According to a particularly preferred embodiment, the entire outer wall of the nozzle body is convex in the first portion. By centering between the nozzle body and nozzle retaining nut by a radius in the outer wall of the nozzle body also the pressure threshold strength of the components can be increased.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt unter Einwirkung eines vorgegebenen Bezugsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung ein minimaler Abstand zwischen der Außenwand des Düsenkörpers und der Innenwand der Düsenspannmutter in radialer Richtung in dem ersten Teilbereich kleiner 0,2 mm. Der vorgegebene Bezugsdruck kann zum Beispiel in etwa dem Atmosphärendruck entsprechen. In dem ersten Teilbereich kann also ein minimaler Abstand zwischen der Außenwand des Düsenkörpers und der Innenwand der Düsenspannmutter kleiner als 0,2 mm betragen, beispielsweise insbesondere wenn die Düsenbaugruppe nicht in Betrieb ist. Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt unter Einwirkung des vorgegebenen Bezugsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung der minimale Abstand in dem ersten Teilbereich zwischen der Außenwand des Düsenkörpers und der Innenwand der Düsenspannmutter in radialer Richtung kleiner oder gleich 0, 1 mm. Vorteilhafterweise kann durch eine derartige Verringerung des minimalen Abstand zwischen der Außenwand des Düsenkörpers und der Innenwand der Düsenspannmutter im Betrieb der Düsenbaugruppe in dem ersten Teilbereich eine Abstützung zwischen Bereichen des Düsenkörpers und der Düsenspannmutter erreicht werden.According to a further embodiment, a minimum distance between the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle retaining nut in the radial direction in the first partial area is less than 0.2 mm when a given reference pressure of the fluid to be metered is applied to the nozzle body recess. For example, the predetermined reference pressure may be approximately equal to the atmospheric pressure. In the first subarea, therefore, a minimum distance between the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle retaining nut can be less than 0.2 mm, for example, in particular when the nozzle assembly is not in operation. According to a further, particularly preferred embodiment is under the action of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the Düsenkörperausnehmung the minimum distance in the first portion between the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle lock nut in the radial direction less than or equal to 0, 1 mm. Advantageously, by such a reduction of the minimum distance between the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle lock nut during operation of the nozzle assembly in the first portion of a support between areas of the nozzle body and the nozzle lock nut can be achieved.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform verlaufen unter Einwirkung des vorgegebenen Bezugsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung die Außenwand des Düsenkörpers und die Innenwand der Düsenspannmutter in dem ersten Teilbereich im Wesentlichen parallel zueinander. "Im Wesentlichen parallel" bedeutet dabei, dass die die Außenwand des Düsenkörpers und die Innenwand der Düsenspannmutter parallel zueinander verlaufen, wobei etwaige Abweichungen lediglich im Bereich der Toleranzen bei der Fertigung der einzelnen Bauteile liegen. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Außenwand des Düsenkörpers und der Innenwand der Düsenspannmutter in dem ersten Teilbereich kann unter Einwirkung des bestimmungsgemäßen Betriebsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung durch die durchgehende Zentrierung eine großflächige Anlage zwischen Bereichen des Düsenkörpers und der Düsenspannmutter erfolgen.According to a further embodiment, the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle retaining nut in the first partial area extend substantially parallel to one another under the action of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess. "Substantially parallel" means that the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle lock nut parallel to each other, with any deviations are only within the range of tolerances in the manufacture of the individual components. In such a configuration of the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle retaining nut in the first portion can be effected under the action of the intended operating pressure of the fluid to be metered on the Düsenkörperausnehmung by the continuous centering a large-scale investment between areas of the nozzle body and the nozzle retaining nut.

Gemäß einer weitere Ausführungsform weisen die Außenwand des Düsenkörpers und die Innenwand der Düsenspannmutter unter Einwirkung des vorgegebenen Bezugsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung in dem ersten Teilbereich durchgehend einen Abstand von kleiner oder gleich 0,1 mm auf. Vorteilhafterweise verlaufen dabei die Außenwand des Düsenkörpers und die Innenwand der Düsenspannmutter in dem ersten Teilbereich im Wesentlichen parallel zueinander, wobei die Außenwand des Düsenkörpers und die Innenwand der Düsenspannmutter in dem ersten Teilbereich beispielsweise einen konstanten Abstand von kleiner oder gleich 0,1 mm zueinander aufweisen können.According to a further embodiment, the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle retaining nut under the action of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess in the first portion continuously at a distance of less than or equal to 0.1 mm. Advantageously, in this case, the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle retaining nut in the first portion substantially parallel to each other, wherein the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle lock nut in the first portion may for example have a constant distance of less than or equal to 0.1 mm to each other ,

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der erste Teilbereich einen ersten Abschnitt auf, in dem unter Einwirkung des vorgegebenen Bezugsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung der Abstand zwischen der Außenwand des Düsenkörpers und der Innenwand der Düsenspannmutter kleiner oder gleich als in allen anderen Abschnitten des ersten Teilbereich ist. Vorzugsweise weist der erste Abschnitt dabei in axialer Richtung mindestens eine Entfernung von 25% der Länge des ersten Teilbereichs sowohl vom ersten Ende als auch vom Auflagepunkt auf. Dadurch kann insbesondere in Bereichen des Düsenkörpers, die besonders kritisch hinsichtlich der Hochdruckfestigkeit sind, eine Abstützung zwischen Düsenkörper und Düsenspannmutter erreicht werden.According to a further embodiment, the first portion has a first portion, in which under the action of the predetermined Reference pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess, the distance between the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle lock nut is less than or equal to in all other sections of the first portion. Preferably, the first section has in the axial direction at least a distance of 25% of the length of the first portion of both the first end and the support point. As a result, in particular in regions of the nozzle body which are particularly critical with regard to the high pressure resistance, a support between the nozzle body and the nozzle retaining nut can be achieved.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der erste Abschnitt in axialer Richtung eine Entfernung von mindestens 4 mm sowohl vom ersten Ende als auch vom Auflagepunkt auf. Vorteilhafterweise kann somit im Betrieb des Fluidinjektors in sensiblen Bereichen des Düsenkörpers, wie zum Beispiel im Bereich des Düsenkörperbundes, eine gezielte Abstützung erfolgen.According to a further embodiment, the first section in the axial direction at a distance of at least 4 mm from both the first end and the support point. Advantageously, a targeted support can thus take place in the operation of the fluid injector in sensitive areas of the nozzle body, for example in the area of the nozzle body collar.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist unter Einwirkung des vorgegebenen Bezugsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung der Abstand zwischen der Außenwand des Düsenkörpers und der Innenwand der Düsenspannmutter in dem ersten Abschnitt kleiner als in allen anderen Abschnitten des ersten Teilbereichs. Beispielsweise kann mittels einer Zentrierung durch einen Radius in der Innenwand der Düsenspannmutter und/oder durch eine Zentrierung durch einen Radius in der Außenwand des Düsenkörpers erreicht werden, dass in dem ersten Abschnitt ein kleinerer Abstand in radialer Richtung zwischen Außenwand des Düsenkörpers und der Innenwand der Düsenspannmutter vorhanden ist als in anderen Abschnitten des ersten Teilbereichs, die nicht in dem ersten Abschnitt liegen.According to a further embodiment, the distance between the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle retaining nut in the first portion is smaller than in all other sections of the first portion under the action of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the Düsenkörperausnehmung. For example, can be achieved by means of a centering by a radius in the inner wall of the nozzle lock nut and / or by a centering by a radius in the outer wall of the nozzle body that in the first section a smaller distance in the radial direction between the outer wall of the nozzle body and the inner wall of the nozzle lock nut is present than in other sections of the first section that are not in the first section.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegt die Außenwand des Düsenkörpers unter Einwirkung des bestimmungsgemäßen Betriebsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung insbesondere in dem ersten Abschnitt des ersten Teilbereichs zumindest teilweise an der Innenwand der Düsenspannmutter an. Vorzugsweise weist der erste Abschnitt in axialer Richtung mindestens eine Entfernung von 25% der Länge des ersten Teilbereichs sowohl vom ersten Ende als auch vom Auflagepunkt aufweist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der erste Abschnitt in axialer Richtung eine Entfernung von mindestens 4 mm sowohl vom ersten Ende als auch vom Auflagepunkt auf. Dadurch kann insbesondere in hinsichtlich der Hochdruckfestigkeit des Düsenkörpers sensiblen Bereichen eine Abstützung zwischen der Innenwand der Düsenspannmutter und der Außenwand des Düsenkörpers erzielt werden.According to a further embodiment, the outer wall of the nozzle body is under the action of the intended operating pressure of the fluid to be metered on the nozzle body, in particular in the first portion of the first portion at least partially against the inner wall of the nozzle retaining nut. Preferably, the first portion in the axial direction has at least a distance of 25% of the length of the first portion from both the first end and the support point. According to a further embodiment, the first section in the axial direction at a distance of at least 4 mm from both the first end and the support point. As a result, a support between the inner wall of the nozzle retaining nut and the outer wall of the nozzle body can be achieved, in particular in areas sensitive to the high-pressure resistance of the nozzle body.

Durch die günstig angebrachte radiale Krafteinleitung zwischen Düsenspannmutter und Düsenkörper erfolgt somit eine radiale Vorspannung des Düsenkörpers und eine Absenkung des Spannungsniveaus. Des Weiteren wirkt der erweiterte Kraftfluss zwischen Düsenkörper und Düsenspannmutter wie eine Wandstärkenvergrößerung und führt damit zu einer weiteren Verringerung der Spannungsamplituden. Insbesondere bei bauraumbedingten Einschränkungen der Wandstärken des Düsenkörpers können so ohne Kostensteigerungen, die beispielsweise aus Materialverbesserungen resultieren, die Druckschwellfestigkeit der Komponenten gesteigert werden.Due to the low-mounted radial force introduction between nozzle retaining nut and nozzle body thus takes place a radial bias of the nozzle body and a lowering of the voltage level. Furthermore, the expanded flow of force between the nozzle body and the nozzle retaining nut acts as a wall thickness enlargement and thus leads to a further reduction of the voltage amplitudes. In particular, in space-constrained wall thicknesses of the nozzle body can be increased without increasing costs, resulting for example from material improvements, the pressure threshold strength of the components.

Gemäß zumindest einer weiteren Ausführungsform weist ein Fluidinjektor eine Düsenbaugruppe sowie einen Injektorkörper auf, wobei die Düsenbaugruppe und der Injektorkörper miteinander gekoppelt sind. Der Fluidinjektor umfasst dabei eine Düsenbaugruppe mit einem oder mehreren Merkmalen der vorgenannten Ausführungsformen. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der Düsenbaugruppe sowie des die Düsenbaugruppe umfassenden Fluidinjektors ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsformen.In accordance with at least one further embodiment, a fluid injector has a nozzle assembly and an injector body, wherein the nozzle assembly and the injector body are coupled together. The fluid injector in this case comprises a nozzle assembly having one or more features of the aforementioned embodiments. Further advantages and advantageous embodiments of the nozzle assembly as well as of the nozzle assembly comprising fluid injector will become apparent from the following in connection with the FIGS. 1 to 4 described embodiments.

Es zeigen:

Figur 1
einen Fluidinjektor im Längsschnitt,
Figur 2
eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der Figur 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Figur 3
eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der Figur 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, und
Figur 4
eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der Figur 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Show it:
FIG. 1
a fluid injector in longitudinal section,
FIG. 2
an enlarged view of a section of FIG. 1 according to an embodiment,
FIG. 3
an enlarged view of a section of FIG. 1 according to a further embodiment, and
FIG. 4
an enlarged view of a section of FIG. 1 according to a further embodiment.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente wie zum Beispiel Schichten, Bauteile und Bereiche zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.In the exemplary embodiments and figures, identical or identically acting components may each be provided with the same reference numerals. The illustrated elements and their proportions with each other are basically not to be considered as true to scale. Rather, individual elements such as layers, components and areas for better representability and / or for better understanding can be shown exaggerated thick or large dimensions.

Figur 1 zeigt einen Fluidinjektor mit einer Düsenbaugruppe 1 und einem Injektorkörper 4. Die Düsenbaugruppe 1 weist einen Düsenkörper 2 und eine Düsenspannmutter 3 auf, wobei der Düsenkörper 2 mittels der Düsenspannmutter 3 mit dem Injektorkörper 4 fest gekoppelt ist. Der Düsenkörper 2 und der Injektorkörper 4 bilden so ein gemeinsames Gehäuse des Fluidinjektors. Zwischen dem Düsenkörper 2 und dem Injektorkörper 4 können weitere Bauteile, wie zum Beispiel Zwischenplatten oder Anschlagscheiben, angeordnet sein. FIG. 1 shows a fluid injector with a nozzle assembly 1 and an injector body 4. The nozzle assembly 1 has a nozzle body 2 and a nozzle lock nut 3, wherein the nozzle body 2 by means of the nozzle lock nut 3 with the injector body 4 is firmly coupled. The nozzle body 2 and the injector body 4 thus form a common housing of the fluid injector. Between the nozzle body 2 and the injector body 4 further components, such as intermediate plates or stop disks, may be arranged.

Der Düsenkörper 2 weist in Längsrichtung eine Zentralachse Z auf. Der Düsenkörper 2 hat eine Düsenkörperausnehmung 21, die mit einem Hochdruckkreis eines zuzumessenden Fluids hydraulisch koppelbar ist. In der Düsenkörperausnehmung 21 ist eine Düsennadel 6 angeordnet, die zusammen mit dem Düsenkörper 2 und der Düsenspannmutter 3 die Düsenbaugruppe 1 bildet. Die Düsennadel 6 ist in einem Bereich der Düsenkörperausnehmung 21 geführt. Sie ist ferner mittels Federkraft und/oder hydraulischer Kraft so vorgespannt, dass sie einen Fluidfluss durch eine im Düsenkörper 2 angeordnete Einspritzöffnung 22 verhindert, wenn keine weiteren Kräfte auf die Düsennadel 6 einwirken. Der Düsenkörper 2 weist eine der Düsenkörperausnehmung 21 zugewandte Innenwand 23 sowie eine der Düsenkörperausnehmung 21 abgewandte Außenwand 24 auf.The nozzle body 2 has a central axis Z in the longitudinal direction. The nozzle body 2 has a nozzle body recess 21 which is hydraulically coupled to a high pressure circuit of a fluid to be metered. In the nozzle body recess 21, a nozzle needle 6 is arranged, which forms the nozzle assembly 1 together with the nozzle body 2 and the nozzle lock nut 3. The nozzle needle 6 is guided in a region of the nozzle body recess 21. It is further biased by spring force and / or hydraulic force so that it prevents fluid flow through an injection opening 22 arranged in the nozzle body 2 when no further forces act on the nozzle needle 6. The nozzle body 2 has an inner wall 23 facing the nozzle body recess 21 and an outer wall 24 facing away from the nozzle body recess 21.

Die Düsenbaugruppe umfasst weiterhin eine Düsenspannmutter 3 mittels der der Düsenkörper 2 mit dem Injektorkörper 4 gekoppelt ist. Die Düsenspannmutter weist eine der Außenwand 24 des Düsenkörpers 2 zugewandte Innenwand 31 auf. Der Düsenkörper 2 und die Düsenspannmutter 3 überlappen in radialer Richtung in einem Überlappungsbereich 5 miteinander. Dieser Überlappungsbereich 5 erstreckt sich in axialer Richtung 100 von einem der Einspritzöffnung 22 abgewandten ersten Ende 51 der eine Oberkante des Düsenkörpers 2 bildet, bis zu einem der Einspritzöffnung 22 zugewandten zweiten Ende 52. Ein erster Teilbereich 54 des Überlappungsbereichs 5 erstreckt sich in axialer Richtung 100 vom ersten Ende 51 bis zu einem Auflagepunkt 53 an dem der Düsenkörper 2 in axialer Richtung 100 an der Düsenspannmutter 3 anliegt.The nozzle assembly further comprises a nozzle retaining nut 3 by means of which the nozzle body 2 is coupled to the injector body 4. The nozzle retaining nut has an inner wall 31 facing the outer wall 24 of the nozzle body 2. The nozzle body 2 and the nozzle lock nut 3 overlap in the radial direction in an overlap region 5 with each other. This overlap region 5 extends in the axial direction 100 from a first end 51 facing away from the injection opening 22, which forms an upper edge of the nozzle body 2, to a second end 52 facing the injection opening 22. A first subregion 54 of the overlap region 5 extends in the axial direction 100 from the first end 51 to a support point 53 against which the nozzle body 2 rests in the axial direction 100 on the nozzle retaining nut 3.

Figur 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der Figur 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Düsenspannmutter 3 weist einen Innendurchmesser 33 auf, der in dem ersten Teilbereich 54 konstant ist. Vorzugsweise weist die Außenwand 24 des Düsenkörpers 2 unter Einwirkung eines vorgegebenen Bezugsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung 21 zur Innenwand 31 der Düsenspannmutter 3 einen minimalen Abstand in dem Teilbereich 54 auf, der kleiner 0,2 mm beträgt. Der vorgegebene Bezugsdruck entspricht dabei beispielsweise in etwa dem Atmosphärendruck. Besonders bevorzugt beträgt der minimale Abstand zwischen der Außenwand 24 des Düsenkörpers 2 und der Innenwand 31 der Düsenspannmutter 3 unter Einwirkung des vorgegebenen Bezugsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung 21 in dem ersten Teilbereich 54 in radialer Richtung 200 kleiner oder gleich 0,1 mm. FIG. 2 shows an enlarged view of a section of the FIG. 1 according to a first embodiment. The nozzle lock nut 3 has an inner diameter 33, which is constant in the first portion 54. Preferably, the outer wall 24 of the nozzle body 2, under the action of a predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the Düsenkörperausnehmung 21 to the inner wall 31 of the nozzle lock nut 3, a minimum distance in the portion 54, which is smaller than 0.2 mm. The predetermined reference pressure corresponds, for example, approximately to the atmospheric pressure. Particularly preferably, the minimum distance between the outer wall 24 of the nozzle body 2 and the inner wall 31 of the nozzle lock nut 3 under the action of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the Düsenkörperausnehmung 21 in the first portion 54 in the radial direction 200 is less than or equal to 0.1 mm.

Der Düsenkörper 2 und die Düsenspannmutter 3 sind derart ausgebildet, dass die Außenwand 24 des Düsenkörpers 2 in radialer Richtung 200 unter Einwirkung eines bestimmungsgemäßen Betriebsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung 21 zumindest teilweise an der Innenwand 31 der Düsenspannmutter 3 anliegt. Der bestimmungsgemäße Betriebsdruck kann zum Beispiel der Betriebsdruck beim Betrieb des Fluidinjektors sein. Beispielsweise kann der Betriebsdruck zwischen 1600 bar und 3000 bar, insbesondere zwischen 1800 bar bis 2500 bar betragen. Durch das Anlegen der Außenwand 24 des Düsenkörpers 2 an der Innenwand 31 der Düsenspannmutter 3 und einer damit verbundenen Abstützung des Düsenkörpers 2 unter Druck an der Düsenspannmutter 3 kann vorteilhafterweise die Druckschwellfestigkeit der Düsenbaugruppe 1 gesteigert werden. Beispielsweise kann in einem Betrieb der Düsenbaugruppe 1 in dem ersten Teilbereich 54 eine umlaufende Abstützung zwischen Bereichen des Düsenkörpers 2 und der Düsenspannmutter 3 und eine daraus resultierende Steigerung der Druckschwellfestigkeit erzielt werden.The nozzle body 2 and the nozzle retaining nut 3 are designed such that the outer wall 24 of the nozzle body 2 at least partially abuts against the inner wall 31 of the nozzle retaining nut 3 in the radial direction 200 under the influence of an intended operating pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess 21. The intended operating pressure may be, for example, the operating pressure during operation of the fluid injector. For example, the operating pressure may be between 1600 bar and 3000 bar, in particular between 1800 bar and 2500 bar. By applying the outer wall 24 of the nozzle body 2 to the inner wall 31 of the nozzle lock nut 3 and an associated support of the nozzle body 2 under pressure on the nozzle lock nut 3 advantageously the pressure threshold strength of the nozzle assembly 1 can be increased. For example, in an operation of the nozzle assembly 1 in the first portion 54, a circumferential support between areas of the nozzle body 2 and the nozzle lock nut 3 and a resulting increase in pressure swelling strength can be achieved.

Die Außenwand 24 des Düsenkörpers 2 und die Innenwand 31 der Düsenspannmutter 3 verlaufen in dem ersten Teilbereich 54 im Wesentlichen parallel zueinander. Beispielsweise weisen die Außenwand des Düsenkörpers 2 und die Innenwand 31 der Düsenspannmutter 3 in dem ersten Teilbereich unter Einwirkung des vorgegebenen Bezugsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung 21 einen im Wesentlichen konstanten Abstand von kleiner 0,2 mm, besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,1 mm auf.The outer wall 24 of the nozzle body 2 and the inner wall 31 of the nozzle lock nut 3 extend in the first partial area 54 essentially parallel to one another. For example, the outer wall of the nozzle body 2 and the inner wall 31 of the nozzle retaining nut 3 in the first subregion under the action of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess 21 a substantially constant distance of less than 0.2 mm, more preferably of less than or equal to 0, 1 mm up.

Beispielsweise weist der erste Teilbereich 54 einen ersten Abschnitt 541 auf, in dem die Außenwand 24 des Düsenkörpers 2 unter Einwirkung des bestimmungsgemäßen Betriebsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung 21 an der Innenwand 31 der Düsenspannmutter 3 anliegt, wobei der erste Abschnitt 541 in axialer Richtung 100 mindestens eine Entfernung von 25% der Länge des ersten Teilbereichs 54 sowohl zum ersten Ende 51 als auch zum Auflagepunkt 53 aufweist. Beispielsweise kann der erste Abschnitt 541 in axialer Richtung 100 eine Entfernung von mindestens 4 mm sowohl vom ersten Ende 51 als auch vom Auflagepunkt 53 aufweisen. Dadurch kann insbesondere in hinsichtlich der Druckschwellfestigkeit des Düsenkörpers 2 kritischen Bereichen eine Abstützung erzielt werden.For example, the first portion 54 has a first portion 541, in which the outer wall 24 of the nozzle body 2 rests on the inner wall 31 of the nozzle lock nut 3 under the action of the intended operating pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess 21, wherein the first portion 541 in the axial direction 100 has at least a distance of 25% of the length of the first portion 54 to both the first end 51 and the support point 53. For example, the first portion 541 in the axial direction 100 may have a distance of at least 4 mm from both the first end 51 and the support point 53. As a result, in particular in terms of the pressure threshold strength of the nozzle body 2 critical areas a support can be achieved.

Figur 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der Figur 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Dabei ist die Innenwand 31 der Düsenspannmutter 3 in dem ersten Teilbereich 54 konvex ausgebildet. Vorzugsweise weist der erste Teilbereich 54 einen ersten Abschnitt 541 auf, in dem der Abstand zwischen der Außenwand 24 des Düsenkörpers 2 und der Innenwand 31 der Düsenspannmutter 3 unter Einwirkung des vorgegebenen Bezugsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung 21 kleiner als in allen anderen Abschnitten des ersten Teilbereichs 54 ist, wobei der erste Abschnitt 541 in axialer Richtung 100 mindestens eine Entfernung von 25% der Länge des ersten Teilbereichs 54 sowohl vom ersten Ende 51 als auch vom Auflagepunkt 53 aufweist. Beispielsweise kann der erste Abschnitt 541 in axialer Richtung 100 eine Entfernung von mindestens 4 mm sowohl vom ersten Ende 51 als auch vom Auflagepunkt 51 aufweisen. FIG. 3 shows an enlarged view of a section of the FIG. 1 according to a further embodiment. In this case, the inner wall 31 of the nozzle lock nut 3 is convex in the first portion 54. Preferably, the first portion 54 has a first portion 541, in which the distance between the outer wall 24 of the nozzle body 2 and the inner wall 31 of the nozzle lock nut 3 under the action of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess 21st smaller than in all other portions of the first portion 54, wherein the first portion 541 in the axial direction 100 at least a distance of 25% of the length of the first portion 54 from both the first end 51 and the support point 53 has. For example, the first section 541 in the axial direction 100 may have a distance of at least 4 mm from both the first end 51 and the support point 51.

Vorzugsweise ist der Abstand zwischen der Außenwand 24 des Düsenkörpers 2 und der Innenwand 31 der Düsenspannmutter 3 unter Einwirkung des vorgegebenen Bezugsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung 21 in dem ersten Abschnitt 541 kleiner 0,2 mm. Im Betrieb des Fluidinjektors, das heißt unter Einwirkung des bestimmungsgemäßen Betriebsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung 21, liegt die Außenwand 24 der Düsenkörpers 2 an der Innenwand 31 der Düsenspannmutter 3 zumindest teilweise an, so dass durch die Zentrierung durch den Radius in der Innenwand 23 der Düsenspannmutter 3 eine Abstützung des Düsenkörpers 2 in diesem Bereich erzielt wird.Preferably, the distance between the outer wall 24 of the nozzle body 2 and the inner wall 31 of the nozzle lock nut 3 is less than 0.2 mm under the action of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess 21 in the first section 541. During operation of the fluid injector, that is to say under the action of the intended operating pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess 21, the outer wall 24 of the nozzle body 2 bears against the inner wall 31 of the nozzle lock nut 3 at least partially, so that centering by the radius in the inner wall 23 the nozzle retaining nut 3, a support of the nozzle body 2 is achieved in this area.

In Figur 4 ist eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der Figur 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt. Im Gegensatz zu dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Außenwand 24 des Düsenkörpers 2 in dem ersten Teilbereich 54 konvex ausgebildet. Vorzugsweise beträgt unter Einwirkung des vorgegebenen Bezugsdrucks des zuzumessenden Fluids auf die Düsenkörperausnehmung 21 der minimale Abstand in dem ersten Teilbereich 54 zwischen der Außenwand 24 des Düsenkörpers 2 und der Innenwand 31 der Düsenspannmutter 3 in radialer Richtung 200 kleiner oder gleich 0,1 mm. Auch durch das in Figur 4 gezeigte Ausführungsbeispiel kann im Betrieb des Fluidinjektors durch ein Anliegen von Bereichen der Außenwand 24 des Düsenkörpers 2 an der Innenwand 31 der Düsenspannmutter 3 in dem ersten Teilbereich ein Abstützen des Düsenkörpers 2 erfolgen.In FIG. 4 is an enlarged view of a section of the FIG. 1 shown according to another embodiment. Unlike the in FIG. 2 In the embodiment shown, the outer wall 24 of the nozzle body 2 is convex in the first subregion 54. Preferably, under the effect of the predetermined reference pressure of the fluid to be metered on the nozzle body recess 21, the minimum distance in the first portion 54 between the outer wall 24 of the nozzle body 2 and the inner wall 31 of the nozzle retaining nut 3 in the radial direction 200 is less than or equal to 0.1 mm. Also by the in FIG. 4 shown embodiment, in the operation of the fluid injector by a concern of areas of the outer wall 24 of the nozzle body 2 at the Inner wall 31 of the nozzle retaining nut 3 in the first portion of a support of the nozzle body 2 done.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele können alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß den Ausführungsformen der allgemeinen Beschreibung aufweisen.The embodiments shown in the figures may alternatively or additionally comprise further features according to the embodiments of the general description.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt, sondern umfasst jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen wie in den beigefügten Ansprüchen definiert.The invention is not limited to the description of the embodiments, but includes any novel feature as well as any combination of features as defined in the appended claims.

Claims (8)

  1. Nozzle assembly (1) for a fluid injector, having
    - a nozzle body (2) with a central axis (Z), wherein the nozzle body (2) has a nozzle body recess (21), at least one injection opening (22), and an external wall (24) facing away from the nozzle body recess (21),
    - a nozzle clamping nut (3) by means of which the nozzle body (2) can be coupled to an injector body (4), wherein the nozzle clamping nut (3) has an internal wall (31) facing toward the external wall (24) of the nozzle body (2),
    - wherein the nozzle body (2) and the nozzle clamping nut (3) are designed such that, under the action to which the nozzle body recess (21) is subjected by a normal operating pressure of a fluid to be metered, the external wall (24) of the nozzle body (2) bears at least partially against the internal wall (31) of the nozzle clamping nut (3) in a radial direction (200),
    - wherein an overlap region (5) is provided in which the nozzle body (2) overlaps the nozzle clamping nut (3) in a radial direction (200), wherein the overlap region (5) extends in an axial direction (100) from a first end (51), facing away from the injection opening (22), to a second end (52), facing toward the injection opening (22),
    - wherein, under the action to which the nozzle body recess (21) is subjected by the normal operating pressure of the fluid to be metered, the external wall (24) of the nozzle body (2) in the first subregion (54) bears at least partially against the internal wall (31) of the nozzle clamping nut (3) in the radial direction (200), characterized in that a first subregion (54) of the overlap region (5) extends in the axial direction (100) from the first end (51) to a contact point (53) at which the nozzle body (2) bears in the axial direction (100) against the nozzle clamping nut (3), and in that at least one section of the external wall (24) of the nozzle body (2) is of convex form in the first subregion (54).
  2. Nozzle assembly according to Claim 1, wherein an internal diameter (33) of the nozzle clamping nut (3) is constant in the first subregion (54).
  3. Nozzle assembly according to Claim 2, wherein at least one section of the internal wall (31) of the nozzle clamping nut (3) is of convex form in the first subregion (54).
  4. Nozzle assembly according to one of Claims 1 to 3, wherein, under the action to which the nozzle body recess (21) is subjected by a predefined reference pressure of the fluid to be metered, a minimum spacing in the radial direction (200) between the external wall (24) of the nozzle body (2) and the internal wall (31) of the nozzle clamping nut (3) in the first subregion (54) is less than 0.2 mm.
  5. Nozzle assembly according to Claim 4, wherein, under the action to which the nozzle body recess (21) is subjected by the predefined reference pressure of the fluid to be metered, the external wall (24) of the nozzle body (2) and the internal wall (31) of the nozzle clamping nut (3) have a spacing of less than or equal to 0.1 mm throughout the first subregion (54).
  6. Nozzle assembly according to Claim 4, wherein the first subregion (54) has a first section (541) in which, under the action to which the nozzle body recess (21) is subjected by the predefined reference pressure of the fluid to be metered, the spacing between the external wall (24) of the nozzle body (2) and the internal wall (31) of the nozzle clamping nut (3) is less than or equal to that in all other sections of the first subregion (54), wherein, in the axial direction (100), the first section (541) is at least at a distance of 25% of the length of the first subregion (54) both from the first end (51) and from the contact point (53).
  7. Nozzle assembly according to Claim 6, wherein, in the axial direction (100), the first section (541) is at a distance of at least 4 mm both from the first end (51) and from the contact point (53).
  8. Fluid injector having a nozzle assembly (1) according to one of the preceding claims and having an injector body (4), wherein the nozzle assembly (1) and the injector body (4) are coupled to one another.
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