EP3002447B1 - Fuel injection device - Google Patents

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EP3002447B1
EP3002447B1 EP15189295.7A EP15189295A EP3002447B1 EP 3002447 B1 EP3002447 B1 EP 3002447B1 EP 15189295 A EP15189295 A EP 15189295A EP 3002447 B1 EP3002447 B1 EP 3002447B1
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EP
European Patent Office
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component
fuel injection
injection device
face surface
face
Prior art date
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EP15189295.7A
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German (de)
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EP3002447A1 (en
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Michael Kurrle
Jens-Peter Nagel
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
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    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M2200/8076—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving threaded members

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection device for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • a fuel injector for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine which comprises a valve housing and a nozzle body, which are clamped by means of a clamping nut against each other.
  • a fixing pin or locking pin is arranged in facing blind holes of valve housing and nozzle body.
  • the allowable nominal pressure is increased by the maximum allowable torque - without causing a relative rotation of the components to be screwed - is increased for the clamping nut by increasing the coefficient of friction between the components to be screwed; the hold-down force of the assembly tool on the components to be screwed during tightening the nut need not be increased, but can even be lowered.
  • the invention is not limited to a fuel injector, but is generally suitable for a fuel injector for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the fuel injection device comprises a first component and a second component, which are screwed axially against each other by a clamping nut, wherein the clamping nut is in a threaded engagement with the first component, so that a first component formed on the first end face with a formed on the second component second End face is compressed.
  • At least the first end face is structured in such a way that no twisting of the first component and the second component occurs during tightening of the clamping nut.
  • the first end face has grooves as a structure.
  • the grooves may be both of a microscopic nature to increase the roughness and more macroscopic way to increase the waviness of the first end face. In both cases, the static coefficient of friction between the first end face and the second end face is increased. Ridges which increase the waviness on the first end face are particularly advantageous if corresponding grooves in the negative form are formed on the second end face and vice versa. The grooves of the first and second faces then engage into each other, which has a significant increase in the transferable torque from the first component to second component result. The laser-structuring and embossing processes can then be used particularly advantageously.
  • the structuring increases the coefficient of friction, especially the static coefficient of friction, in contact of the first component with the second component, thereby increasing the maximum transferable tightening torque of the clamping nut - with a constant hold-down force on the first and second component - compared to an unstructured end face, without the first Rotate component and the second component against each other.
  • the structuring extends over the entire first end face.
  • the maximum torque transmission from the first component to the second component or vice versa is thereby distributed over the largest possible area; their increase due to the structuring is therefore particularly large.
  • the structuring extends over annular sector-shaped segments of the first end face.
  • the annular sector shaped segments are in the form of pieces of cake with an optional central bore, eg for guiding a valve needle, in the "cake center". They are used particularly advantageously when high-pressure bores pass through the first end face.
  • the high-pressure bores are then sealed in contact of the first end face and the second end face via annular sector-shaped sealing surfaces.
  • the sealing surfaces are structured, so that both sealed over these surfaces and a large part of the tightening torque is transmitted.
  • the two functions of sealing and torque transmission are separated: the torque transmission takes place via the structured annular sector-shaped segments and the sealing via the segments lying between them, which are also annular sector-shaped.
  • the torque transmission takes place via the structured annular sector-shaped segments and the sealing via the segments lying between them, which are also annular sector-shaped.
  • three structured annular sector-shaped segments are formed alternately with three unstructured annular sector-shaped segments, wherein a segment is formed in each case over 60 ° of the end face.
  • the structuring extends over an annular segment of the first end face.
  • High-pressure bores which pass through the first end face can also be well sealed by this design: Analogously to the preceding embodiment, the high-pressure bores are either all in the structured annular segment or all in one or more unstructured annular segments of the first end face. In both embodiments, a particularly effective sealing edge can be formed at the boundary of the structured annular segment to an unstructured annular segment for sealing.
  • structured annular sector-shaped segments can be combined with structured annular segments, either additively as a union of all structured segments, or exclusively as an intersection of the structures of annular sector-shaped segments with annular segments.
  • the first face is structured by R ⁇ Z ⁇ 16 microns has an average surface roughness of 6 microns.
  • This average roughness depth Rz is higher than the usual roughness values of the first end face and the second end face, so that the coefficient of friction between the first end face and the second end face is also higher in comparison with unstructured end faces.
  • the grooves run in two different main directions, so that a cross-cut results.
  • the first end surface is roughened heavily, so that there is a comparatively large average surface roughness Rz, which is also almost independent of direction.
  • the coefficient of friction is almost independent of the direction of rotation or screwing.
  • the cross-cut is used in grooves R of the microscopic type, since a counter-grinding on the second face in negative form manufacturing technology is not implement.
  • the second end face is structured.
  • the averaged roughness depths Rz of the first end face and the second end face are comparatively high, as a result of which the coefficient of static friction is increased again compared to a tribological system with only one structured end face, since the roughness peaks of the opposite end faces interlock with one another in the case of two structured end faces.
  • the first end face is preferably and the second end face are each patterned negatively relative to each other so that the structures of the two end faces are in engagement with one another. As a result, a kind of positive engagement of the first component to the second component is formed for the torque transmission.
  • a locking pin is arranged as an additional anti-rotation between the first component and the second component. Especially with the use of microscopic structures, this can be necessary with extreme increase of the tightening torque of the clamping nut. This can be done a further increase in the sealed nominal pressures within the fuel injection device. Furthermore, it is entirely possible to dispense with a hold-down force on the first and second component in this embodiment.
  • the locking pin serves as an assembly aid for positioning of the first component and the second component; Of course, several locking pins can be used for this purpose.
  • the first component, the second component and the clamping nut have a substantially axially symmetrical shape.
  • the clamping nut is designed as a kind of union nut, a coaxial alignment of the first component to second component can be designed in a relatively simple form.
  • the clamping nut is applied to a shoulder of the second component and slides when tightening on this.
  • a direct power flow from the clamping nut to the first component and the second component is ensured.
  • the sliding of the clamping nut on the shoulder of the second component takes place to the same extent as the screwing into the thread of the first component, so that there is no relative rotation of the first component to second component.
  • the transmittable torque between the clamping nut and the second component must be smaller than the transmittable torque between the second component and the first component.
  • the surface of the shoulder which cooperates with the clamping nut, unstructured and has a small average surface roughness R Z as the first end face and / or the second end face.
  • a coating can be applied to the shoulder, which has a low sliding friction result.
  • a third component is arranged on the second component opposite the first component.
  • a third end face formed on the third component is pressed together with a further end face formed on the second component, wherein the clamping nut rests against a shoulder of the third component and slides on it when tightened.
  • three components, namely the first, the second and the third component are pressed together by the clamping nut.
  • such an embodiment is used to more advantageously arrange functions of the fuel injector in the additional third component or to integrate additional functions for the fuel injector.
  • the third end face and / or the further end face are structured. This results in an increase in the torque transfer torque-proof both between the first and second as well as between the second and third component.
  • the structuring by sputtering, embossing, etching, sandblasting or laser structuring is applied.
  • preferably microscopic structures are applied by the surface treatments sputtering, etching or sandblasting and macroscopic structuring by the surface treatment processes embossing or laser structuring.
  • the fuel injection device is a fuel injector.
  • a fuel injector an increase in the permissible torque of a clamping nut without simultaneous rotation of the braced components is required because for future applications, the sealed pressures of the fuel within the fuel injector continue to rise.
  • Fig.1 shows a fuel injection device 100 for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, wherein only the essential parts for the present invention are shown.
  • the fuel injection device 100 may be, for example, a fuel injector, as used in a common rail system.
  • the fuel injection device 100 comprises a first component 1 and a second component 2, which are screwed against one another with a clamping nut 5, so that a first end surface 1a formed on the first component 1 is pressed with a second end surface 2a formed on the second component 2.
  • the clamping nut 5 is in threaded engagement with a thread formed on the first component 1 and abuts against a shoulder 2s of the second component 2. When tightening the nut 5, this slides on the shoulder from 2s.
  • the first component 1 and the second component 2 are to be screwed tightly against each other by the clamping nut 5. During the tightening process twisting of the two components 1, 2 against each other should be prevented. This is done with a pressure force by the clamping nut 5 and / or an external hold down force of a mounting tool on the two components 1, 2.
  • An increase in the transmittable torque between the two components 1, 2 - and thus a higher security against rotation - is increased by an increase the coefficient of friction of the first end face 1a and / or the second end face 2a, or also achieved by positive closures between the first end face 1a and the second end face 2a.
  • the coefficient of friction between them increases such that the transmittable transverse force or the transmittable torque is increased in such a way that a rotation of the first component 1 and second component 2 during the tightening of the clamping nut 5 is prevented.
  • either the hold-down force can be reduced by a hold-down device, not shown on the first component 1 and second component 2 during tightening of the clamping nut 5 or the tightening torque of the clamping nut 5 can be increased at a constant hold-down force.
  • First component 1 and second component 2 may be, for example, components of a fuel injector, such as injector body and nozzle body.
  • the second component 2 has injection openings 20.
  • other components such as a valve plate or a throttle plate, are screwed on the clamping nut 5, so that there are additional contact surfaces, which also have structuring, so that there is a rotation of the components against each other prevented;
  • such a non-inventive embodiment is in Figure 5 described in more detail.
  • Fig.2 shows the section AA the Fig.1 , That is, the contact plane from the first end face 1a to the second end face 2a in a non-inventive embodiment. Shown are the first component 1 and the clamping nut 5.
  • the first component 1 has an exemplary bore 1c, which also cuts through the first end face 1a, as used for example for performing a valve needle.
  • Fig.2 Structuring shown extends over the entire first end face 1a.
  • the structuring can thus be done comparatively simply by a surface treatment which does not require the removal of individual parts of the first end face 1a.
  • the second end face 2 a may also be structured instead of or in addition to the first end face 1 a.
  • Figure 3 shows the section AA the Fig.1 a non-inventive embodiment.
  • the first end face 1a is cut through by two bores 1c and 1d, the first bore 1c being arranged centrically.
  • the first end face 1a is divided from outside to inside into three annular segments 1n1, 1r and 1n2, wherein the outer segment 1n1 and the inner segment 1n2 are not structured while the central annular segment 1r is structured.
  • the structured annular segment 1r can either be a sealing surface of the first component 1 to the second component 2, or else a surface which adjoins an unstructured sealing surface; in the second case would be the sealing surface then either the outer segment 1n1 or the inner segment 1n2, in which case, of course, the holes 1c and 1d must be such that they are sealed over the sealing surface in the sectional plane AA.
  • a particularly effective sealing edge can be formed at the boundary of the structured annular segment 1r to form an unstructured annular segment, ie either 1n1 or 1n2. This is achieved, for example, in that the first end face 1a is not made planar but convex, or in that the structured annular segment 1r has a very small angle (approx. 1n) to the unstructured annular segment adjacent to it, ie 1n1 and / or 1n2. 0.5 °).
  • Figure 4 shows the section AA the Fig.1 a non-inventive embodiment.
  • the first end face 1a is penetrated by three bores 1c, 1d and 1e, the first bore 1c being arranged centrically.
  • the first end face 1a is not divided into annular segments, but in segments of an annular sector, that is, in cake-segment-shaped segments which meet in the central bore 1c.
  • three annular sector-shaped segments 1k are structured and three further annular sector-shaped segments 1n are not structured, wherein circumferentially one structured segment 1k follows an unstructured segment 1n and the segments each comprise 60 °.
  • segmentations are conceivable that include a different number of segments and / or other segment angle.
  • the noncentric bores 1d and 1e are each arranged in a structured annular sector-shaped segment 1k, in the event that is sealed over the structured annular sector-shaped segments 1k, or the noncentric bores 1d and 1e are each arranged in an unstructured annular sector-shaped segment 1n, for the case that is sealed over the unstructured annular sector-shaped segments 1n.
  • Figure 7 shows a section of a structured end face, as for example in the Fig.2 and the Figure 6 is marked.
  • the structuring consists of individual grooves R, as they are applied for example in the surface treatment via a grinding process.
  • the grooves R are roughly in two different main directions R1 and R2, which are largely perpendicular to each other, so that there is essentially a kind of cross-section as a structure.
  • Figure 8a schematically shows a section of a non-inventive embodiment of the fuel injection device according to the invention, in which the first component 1 with the second component 2; 2 'is braced, wherein the clamping nut is not shown.
  • the feather key elevations 2p act; 2p 'like many small feather keys and are therefore particularly well suited for torque transmission.
  • the tolerance of the assembly is negatively influenced with respect to parallelism, but at smaller heights than 25 ⁇ m, the effect of the positive connection is too low.
  • FIG. 8B shows the section CC the Figure 8a , ie a plan view of the second end face 2a; 2a 'of the second component 2; 2 'in a non-inventive embodiment.
  • the second component has three bores 2c; 2c ', 2d; 2d 'and 2e; 2e ', which are sketched by way of example as pressure-loaded bores or guide bores.
  • the keyway elevations 2p; 2p ' are advantageously arranged so that they also serve as an assembly aid.
  • the surface processing methods embossing and laser structuring are suitable for applying to the two end faces 1a and 2a; 2a 'receiving grooves 1p and keyway elevations 2p; 2p 'apply.
  • the tolerances should be chosen so that the side surfaces of grooves 1p and keyways 2p; 2p 'get in good contact with each other, so are relatively tight tolerated.
  • In the axial direction of the components is a contact between receiving grooves 1p and keyholes 2p; 2p 'be avoided, so that the axial biasing force between the first component 1 and second component 2; 2 'on the two end faces 1a and 2a; 2a 'outside the receiving grooves 1p and keyway elevations 2p; 2p 'works.
  • the arrangement of one or more locking pins 7 thereby significantly increases the transmittable torque from the first component 1 to the second component 2 without the second component 2 being rotated relative to the first component 1 when tightening the clamping nut. Furthermore, the at least one locking pin 7 can be used as an assembly aid, so that first component 1 and second component 2 are positioned exactly to one another.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a fuel injection device for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine.

Stand der TechnikState of the art

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2011 078 353 A1 ist ein Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine bekannt, der ein Ventilgehäuse und einen Düsenkörper umfasst, die mit Hilfe einer Spannmutter gegeneinander verspannt sind. Um beim Anziehen der Spannmutter ein Verdrehen von Ventilgehäuse und Düsenkörper zu unterbinden, ist ein Fixierstift bzw. Sicherungsstift in einander zugewandten Sacklochbohrungen von Ventilgehäuse und Düsenkörper angeordnet.From the publication DE 10 2011 078 353 A1 a fuel injector for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine is known, which comprises a valve housing and a nozzle body, which are clamped by means of a clamping nut against each other. In order to prevent twisting of the valve housing and nozzle body when tightening the clamping nut, a fixing pin or locking pin is arranged in facing blind holes of valve housing and nozzle body.

Die Drehmomentübertragung zwischen Ventilgehäuse und Düsenkörper des bekannten Kraftstoffinjektors erfolgt zu einem großen Teil über den Sicherungsstift, der somit sehr großen Querkräften und Scherbeanspruchungen ausgesetzt ist. Demzufolge begrenzt die Festigkeit des Sicherungsstiftes das maximal zulässige Anzugsmoment der Spannmutter und somit auch den maximal zulässigen Nenndruck des Kraftstoffinjektors. Weiterhin ist der Sicherungsstift bzw. die Sicherungsstifte teuer.The torque transmission between the valve housing and the nozzle body of the known Kraftstoffinjektors takes place to a large extent on the locking pin, which is thus exposed to very large shear forces and shear stresses. Consequently, the strength of the securing pin limits the maximum permissible tightening torque of the clamping nut and thus also the maximum permissible nominal pressure of the fuel injector. Furthermore, the locking pin or the locking pins is expensive.

Weiterhin ist aus der DE 10 2005 012 682 A1 ein Kraftstoffinjektor bzw. eine Kraftstoffeinspritzdüse mit einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil bekannt, wobei Eingriffsabschnitte an der Mantelfläche des ersten Bauteil und an der Mantelfläche des zweiten Bauteils formschlüssig miteinander in Verbindung stehen. Dadurch ist eine vergleichsweise komplexe Verdrehsicherung realisiert.Furthermore, from the DE 10 2005 012 682 A1 a fuel injector or a fuel injection nozzle with a first component and a second component known, wherein engaging portions are positively connected to each other on the lateral surface of the first component and on the lateral surface of the second component. As a result, a comparatively complex anti-rotation is realized.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung wird der zulässige Nenndruck gesteigert, indem das maximal zulässige Anzugsmoment - ohne dass es zu einer Relativverdrehung der zu verschraubenden Bauteile kommt - für die Spannmutter durch eine Erhöhung des Reibwerts zwischen den zu verschraubenden Bauteilen gesteigert wird; die Niederhaltekraft des Montagewerkzeugs auf die zu verschraubenden Bauteile während des Anziehens der Spannmutter braucht dadurch nicht gesteigert werden, sondern kann sogar gesenkt werden. Die Erfindung ist nicht auf einen Kraftstoffinjektor begrenzt, sondern eignet sich generell für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine.In the fuel injection device of the invention, the allowable nominal pressure is increased by the maximum allowable torque - without causing a relative rotation of the components to be screwed - is increased for the clamping nut by increasing the coefficient of friction between the components to be screwed; the hold-down force of the assembly tool on the components to be screwed during tightening the nut need not be increased, but can even be lowered. The invention is not limited to a fuel injector, but is generally suitable for a fuel injector for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine.

Dazu umfasst die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil, die durch eine Spannmutter axial gegeneinander verschraubt sind, wobei die Spannmutter in einem Gewindeeingriff mit dem ersten Bauteil steht, so dass eine am ersten Bauteil ausgebildete erste Stirnfläche mit einer am zweiten Bauteil ausgebildeten zweiten Stirnfläche zusammengepresst ist. Zumindest die erste Stirnfläche ist derart strukturiert, dass während des Anziehens der Spannmutter kein Verdrehen von erstem Bauteil und zweitem Bauteil erfolgt. Die erste Stirnfläche weist als Struktur Riefen auf. Diese können besonders mit den Bearbeitungsverfahren Schleifen und Drehen gezielt in einfacher Fertigungsbearbeitung aufgebracht werden. Dabei können die Riefen sowohl eher mikroskopischer Art zur Erhöhung der Rauheit als auch eher makroskopischer Art zur Erhöhung der Welligkeit der ersten Stirnfläche sein. In beiden Fällen wird der Haftreibwert zwischen erster Stirnfläche und zweiter Stirnfläche erhöht. Besonders vorteilhaft sind Riefen, die auf der ersten Stirnfläche die Welligkeit erhöhen, wenn auf der zweiten Stirnfläche dazu korrespondierende Riefen in Negativform ausgebildet sind und umgekehrt. Die Riefen von erster und zweiter Stirnfläche greifen dann ineinander, was eine deutliche Steigerung des übertragbaren Anzugsmoments von erstem Bauteil zu zweitem Bauteil zur Folge hat. Besonders vorteilhaft können dann die Verfahren Laserstrukturieren und Prägen verwendet werden.For this purpose, the fuel injection device according to the invention comprises a first component and a second component, which are screwed axially against each other by a clamping nut, wherein the clamping nut is in a threaded engagement with the first component, so that a first component formed on the first end face with a formed on the second component second End face is compressed. At least the first end face is structured in such a way that no twisting of the first component and the second component occurs during tightening of the clamping nut. The first end face has grooves as a structure. These can be applied specifically with the processing methods grinding and turning targeted in a simple production machining. The grooves may be both of a microscopic nature to increase the roughness and more macroscopic way to increase the waviness of the first end face. In both cases, the static coefficient of friction between the first end face and the second end face is increased. Ridges which increase the waviness on the first end face are particularly advantageous if corresponding grooves in the negative form are formed on the second end face and vice versa. The grooves of the first and second faces then engage into each other, which has a significant increase in the transferable torque from the first component to second component result. The laser-structuring and embossing processes can then be used particularly advantageously.

Die Strukturierung erhöht den Reibwert, speziell den Haftreibwert, im Kontakt von erstem Bauteil zu zweitem Bauteil, so dass dadurch das maximal übertragbare Anzugsmoment der Spannmutter - bei konstanter Niederhaltekraft auf erstes und zweites Bauteil - gegenüber einer unstrukturierten Stirnfläche erhöht wird, ohne dass sich das erste Bauteil und das zweite Bauteil gegeneinander verdrehen.The structuring increases the coefficient of friction, especially the static coefficient of friction, in contact of the first component with the second component, thereby increasing the maximum transferable tightening torque of the clamping nut - with a constant hold-down force on the first and second component - compared to an unstructured end face, without the first Rotate component and the second component against each other.

In einer vorteilhaften Ausführung erstreckt sich die Strukturierung über die gesamte erste Stirnfläche. Die maximale Drehmomentübertragung von erstem Bauteil zu zweitem Bauteil bzw. umgekehrt wird dadurch über eine größtmögliche Fläche verteilt; ihre Steigerung aufgrund der Strukturierung ist damit besonders groß.In an advantageous embodiment, the structuring extends over the entire first end face. The maximum torque transmission from the first component to the second component or vice versa is thereby distributed over the largest possible area; their increase due to the structuring is therefore particularly large.

In einer anderen vorteilhaften Ausführung erstreckt sich die Strukturierung über ringsektorförmige Segmente der ersten Stirnfläche. Die ringsektorförmigen Segmente haben die Form von Kuchenstücken mit einer optionalen zentrischen Bohrung, z.B. zur Führung einer Ventilnadel, in der "Kuchenmitte". Besonders vorteilhaft werden sie verwendet, wenn Hochdruckbohrungen die erste Stirnfläche durchsetzen. Die Hochdruckbohrungen werden dann im Kontakt von erster Stirnfläche und zweiter Stirnfläche über ringsektorförmige Dichtflächen abgedichtet. In einer ersten Variante sind die Dichtflächen strukturiert, so dass über diese Flächen sowohl abgedichtet als auch ein Großteil des Anzugsmoments übertragen wird. In einer zweiten Variante werden die beiden Funktionen Abdichtung und Momentenübertragung getrennt: die Momentenübertragung erfolgt über die strukturierten ringsektorförmigen Segmente und die Abdichtung über die zwischen diesen liegenden Segmente, die ebenfalls ringsektorförmig sind. Vorzugsweise sind drei strukturierte ringsektorförmige Segmente alternierend mit drei unstrukturierten ringsektorförmigen Segmenten ausgebildet, wobei ein Segment jeweils über 60° der Stirnfläche ausgebildet ist.In another advantageous embodiment, the structuring extends over annular sector-shaped segments of the first end face. The annular sector shaped segments are in the form of pieces of cake with an optional central bore, eg for guiding a valve needle, in the "cake center". They are used particularly advantageously when high-pressure bores pass through the first end face. The high-pressure bores are then sealed in contact of the first end face and the second end face via annular sector-shaped sealing surfaces. In a first variant, the sealing surfaces are structured, so that both sealed over these surfaces and a large part of the tightening torque is transmitted. In a second variant, the two functions of sealing and torque transmission are separated: the torque transmission takes place via the structured annular sector-shaped segments and the sealing via the segments lying between them, which are also annular sector-shaped. Preferably, three structured annular sector-shaped segments are formed alternately with three unstructured annular sector-shaped segments, wherein a segment is formed in each case over 60 ° of the end face.

In einer anderen vorteilhaften Ausführung erstreckt sich die Strukturierung über ein kreisringförmiges Segment der ersten Stirnfläche. Auch durch diese Ausführung können Hochdruckbohrungen, die die erste Stirnfläche durchsetzen, gut abgedichtet werden: Analog zur vorangegangenen Ausführung liegen die Hochdruckbohrungen dabei entweder alle im strukturierten kreisringförmigen Segment oder alle in einem oder mehreren unstrukturierten kreisringförmigen Segmenten der ersten Stirnfläche. In beiden Ausführungsbeispielen kann zur Abdichtung eine besonders wirkungsvolle Dichtkante an der Grenze von dem strukturierten kreisringförmigen Segment zu einem unstrukturierten kreisringförmigen Segment ausgebildet werden.In another advantageous embodiment, the structuring extends over an annular segment of the first end face. High-pressure bores which pass through the first end face can also be well sealed by this design: Analogously to the preceding embodiment, the high-pressure bores are either all in the structured annular segment or all in one or more unstructured annular segments of the first end face. In both embodiments, a particularly effective sealing edge can be formed at the boundary of the structured annular segment to an unstructured annular segment for sealing.

In einer anderen vorteilhaften Ausführung können strukturierte ringsektorförmige Segmente mit strukturierten kreisringförmigen Segmenten kombiniert werden, entweder additiv als Vereinigungsmenge aller strukturierten Segmente, oder exklusiv als Schnittmenge der Strukturen von ringsektorförmigen mit kreisringförmigen Segmenten.In another advantageous embodiment, structured annular sector-shaped segments can be combined with structured annular segments, either additively as a union of all structured segments, or exclusively as an intersection of the structures of annular sector-shaped segments with annular segments.

In vorteilhaften Weiterbildungen der vorangegangenen Ausführungen ist die erste Stirnfläche strukturiert, indem sie eine gemittelte Rautiefe 6 µm ≤ RZ ≤ 16 µm aufweist. Diese gemittelte Rautiefe Rz ist höher als die üblichen Rauheitswerte von erster Stirnfläche und zweiter Stirnfläche, so dass dadurch auch der Reibwert zwischen erster Stirnfläche und zweiter Stirnfläche im Vergleich zu unstrukturierten Stirnflächen höher ist.In advantageous developments of the foregoing, the first face is structured by R ≤ Z ≤ 16 microns has an average surface roughness of 6 microns. This average roughness depth Rz is higher than the usual roughness values of the first end face and the second end face, so that the coefficient of friction between the first end face and the second end face is also higher in comparison with unstructured end faces.

In einer vorteilhaften Ausführung verlaufen die Riefen in zwei unterschiedlichen Hauptrichtungen, so dass sich ein Kreuzschliff ergibt. Dadurch wird die erste Stirnfläche stark aufgeraut, so dass sich eine vergleichsweise große mittlere Rautiefe Rz ergibt, die zudem nahezu richtungsunabhängig ist. Damit ist auch der Reibwert nahezu unabhängig von der Dreh- bzw. Schraubrichtung. Vorteilhafterweise wird der Kreuzschliff bei Riefen R der mikroskopischen Art verwendet, da ein Gegenschliff auf der zweiten Stirnfläche in Negativform fertigungstechnisch nicht umzusetzen ist.In an advantageous embodiment, the grooves run in two different main directions, so that a cross-cut results. As a result, the first end surface is roughened heavily, so that there is a comparatively large average surface roughness Rz, which is also almost independent of direction. Thus, the coefficient of friction is almost independent of the direction of rotation or screwing. Advantageously, the cross-cut is used in grooves R of the microscopic type, since a counter-grinding on the second face in negative form manufacturing technology is not implement.

In vorteilhaften Ausführungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist auch die zweite Stirnfläche strukturiert. Im Falle mikroskopischer Strukturierungen sind dadurch die gemittelten Rautiefen Rz von erster Stirnfläche und zweiter Stirnfläche vergleichsweise hoch, womit sich der Haftreibwert gegenüber einem tribologischen System mit nur einer strukturierten Stirnfläche noch einmal erhöht, da sich bei zwei strukturierten Stirnflächen die Rauheitsspitzen der gegenüberliegenden Stirnflächen ineinander verhaken. Im Falle makroskopischer Strukturierungen sind vorzugsweise die erste Stirnfläche und die zweite Stirnfläche jeweils negativ zueinander strukturiert, damit die Strukturen der beiden Stirnflächen in Eingriff gegeneinander stehen. Dadurch wird für die Drehmomentübertragung eine Art Formschluss von erstem Bauteil zu zweitem Bauteil ausgebildet.In advantageous embodiments of the fuel injection device according to the invention, the second end face is structured. In the case of microscopic structures, the averaged roughness depths Rz of the first end face and the second end face are comparatively high, as a result of which the coefficient of static friction is increased again compared to a tribological system with only one structured end face, since the roughness peaks of the opposite end faces interlock with one another in the case of two structured end faces. In the case of macroscopic structures, the first end face is preferably and the second end face are each patterned negatively relative to each other so that the structures of the two end faces are in engagement with one another. As a result, a kind of positive engagement of the first component to the second component is formed for the torque transmission.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist ein Sicherungsstift als zusätzliche Verdrehsicherung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil angeordnet. Vor allem bei der Verwendung von mikroskopischen Strukturierungen kann dies bei extremer Steigerung des Anzugsmoments der Spannmutter erforderlich sein. Dadurch kann eine weitere Steigerung der abzudichtenden Nenndrücke innerhalb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung erfolgen. Weiterhin kann bei dieser Ausführung gänzlich auf eine Niederhaltekraft auf erstes und zweites Bauteil verzichtet werden. Zusätzlich dient der Sicherungsstift als Montagehilfe zur Positionierung von erstem Bauteil und zweitem Bauteil; dazu können selbstverständlich auch mehrere Sicherungsstifte verwendet werden.In an advantageous development of the fuel injection device according to the invention a locking pin is arranged as an additional anti-rotation between the first component and the second component. Especially with the use of microscopic structures, this can be necessary with extreme increase of the tightening torque of the clamping nut. This can be done a further increase in the sealed nominal pressures within the fuel injection device. Furthermore, it is entirely possible to dispense with a hold-down force on the first and second component in this embodiment. In addition, the locking pin serves as an assembly aid for positioning of the first component and the second component; Of course, several locking pins can be used for this purpose.

In vorteilhaften Ausführungen weisen das erste Bauteil, das zweite Bauteil und die Spannmutter eine im Wesentlichen axialsymmetrische Form auf. Besonders wenn die Spannmutter als eine Art Überwurfmutter ausgeführt ist, kann eine koaxiale Ausrichtung von erstem Bauteil zu zweitem Bauteil in vergleichsweise einfacher Form gestaltet werden.In advantageous embodiments, the first component, the second component and the clamping nut have a substantially axially symmetrical shape. Especially when the clamping nut is designed as a kind of union nut, a coaxial alignment of the first component to second component can be designed in a relatively simple form.

In einer vorteilhaften Ausführung liegt die Spannmutter an einer Schulter des zweiten Bauteils an und gleitet beim Anziehen auf dieser ab. Ein direkter Kraftfluss von der Spannmutter zum ersten Bauteil und zum zweiten Bauteil ist dadurch gewährleistet. Das Abgleiten der Spannmutter auf der Schulter des zweiten Bauteils erfolgt dabei im gleichen Maße wie das Eindrehen in das Gewinde des ersten Bauteils, so dass keine Relativverdrehung von erstem Bauteil zu zweitem Bauteil erfolgt. Dazu muss das übertragbare Drehmoment zwischen Spannmutter und zweitem Bauteil kleiner sein als das übertragbare Drehmoment zwischen zweitem Bauteil und erstem Bauteil. Dementsprechend ist vorzugsweise die Oberfläche der Schulter, die mit der Spannmutter zusammenwirkt, unstrukturiert und weist eine geringe mittlere Rautiefe RZ auf als die erste Stirnfläche und/oder die zweite Stirnfläche. Optional kann auch eine Beschichtung auf die Schulter aufgebracht werden, die eine niedrige Gleitreibung zur Folge hat.In an advantageous embodiment, the clamping nut is applied to a shoulder of the second component and slides when tightening on this. A direct power flow from the clamping nut to the first component and the second component is ensured. The sliding of the clamping nut on the shoulder of the second component takes place to the same extent as the screwing into the thread of the first component, so that there is no relative rotation of the first component to second component. For this purpose, the transmittable torque between the clamping nut and the second component must be smaller than the transmittable torque between the second component and the first component. Accordingly, preferably, the surface of the shoulder, which cooperates with the clamping nut, unstructured and has a small average surface roughness R Z as the first end face and / or the second end face. Optionally, a coating can be applied to the shoulder, which has a low sliding friction result.

In einer anderen vorteilhaften Ausführung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist ein drittes Bauteil am zweiten Bauteil gegenüberliegend dem ersten Bauteil angeordnet. Eine am dritten Bauteil ausgebildete dritte Stirnfläche ist mit einer am zweiten Bauteil ausgebildeten weiteren Stirnfläche zusammengepresst, wobei die Spannmutter an einer Schulter des dritten Bauteils anliegt und beim Anziehen auf dieser abgleitet. Dadurch werden drei Bauteile, nämlich das erste, das zweite und das dritte Bauteil, durch die Spannmutter zusammengepresst. Vorzugsweise wird eine derartige Ausführung verwendet, um Funktionen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in dem zusätzlichen dritten Bauteil vorteilhafter anzuordnen bzw. um zusätzliche Funktionen für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu integrieren.In another advantageous embodiment of the fuel injection device, a third component is arranged on the second component opposite the first component. A third end face formed on the third component is pressed together with a further end face formed on the second component, wherein the clamping nut rests against a shoulder of the third component and slides on it when tightened. As a result, three components, namely the first, the second and the third component, are pressed together by the clamping nut. Preferably, such an embodiment is used to more advantageously arrange functions of the fuel injector in the additional third component or to integrate additional functions for the fuel injector.

Vorteilhafterweise sind in einer Weiterbildung auch die dritte Stirnfläche und/oder die weitere Stirnfläche strukturiert. Dadurch erfolgt eine Steigerung der verdrehsicheren Drehmomentübertragung sowohl zwischen erstem und zweitem als auch zwischen zweitem und drittem Bauteil.Advantageously, in a development, the third end face and / or the further end face are structured. This results in an increase in the torque transfer torque-proof both between the first and second as well as between the second and third component.

In vorteilhaften Ausführungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist die Strukturierung durch Sputtern, Prägen, Ätzen, Sandstrahlen oder Laserstrukturieren aufgebracht. Dabei werden vorzugsweise mikroskopische Strukturierungen durch die Oberflächenbearbeitungen Sputtern, Ätzen oder Sandstrahlen aufgebracht und makroskopische Strukturierungen durch die Oberflächenbearbeitungsverfahren Prägen oder Laserstrukturieren.In advantageous embodiments of the fuel injection device according to the invention, the structuring by sputtering, embossing, etching, sandblasting or laser structuring is applied. In this case, preferably microscopic structures are applied by the surface treatments sputtering, etching or sandblasting and macroscopic structuring by the surface treatment processes embossing or laser structuring.

In einer vorteilhaften Ausführung ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ein Kraftstoffinjektor. Besonders bei Kraftstoffinjektoren ist eine Steigerung des zulässigen Anzugsmoments einer Spannmutter ohne gleichzeitiges Verdrehen der verspannten Bauteile erforderlich, da für zukünftige Anwendungen auch die abzudichtenden Drücke des Kraftstoffs innerhalb des Kraftstoffinjektors weiter steigen.In an advantageous embodiment, the fuel injection device is a fuel injector. Especially with fuel injectors an increase in the permissible torque of a clamping nut without simultaneous rotation of the braced components is required because for future applications, the sealed pressures of the fuel within the fuel injector continue to rise.

Zeichnungendrawings

  • Fig.1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind. Fig.1 shows schematically a fuel injection device according to the invention, wherein only the essential areas are shown.
  • Fig.2 zeigt den Schnitt A-A der Fig.1 in einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Fig.2 shows the section AA the Fig.1 in a non-inventive embodiment.
  • Fig.3 zeigt den Schnitt A-A der Fig.1 in einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Figure 3 shows the section AA the Fig.1 in a non-inventive embodiment.
  • Fig.4 zeigt den Schnitt A-A der Fig.1 in einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Figure 4 shows the section AA the Fig.1 in a non-inventive embodiment.
  • Fig.5 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind. Figure 5 shows schematically an embodiment of the fuel injection device according to the invention, wherein only the essential areas are shown.
  • Fig.6 zeigt den Schnitt B-B der Fig.5 in einem Ausführungsbeispiel. Figure 6 shows the section BB of Figure 5 in one embodiment.
  • Fig.7 zeigt einen Ausschnitt der Fig.2 und der Fig.6 in einem Ausführungsbeispiel. Figure 7 shows a part of the Fig.2 and the Figure 6 in one embodiment.
  • Fig.8a zeigt schematisch einen Ausschnitt eines nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind. Figure 8a schematically shows a section of a non-inventive embodiment of the fuel injection device according to the invention, wherein only the essential areas are shown.
  • Fig.8b zeigt den Schnitt C-C der Fig.8a eines nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels. 8B shows the section CC the Figure 8a a non-inventive embodiment.
  • Fig.9 zeigt schematisch ein nicht erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind. Figure 9 schematically shows a not inventive embodiment of the fuel injection device according to the invention, wherein only the essential areas are shown.
Beschreibungdescription

Fig.1 zeigt eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, wobei nur die für die vorliegende Erfindung wesentlichen Teile dargestellt sind. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 kann dabei beispielsweise ein Kraftstoffinjektor sein, wie er in einem Common Rail System verwendet wird. Fig.1 shows a fuel injection device 100 for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, wherein only the essential parts for the present invention are shown. The fuel injection device 100 may be, for example, a fuel injector, as used in a common rail system.

Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 umfasst ein erstes Bauteil 1 und ein zweites Bauteil 2, die mit einer Spannmutter 5 gegeneinander verschraubt sind, so dass eine am ersten Bauteil 1 ausgebildete erste Stirnfläche 1a mit einer am zweiten Bauteil 2 ausgebildeten zweiten Stirnfläche 2a verpresst wird. Die Spannmutter 5 steht in einem Gewindeeingriff mit einem am ersten Bauteil 1 ausgebildeten Gewinde und liegt an einer Schulter 2s des zweiten Bauteils 2 an. Beim Anziehen der Spannmutter 5 gleitet diese auf der Schulter 2s ab.The fuel injection device 100 comprises a first component 1 and a second component 2, which are screwed against one another with a clamping nut 5, so that a first end surface 1a formed on the first component 1 is pressed with a second end surface 2a formed on the second component 2. The clamping nut 5 is in threaded engagement with a thread formed on the first component 1 and abuts against a shoulder 2s of the second component 2. When tightening the nut 5, this slides on the shoulder from 2s.

Das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 sollen durch die Spannmutter 5 gegeneinander dicht verschraubt werden. Während des Anziehprozesses soll ein Verdrehen der beiden Bauteile 1, 2 gegeneinander verhindert werden. Dies geschieht mit einer Andruckkraft durch die Spannmutter 5 und/oder eine externe Niederhaltekraft eines Montagewerkzeugs auf die beiden Bauteile 1, 2. Eine Steigerung des übertragbaren Drehmoments zwischen den beiden Bauteilen 1, 2 - und damit eine höhere Sicherheit gegen Verdrehen - wird durch eine Erhöhung des Reibwertes der ersten Stirnfläche 1a und/oder der zweiten Stirnfläche 2a, oder auch durch Formschlüsse zwischen der ersten Stirnfläche 1a und der zweiten Stirnfläche 2a erzielt. Dadurch erhöht sich der Reibwert zwischen ihnen derart, dass die übertragbare Querkraft bzw. das übertragbare Drehmoment derart gesteigert wird, dass eine Verdrehung von erstem Bauteil 1 und zweitem Bauteil 2 während des Anziehens der Spannmutter 5 verhindert wird. In Folge dessen kann entweder die Niederhaltekraft durch eine nicht dargestellte Niederhaltevorrichtung auf erstes Bauteil 1 und zweites Bauteil 2 während des Anziehens der Spannmutter 5 verringert werden oder das Anzugsmoment der Spannmutter 5 bei konstanter Niederhaltekraft gesteigert werden.The first component 1 and the second component 2 are to be screwed tightly against each other by the clamping nut 5. During the tightening process twisting of the two components 1, 2 against each other should be prevented. This is done with a pressure force by the clamping nut 5 and / or an external hold down force of a mounting tool on the two components 1, 2. An increase in the transmittable torque between the two components 1, 2 - and thus a higher security against rotation - is increased by an increase the coefficient of friction of the first end face 1a and / or the second end face 2a, or also achieved by positive closures between the first end face 1a and the second end face 2a. As a result, the coefficient of friction between them increases such that the transmittable transverse force or the transmittable torque is increased in such a way that a rotation of the first component 1 and second component 2 during the tightening of the clamping nut 5 is prevented. As a result, either the hold-down force can be reduced by a hold-down device, not shown on the first component 1 and second component 2 during tightening of the clamping nut 5 or the tightening torque of the clamping nut 5 can be increased at a constant hold-down force.

Erstes Bauteil 1 und zweites Bauteil 2 können dabei beispielsweise Bauteile eines Kraftstoffinjektors sein, wie Injektorkörper und Düsenkörper. Für diesen Fall weist das zweite Bauteil 2 Einspritzöffnungen 20 auf. Es ist jedoch auch denkbar, dass weitere Bauteile, wie beispielsweise eine Ventilplatte oder eine Drosselplatte, über die Spannmutter 5 verschraubt werden, so dass sich zusätzliche Kontaktflächen ergeben, die ebenfalls Strukturierungen aufweisen, so dass auch dort ein Verdrehen der Bauteile gegeneinander verhindert wird; ein derartiges nicht erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel wird jedoch in Fig.5 noch näher beschrieben.First component 1 and second component 2 may be, for example, components of a fuel injector, such as injector body and nozzle body. For this case, the second component 2 has injection openings 20. It is, however conceivable that other components, such as a valve plate or a throttle plate, are screwed on the clamping nut 5, so that there are additional contact surfaces, which also have structuring, so that there is a rotation of the components against each other prevented; However, such a non-inventive embodiment is in Figure 5 described in more detail.

Fig.2 zeigt den Schnitt A-A der Fig.1 , also die Kontaktebene von erster Stirnfläche 1a zu zweiter Stirnfläche 2a in einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Dargestellt sind das erste Bauteil 1 und die Spannmutter 5. Das erste Bauteil 1 weist eine beispielhafte Bohrung 1c auf, die auch die erste Stirnfläche 1a durchschneidet, wie sie beispielsweise zum Durchführen einer Ventilnadel verwendet wird. Es sind auch weitere Bohrungen, beispielweise als Zulaufdrossel oder als Ablaufdrossel ausgebildete Bohrungen, denkbar, die die erste Stirnfläche 1a durchschneiden. Derartige Bohrungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Fig.2 shows the section AA the Fig.1 , That is, the contact plane from the first end face 1a to the second end face 2a in a non-inventive embodiment. Shown are the first component 1 and the clamping nut 5. The first component 1 has an exemplary bore 1c, which also cuts through the first end face 1a, as used for example for performing a valve needle. There are also other holes, for example, designed as inlet throttle or as a drain throttle holes, conceivable that cut through the first end face 1a. Such holes are well known from the prior art.

Die in Fig.2 gezeigte Strukturierung erstreckt sich über die gesamte erste Stirnfläche 1a. Die Strukturierung kann so vergleichsweise einfach durch eine Oberflächenbearbeitung erfolgen, die kein Aussparen einzelner Teile der ersten Stirnfläche 1a erfordert. In anderen Ausführungsformen kann auch die zweite Stirnfläche 2a anstelle der oder zusätzlich zur ersten Stirnfläche 1a strukturiert sein.In the Fig.2 Structuring shown extends over the entire first end face 1a. The structuring can thus be done comparatively simply by a surface treatment which does not require the removal of individual parts of the first end face 1a. In other embodiments, the second end face 2 a may also be structured instead of or in addition to the first end face 1 a.

Fig.3 zeigt den Schnitt A-A der Fig.1 eines nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels. In diesem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist die erste Stirnfläche 1a von zwei Bohrungen 1c und 1d durchschnitten, wobei die erste Bohrung 1c zentrisch angeordnet ist. Die erste Stirnfläche 1a gliedert sich von außen nach innen in drei kreisringförmige Segmente 1n1, 1r und 1n2, wobei das äußere Segment 1n1 und das innere Segment 1n2 nicht strukturiert sind, während das mittlere kreisringförmige Segment 1r strukturiert ist. Figure 3 shows the section AA the Fig.1 a non-inventive embodiment. In this embodiment not according to the invention, the first end face 1a is cut through by two bores 1c and 1d, the first bore 1c being arranged centrically. The first end face 1a is divided from outside to inside into three annular segments 1n1, 1r and 1n2, wherein the outer segment 1n1 and the inner segment 1n2 are not structured while the central annular segment 1r is structured.

In verschiedenen Anwendungen des nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der Fig.3 kann das strukturierte kreisringförmige Segment 1r entweder eine Dichtfläche des ersten Bauteils 1 zum zweiten Bauteil 2 sein, oder aber auch eine Fläche, die sich an eine unstrukturierte Dichtfläche anschließt; im zweiten Fall wäre die Dichtfläche dann entweder das äußere Segment 1n1 oder das innere Segment 1n2, wobei dann natürlich die Bohrungen 1c und 1d so verlaufen müssen, dass sie über die Dichtfläche in der Schnittebene A-A abgedichtet sind.In various applications of the non-inventive embodiment of Figure 3 the structured annular segment 1r can either be a sealing surface of the first component 1 to the second component 2, or else a surface which adjoins an unstructured sealing surface; in the second case would be the sealing surface then either the outer segment 1n1 or the inner segment 1n2, in which case, of course, the holes 1c and 1d must be such that they are sealed over the sealing surface in the sectional plane AA.

In einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gemäß der Fig.3 kann zur Abdichtung eine besonders wirkungsvolle Dichtkante an der Grenze von dem strukturierten kreisringförmigen Segment 1r zu einem unstrukturierten kreisringförmigen Segment, also entweder 1n1 oder 1n2, ausgebildet werden. Dies wird beispielsweise erzielt, indem die erste Stirnfläche 1a nicht planar ausgeführt ist, sondern konvex, oder indem das strukturierte kreisringförmige Segment 1r zu dem zu ihm benachbarten unstrukturierten kreisringförmigen Segment, also zu 1n1 und/oder zu 1n2, einen sehr kleinen Winkel (ca. 0,5°) aufweist.In a non-inventive embodiment according to the Figure 3 For sealing, a particularly effective sealing edge can be formed at the boundary of the structured annular segment 1r to form an unstructured annular segment, ie either 1n1 or 1n2. This is achieved, for example, in that the first end face 1a is not made planar but convex, or in that the structured annular segment 1r has a very small angle (approx. 1n) to the unstructured annular segment adjacent to it, ie 1n1 and / or 1n2. 0.5 °).

Fig.4 zeigt den Schnitt A-A der Fig.1 eines nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels. In diesem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist die erste Stirnfläche 1a von drei Bohrungen 1c, 1d und 1e durchsetzt, wobei die erste Bohrung 1c zentrisch angeordnet ist. Anders als in der vorangegangenen Ausführung nach Fig.3 gliedert sich die erste Stirnfläche 1a nicht in kreisringförmige Segmente, sondern in ringsektorförmige Segmente, also in kuchenstückförmige Segmente, die in der zentrischen Bohrung 1c zusammentreffen. In der dargestellten Ausführung sind drei ringsektorförmige Segmente 1k strukturiert und drei weitere ringsektorförmige Segmente 1n nicht strukturiert, wobei umlaufend jeweils ein strukturiertes Segment 1k auf ein unstrukturiertes Segment 1n folgt und die Segmente jeweils 60° umfassen. In ähnlichen Ausführungsformen sind selbstverständlich Segmentierungen denkbar, die eine andere Anzahl von Segmenten und/oder andere Segmentwinkel umfassen. Figure 4 shows the section AA the Fig.1 a non-inventive embodiment. In this embodiment not according to the invention, the first end face 1a is penetrated by three bores 1c, 1d and 1e, the first bore 1c being arranged centrically. Unlike in the previous embodiment according to Figure 3 the first end face 1a is not divided into annular segments, but in segments of an annular sector, that is, in cake-segment-shaped segments which meet in the central bore 1c. In the illustrated embodiment, three annular sector-shaped segments 1k are structured and three further annular sector-shaped segments 1n are not structured, wherein circumferentially one structured segment 1k follows an unstructured segment 1n and the segments each comprise 60 °. In similar embodiments, of course, segmentations are conceivable that include a different number of segments and / or other segment angle.

Vorteilhafterweise sind die nichtzentrischen Bohrungen 1d und 1e jeweils in einem strukturierten ringsektorförmigen Segment 1k angeordnet, für den Fall dass über die strukturierten ringsektorförmigen Segmente 1k abgedichtet wird, oder die nichtzentrischen Bohrungen 1d und 1e sind jeweils in einem unstrukturierten ringsektorförmigen Segment 1n angeordnet, für den Fall dass über die unstrukturierten ringsektorförmigen Segmente 1n abgedichtet wird.Advantageously, the noncentric bores 1d and 1e are each arranged in a structured annular sector-shaped segment 1k, in the event that is sealed over the structured annular sector-shaped segments 1k, or the noncentric bores 1d and 1e are each arranged in an unstructured annular sector-shaped segment 1n, for the case that is sealed over the unstructured annular sector-shaped segments 1n.

Speziell wenn die erste Stirnfläche 1a mit Oberflächenbearbeitungsverfahren wie Laserstrukturierung oder Prägen bearbeitet wird, können auch beliebig komplexe Segmentierungen aufgebracht werden. Beispielsweise ist es denkbar die Ausführung der Fig.3 mit der der Fig.4 zu kombinieren:

  • In einer ersten Unterausführung werden die kreisringförmigen Segmente 1r und die ringsektorförmigen Segmente 1k additiv überlagert, so dass sich eine Vereinigungsmenge der strukturierten Flächen ergibt. Dadurch kann z.B. die zentrische Bohrung 1c besser abgedichtet werden, wenn die Abdichtung über die strukturierte Fläche erfolgt.
  • In einer zweiten Unterausführung werden die kreisringförmigen Segmente 1r und die ringsektorförmigen Segmente 1k exklusiv überlagert, so dass sich für dieses Ausführungsbeispiel eine Schnittmenge der strukturierten Flächen aus den Ausführungsbeispielen von Fig.3 und Fig.4 ergibt. Dadurch kann z.B. die zentrische Bohrung 1c besser abgedichtet werden, wenn die Abdichtung über die nichtstrukturierte Fläche erfolgt.
Especially if the first end face 1a is processed by surface treatment methods such as laser structuring or embossing, it is also possible to apply arbitrarily complex segmentations. For example, it is conceivable the execution of Figure 3 with the Figure 4 to combine:
  • In a first sub-embodiment, the annular segments 1r and the annular sector-shaped segments 1k are additively superimposed, so that a combination of the structured surfaces results. As a result, for example, the central bore 1c can be better sealed if the sealing takes place over the structured surface.
  • In a second sub-embodiment, the annular segments 1r and the ring-sector-shaped segments 1k are superimposed exclusively, so that for this exemplary embodiment an intersection of the structured surfaces from the exemplary embodiments of FIG Fig.3 and Fig.4 results. As a result, for example, the central bore 1c can be better sealed if the sealing takes place over the non-structured surface.

Auch zu den nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen der Fig.3 und Fig.4 sind Varianten denkbar, bei denen die zweite Stirnfläche 2a anstelle der oder zusätzlich zur ersten Stirnfläche 1a strukturiert ist.Also to the non-inventive embodiments of Fig.3 and Fig.4 Variants are conceivable in which the second end face 2a is structured instead of or in addition to the first end face 1a.

Fig.5 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100, bei dem ein zusätzliches drittes Bauteil 3 mit dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2' über die Spannmutter 5 verspannt ist. Dabei ist das zweite Bauteil 2' zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem dritten Bauteil 3 angeordnet. Der Kraftfluss des Schraubverbandes ist dabei wie folgt:

  • Die Spannmutter 5 steht im Gewindeeingriff mit dem ersten Bauteil1.
  • Das erste Bauteil 1 wirkt an der ersten Stirnfläche 1a mit dem zweiten Bauteil 2' an der zweiten Stirnfläche 2a' zusammen.
  • Das zweite Bauteil 2' wirkt außerdem an einer an ihm ausgebildeten weiteren Stirnfläche 2b', die der zweiten Stirnfläche 2a' entgegengesetzt angeordnet ist, mit dem dritten Bauteil 3 an einer an diesem ausgebildeten dritten Stirnfläche 3a zusammen.
  • Die Spannmutter 5 steht im Eingriff mit einer am dritten Bauteil ausgebildeten Schulter 3s, wobei die Schulter 3s der dritten Stirnfläche 3a entgegengesetzt angeordnet ist.
Figure 5 schematically shows an embodiment of the fuel injection device 100 according to the invention, in which an additional third component 3 is clamped to the first component 1 and the second component 2 'via the clamping nut 5. In this case, the second component 2 'is arranged between the first component 1 and the third component 3. The power flow of the threaded bandage is as follows:
  • The clamping nut 5 is in threaded engagement with the first Bauteil1.
  • The first component 1 acts on the first end face 1a with the second component 2 'on the second end face 2a' together.
  • The second component 2 'also cooperates with the third component 3 on a third end face 2 b' formed on it, which is arranged opposite the second end face 2 a ', on a third end face 3 a formed on the latter.
  • The clamping nut 5 is engaged with a shoulder 3s formed on the third component, the shoulder 3s being arranged opposite to the third end face 3a.

Fig.6 zeigt den Schnitt B-B der Fig.5 in einem Ausführungsbeispiel. Dabei ist der Schnitt B-B analog zu dem Schnitt A-A der Fig.2 , bezieht sich jedoch auf das zweite Bauteil 2' in der Kontaktebene zum dritten Bauteil 3:

  • Dargestellt sind das zweite Bauteil 2' und die Spannmutter 5. Das zweite Bauteil 2' weist eine beispielhafte Bohrung 2c' auf, die auch die weitere Stirnfläche 2b' durchsetzt. Es sind auch weitere Bohrungen, beispielweise als Zulaufdrossel oder als Ablaufdrossel ausgebildete Bohrungen, denkbar, die die weitere Stirnfläche 2b' durchsetzen. Fig.6 zeigt schematisch eine Strukturierung, die sich über die gesamte weitere Stirnfläche 2b' erstreckt. Jedoch sind auch für die weitere Stirnfläche 2b' andere Strukturierungen möglich, die beispielsweise analog ausgeführt sind zu den nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen der Fig.3 und Fig.4 für die erste Stirnfläche 1a.
Figure 6 shows the section BB of Figure 5 in one embodiment. In this case, the section BB is analogous to the section AA of Fig.2 but refers to the second component 2 'in the contact plane to the third component 3:
  • Shown are the second component 2 'and the clamping nut 5. The second component 2' has an exemplary bore 2c ', which also passes through the further end face 2b'. There are also other holes, for example, designed as inlet throttle or as a drain throttle holes, conceivable that pass through the further end face 2 b '. Figure 6 schematically shows a structuring, which extends over the entire further end face 2b '. However, other structures are also possible for the further end face 2b ', which are, for example, analogous to the non-inventive embodiments of the Fig.3 and Fig.4 for the first end face 1a.

Fig.7 zeigt einen Ausschnitt einer strukturierten Stirnfläche, wie er beispielsweise in der Fig.2 und der Fig.6 gekennzeichnet ist. Generell ist dieser Ausschnitt für jedes strukturierte Segment möglich und soll lediglich eine Ausführungsform der Strukturierung darstellen. Die Strukturierung besteht aus einzelnen Riefen R, wie sie beispielsweise bei der Oberflächenbearbeitung über einen Schleifprozess aufgebracht werden. In der in Fig.7 dargestellten speziellen Ausführung verlaufen die Riefen R im Groben in zwei unterschiedlichen Hauptrichtungen R1 und R2, die weitestgehend senkrecht aufeinander stehen, so dass sich im Wesentlichen eine Art Kreuzschliff als Struktur ergibt. Figure 7 shows a section of a structured end face, as for example in the Fig.2 and the Figure 6 is marked. In general, this segment is possible for each structured segment and is intended to represent only one embodiment of the structuring. The structuring consists of individual grooves R, as they are applied for example in the surface treatment via a grinding process. In the in Figure 7 As shown, the grooves R are roughly in two different main directions R1 and R2, which are largely perpendicular to each other, so that there is essentially a kind of cross-section as a structure.

Fig.8a zeigt schematisch einen Ausschnitt eines nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung, bei dem das erste Bauteil 1 mit dem zweiten Bauteil 2; 2' verspannt ist, wobei die Spannmutter nicht dargestellt ist. Figure 8a schematically shows a section of a non-inventive embodiment of the fuel injection device according to the invention, in which the first component 1 with the second component 2; 2 'is braced, wherein the clamping nut is not shown.

In dieser Ausführung sind die Strukturierungen der ersten Stirnfläche 1a und der zweiten Stirnfläche 2a; 2a' vergleichsweise groß: Auf der ersten Stirnfläche 1a werden Aufnahmenuten 1p aufgebracht und auf der zweiten Stirnfläche dazu passgenau Passfedererhebungen 2p; 2p', die vorzugsweise eine Höhe h von 25 µm bis 63 µm aufweisen, wobei jeweils eine Passfedererhebung 2p; 2p' in einer Aufnahmenut 1p angeordnet ist. Beim Anziehen der Spannmutter wirken die Passfedererhebungen 2p; 2p' wie viele kleine Passfedern und eignen sich daher besonders gut für eine Drehmomentübertragung. Bei größeren Höhen der Strukturierungen als 63 µm wird die Toleranz der Baugruppe hinsichtlich der Parallelität negativ beeinflusst, bei kleineren Höhen als 25 µm ist dagegen der Effekt des Formschlusses zu gering.In this embodiment, the structuring of the first end face 1a and the second end face 2a; 2a 'comparatively large: on the first end face 1a receiving grooves 1p are applied and on the second end face to Precise keyway elevations 2p; 2p ', which preferably have a height h of 25 microns to 63 microns, each with a feather key 2p; 2p 'is disposed in a receiving groove 1p. When tightening the clamping nut, the feather key elevations 2p act; 2p 'like many small feather keys and are therefore particularly well suited for torque transmission. At higher heights of structuring than 63 μm, the tolerance of the assembly is negatively influenced with respect to parallelism, but at smaller heights than 25 μm, the effect of the positive connection is too low.

Fig.8b zeigt den Schnitt C-C der Fig.8a , also eine Draufsicht auf die zweite Stirnfläche 2a; 2a' des zweiten Bauteils 2; 2' in einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. In diesem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel weist das zweite Bauteil drei Bohrungen 2c; 2c', 2d; 2d' und 2e; 2e' auf, die beispielhaft als druckbelastete Bohrungen bzw. Führungsbohrungen skizziert sind. Auf der zweiten Stirnfläche 2a; 2a' sind mehrere Passfedererhebungen 2p; 2p' angeordnet, die in diesem Ausführungsbeispiel eine dreieckige Form in der Draufsicht besitzen. Selbstverständlich sind auch weitere Formen wie z.B. Kreisform oder Rechteckform verwendbar. Die Passfedererhebungen 2p; 2p' sind vorteilhafterweise so angeordnet, dass sie gleichzeitig als Montagehilfe dienen. 8B shows the section CC the Figure 8a , ie a plan view of the second end face 2a; 2a 'of the second component 2; 2 'in a non-inventive embodiment. In this embodiment not according to the invention, the second component has three bores 2c; 2c ', 2d; 2d 'and 2e; 2e ', which are sketched by way of example as pressure-loaded bores or guide bores. On the second end face 2a; 2a 'are a plurality of keyways 2p; 2p ', which in this embodiment have a triangular shape in plan view. Of course, other shapes such as circular or rectangular shape can be used. The keyway elevations 2p; 2p 'are advantageously arranged so that they also serve as an assembly aid.

Besonders die Oberflächenbearbeitungsverfahren Prägen und Laserstrukturieren eignen sich, um auf die beiden Stirnflächen 1a und 2a; 2a' Aufnahmenuten 1p bzw. Passfedererhebungen 2p; 2p' aufzubringen. Die Toleranzen sollten dabei so gewählt werden, dass die Seitenflächen von Aufnahmenuten 1p und Passfedererhebungen 2p; 2p' gut miteinander in Eingriff kommen, also vergleichsweise eng toleriert sind. In axialer Richtung der Bauteile soll ein Kontakt zwischen Aufnahmenuten 1p und Passfedererhebungen 2p; 2p' vermieden werden, so dass die axiale Vorspannkraft zwischen erstem Bauteil 1 und zweitem Bauteil 2; 2' auf die beiden Stirnflächen 1a und 2a; 2a' außerhalb der Aufnahmenuten 1p bzw. Passfedererhebungen 2p; 2p' wirkt.In particular, the surface processing methods embossing and laser structuring are suitable for applying to the two end faces 1a and 2a; 2a 'receiving grooves 1p and keyway elevations 2p; 2p 'apply. The tolerances should be chosen so that the side surfaces of grooves 1p and keyways 2p; 2p 'get in good contact with each other, so are relatively tight tolerated. In the axial direction of the components is a contact between receiving grooves 1p and keyholes 2p; 2p 'be avoided, so that the axial biasing force between the first component 1 and second component 2; 2 'on the two end faces 1a and 2a; 2a 'outside the receiving grooves 1p and keyway elevations 2p; 2p 'works.

Fig.9 zeigt ein nicht erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung. Dieses Ausführungsbeispiel ist dem der Fig.1 sehr ähnlich, also mit einer strukturierten ersten Stirnfläche 1a und einer zweiten Stirnfläche 2a, die wahlweise ebenfalls strukturiert werden kann. Als Montagehilfe und/oder zur weiteren Erhöhung des übertragbaren Drehmoments zwischen erstem Bauteil 1 und zweitem Bauteil 2 bzw. zur Reduzierung der Niederhaltekraft auf die beiden Bauteile 1, 2 während des Anziehens der Spannmutter 5 ist mindestens ein Sicherungsstift 7 zwischen erstem Bauteil 1 und zweiten Bauteil 2 in dafür ausgebildeten Bohrungen angeordnet:

  • Eine erste Stiftbohrung 12 ist im ersten Bauteil 1 in axialer Richtung als Sacklochbohrung von der ersten Stirnfläche 1a ausgehend ausgebildet.
  • Eine zweite Stiftbohrung 22 ist der ersten Stiftbohrung 12 gegenüberliegend im zweiten Bauteil 2 in axialer Richtung als Sacklochbohrung von der zweiten Stirnfläche 2a ausgehend ausgebildet.
Figure 9 shows a non-inventive embodiment of the fuel injection device according to the invention. This embodiment is that of Fig.1 very similar, ie with a structured first end face 1a and a second end face 2a, which can optionally also be structured. When Mounting aid and / or to further increase the transmittable torque between the first component 1 and second component 2 or to reduce the hold-down force on the two components 1, 2 during tightening the clamping nut 5 is at least one locking pin 7 between the first component 1 and second component. 2 arranged in holes designed for this purpose:
  • A first pin bore 12 is formed in the first component 1 in the axial direction as a blind hole starting from the first end face 1a.
  • A second pin bore 22 is formed opposite the first pin hole 12 in the second component 2 in the axial direction as a blind hole starting from the second end face 2a.

Die Anordnung eines oder mehrerer Sicherungsstifte 7 erhöht dadurch das übertragbare Drehmoment von erstem Bauteil 1 zu zweitem Bauteil 2 noch einmal deutlich, ohne dass sich das zweite Bauteil 2 gegenüber dem ersten Bauteil 1 beim Anziehen der Spannmutter verdreht. Weiterhin kann der mindestens eine Sicherungsstift 7 als Montagehilfe verwendet werden, so dass erstes Bauteil 1 und zweites Bauteil 2 exakt zueinander positioniert werden.The arrangement of one or more locking pins 7 thereby significantly increases the transmittable torque from the first component 1 to the second component 2 without the second component 2 being rotated relative to the first component 1 when tightening the clamping nut. Furthermore, the at least one locking pin 7 can be used as an assembly aid, so that first component 1 and second component 2 are positioned exactly to one another.

Claims (14)

  1. Fuel injection device (100) for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, having a first component (1) and having a second component (2; 2') which are screwed axially against one another by means of a clamping nut (5), wherein the clamping nut (5) is in threaded engagement with the first component (1), such that a first face surface (1a) formed on the first component (1) is pressed together with a second face surface (2a; 2a') formed on the second component (2; 2'),
    characterized in that
    at least the first face surface (1a) is structured such that no relative rotation of first component (1) and second component (2; 2') occurs during the tightening of the clamping nut (5), wherein the first face surface (1a) has grooves (R) as a structure.
  2. Fuel injection device (100) according to Claim 1, characterized in that the structuring extends over the entire first face surface (1a).
  3. Fuel injection device (100) according to Claim 1, characterized in that the structuring extends over ring-sector-shaped segments (1k) of the first face surface (1a).
  4. Fuel injection device (100) according to Claim 1, characterized in that the structuring extends over a circular-ring-shaped segment (1r) of the first base surface (1a).
  5. Fuel injection device (100) according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the first face surface (1a) is structured by virtue of its having an average roughness depth of 6 µm ≤ RZ ≤ 16 µm.
  6. Fuel injection device (100) according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the grooves (R) run in two different main directions, resulting in a cross-hatched configuration.
  7. Fuel injection device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the second face surface (2a; 2a') is also structured.
  8. Fuel injection device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one securing pin (7) is arranged as an additional relative-rotation prevention means between the first component (1) and the second component (2; 2').
  9. Fuel injection device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first component (1), the second component (2; 2') and the clamping nut (5) have a substantially axially symmetrical form.
  10. Fuel injection device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping nut (5) bears against a shoulder (2s) of the second component (2) and slides on said shoulder during the tightening process.
  11. Fuel injection device (100) according to one of Claims 1 to 9, characterized in that a third component (3) is arranged on the second component (2') so as to be situated opposite the first component (1), and in that a third face surface (3a) formed on the third component (3) is pressed together with a further face surface (2b') formed on the second component (2'), wherein the clamping nut (5) bears against a shoulder (3s) of the third component (3) and slides on said shoulder during the tightening process.
  12. Fuel injection device (100) according to Claim 11, characterized in that the third face surface (3a) and/or the further face surface (2b') are also structured.
  13. Fuel injection device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the structuring is applied by sputtering, stamping, etching, sandblasting or laser structuring.
  14. Fuel injection device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel injection device (100) is a fuel injector.
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