WO2002101229A1

WO2002101229A1 - Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen

Info

Publication number: WO2002101229A1
Application number: PCT/DE2002/002116
Authority: WO
Inventors: Andreas Koeninger; Steffen Jung
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2002-12-19
Also published as: JP2004521244A; BR0205538A; EP1399668A1; DE50208654D1; EP1399668B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einer an einem Düsenhalter oder Injektor festgespannten Einspritzdüse, die einen Düsenkörper (1, 17, 24) und eine Düsennadel (3) umfasst. Die Düsennadel (3) ist dabei in einer Bohrung (2) in dem Düsenkörper (1, 17, 24) axial verschiebbar. Der Düsenkörper (1, 17, 24) enthält mindestens eine Markierung oder mindestens eine Schlüsselfläche zur Ausrichtung des Düsenkörpers (1, 17, 24) relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Ausrichtung des Düsenkörpers (1, 17, 24) relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor bei der Montage eines erfindungsgemässen Kraftstoffeinspritzventils.

Description

Kraftstoffeinspritzventil für Brennkrafftmaschinen

Technisches Gebiet

Kraftstoffeinspritzventile oder Injektoren sind wichtige Bestandteile von Brennkraftmaschinen. Kraftstoffeinspritzventile werden für das dosierte Einspritzen, das Aufbereiten des Kraftstoffes, das Formen des Einspritzverlaufs und das Abdichten gegen den Brennraum benötigt. Ein Kraftstoffeinspritzventil enthält eine Einspritzdüse, die in einen Haltekörper, z.B. einen Düsenhalter, integriert ist. Die Einspritzdüsen können aber auch, beispielsweise bei dem Speichereinspritzsystem "Common Rail", in Injektoren eingebaut werden, die die Funktion der Düsenhalter übernehmen. Mit elektrisch ansteuerbaren Injektoren werden Sprizbeginn und Einspritzmenge eingestellt.

Stand der Technik

Düsenhalterkombinationen und Injektoren, insbesondere für Lochdüsen, weisen eine große Variantenvielfalt auf.

Aus DE 195 08 636 AI ist beispielsweise eine Düse mit Düsenhalter bekannt. Die Einspritzdüse wird mit einer Düsenspannmutter zentrisch am Düsenhalter befestigt. Beim Zu- ^' sammenschrauben des Düsenhalters mit der Düsenspannmutter wird eine Zwischenscheibe gegen die Dichtflächen von dem Düsenhalter und von dem Körper der Einspritzdüse ge- presst. Die Zwischenscheibe bildet den Hubanschlag der Düsennadel der Einspritzdüse und dient ferner der Ausrichtung der Einspritzdüse relativ zum Körper des Düsenhalters mittels Fixierstiften. Der Kraftstoff gelangt über eine Zulaufbohrung im Körper des Düsenhalters und über eine Bohrung in der Zwischenscheibe zu einer Zulaufbohrung des Düsenkörpers und anschließend in den Sitzbereich der Einspritzdüse.

Eine Abbildung einer weiteren Düsenhalterkombination ist aus Dieselmotor-Management, Robert Bosch GmbH, zweite Auflage (1998), Vieweg, Wiesbaden, Seite 91 bekannt. Eine Sacklochdüse, die in einen Common-Rail-Injektor eingebaut werden kann, ist in dem selben Buch S. 279 abgebildet.

Anhand mehrerer zylindrischer Fixierstifte oder anders ausbildbarer Formelemente wird eine tangentiale Ausrichtung eines Düsenkörpers zu einem Haltekörper vorgenommen, um die Spritzstrahlen des in den Brennraum einzuspritzenden Kraftstoffes in einen je nach Typ der Verbrennungskraftmaschine unterschiedlichem Winkel zur Glühkerze anzuordnen und so die Einspritzbedingungen zu verbessern. Die Fixierstifte in der Zwischenscheibe, die zur Ausrichtung der Einspritzdüse relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor dienen, haben den Nachteil, daß auch in dem Düsenlcörper Sacklöcher benötigt werden, um die Fixierstifte aufzunehmen und daß diese Sacklöcher die Schwingfestigkeit des Düsenkörpers reduzieren. Dadurch verringert sich aufgrund von schwingungsbedingter Materialermüdung die maximale Belastung eines Kraftstoffeinspritzventils.

Darstellung der Erfindung

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß sich die Schwingfestigkeit des Düsenkörpers eines Kraftstoffeinspritzventils erhöht, dadurch, daß die Fixierstifte und die dazugehörigen Sacklöcher entfallen. Aus dem Wegfallen der Fixierstifte resultiert des weiteren eine Reduzierung von Kosten und Zeitaufwand bei der Herstellung der Düsenhalterkombina- tion. Ferner erhöht sich durch die vorliegende Erfindung die Genauigkeit der Fixierung der Einspritzdüse an dem Düsenhalter. Die gleichen Vorteile werden für in Injektoren eingebaute Einspritzdüsen erzielt.

Diese Vorteile werden durch ein erfmdungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen erreicht mit einer an einem Düsenhalter oder einem Injektor festgespannten Einspritzdüse, die einen Düsenlcörper und eine Düsennadel umfaßt. Dabei ist die Düsennadel in einer Bohrung in dem Düsenkörper axial verschiebbar. Der Düsenkörper enthält mindestens eine Markierung und kann optional eine Schlüsselfläche zur Ausrichtung des Düsenkörpers relativ zum Haltelcörper oder einem Injektorkörper enthalten. Eine Markierung oder Aussparung, die maschinenlesbar ist (Identifizierung der Lage der Markierung z. B. über Kamerasystem in Fertigungs-/Montagestraße), kann sowohl im oberen Bereich des Düsenkörpers als auch in dessen, sich zum Brennraum erstreckenden Schaftbereich angeordnet werden. Eine Ausrichtung des Düsenkörpers zum Haltelcörper kann mittels eines Montage- oder Spannwerkzeuges vorgenommen werden. Eine am Düsenkörper angebrachte Schlüsselfiäche kann in ein Montagewerkzeug eingepasst werden, wodurch der Düsenkörper lagerichtig relativ zum Haltekörper ausrichtbar ist. Die am Düsen örper vorgesehene Markierung lässt sich auch mittels eines optischen Systemes durch ein Sichtfen- ster in einem Spannwerkzeug detektieren. Mit der erfmdungsgemäßen Lösung können die zur Fixierung und Ausrichtung von Haltekörper und Düsenkörper zueinander dienenden Fixierstifte entfallen, so dass die Arbeitsgänge zur Fertigung der Fixiergeometrie d. h. Bohrung der Sacklöcher im Düsenkörper sowie Einfräsen von Nuten oder dergleichen im Dü- senkörper und Haltekörper ebenfalls entfallen können. Dadurch lässt sich weiterer meßtechnischer Aufwand einsparen. Außerdem können Bearbeitungsschritte, wie z. B. wie das Entgraten scharfkantiger Fixiernuten, die beim Fräsen entstehen, nunmehr entfallen.

Mit der vorgeschlagenen Lösung wird ein zur Erzeugung einer in axialer Richtung wirken- den Dichtkraft aufzubringendes Drehmoment überflüssig. Die Düsenspannmutter, mit welcher Haltekörper und Düsenkörper miteinander verbunden werden, wird nach Aufbringung der axialen Vorspannkraft durch Spann- oder Montagewerkzeug lediglich "angelegt". Es lassen sich ferner Fehler in der Montage, wie z. B. ein Abscheren der Fixierstifte durch ein zu hohes Reibmoment oder ein Nichterreichen des erforderlichen Solldrehmomentes bei winkelgesteuerte Montage, ausschließen. Durch die Vermeidung von Fixierstiften zwischen Haltekörper und Düsenkörper lassen sich ferner Fehler hinsichtlich der Position und Maßhaltigkeit der Fixiergeometrie künftig vermeiden. Bei rotationssymmetrisch ausgebildeten Düsenkörpern kann jegliches Ausrichten bei zur Vornahme von Meß-Prüfvorgängen künftig entfallen. Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann eine wesentlich genauere Position des Düsenlcörpers zum Injektor bzw. zum Halteköφer dadurch erzielt werden, dass der Düsenkörper zum Haltekörper ausgerichtet wird und die Ausrichtung durch Bildverarbeitung z. B. über ein optisches System überwacht werden kann. Dies ist bei heutigen Montageverfahren aufgrund der vorhandenen Toleranzketten nur schwierig erzielbar. Mit der erfindungsgemäßen Lösung sind ferner wesentlich geringere Seitenwin- keltoleranzen möglich, was günstig hinsichtlich der herrschenden Entwicklungstendenz ist, die Spritzlochanzahl zum Einbringen des Kraftstoffes in den Brennraum einer selbstzynde- nen Verbrennungslαaftmaschine zu erhöhen. Durch das Fehlen von Fixierstiften und die Festigkeit des Düsenkörper schwächenden Sacklöchem lässt sich eine wesentlich höhere Druckschwellfestigkeit erreichen. Günstig ist ebenfalls eine konstante Flächenpressung an den Auflageflächen, d. h. der Dichtfläche des Düsenköφers und der dieser gegenüberliegenden Stirnfläche des Halteköφers. Eine konstante Flächenpressung wird zu einer wesentlichen qualitativen Verbressung der Dichtflächen. Aufgrund der Einleitung der Vorspannkraft durch Einspann bzw. Montagewerkzeug kann die Düsenspannmutter, welche den Düsenlcörper gegen den Halteköφer anstellt und die Dichtkraft aufrecht erhält, mecha- nisch entlastet werden, da diese bei der Vorspannung von Halteköφern und Düsekörpem gegeneinander kein Drehmoment überträgt. Dies wiederrum hat zur Folge, dass mit der erfmdungsgemäß vorgeschlagenen Lösung eine Erhöhung der axialen Dichtkraft möglich ist und eine Vergrößerung des Düsenlcöφerbundes erreicht werden kann. Darüber hinaus ist der Düsenkörperbund keiner Torsionsbeanspruchung unterworfen; femer lassen sich durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung Dichtflächenbeschädigung aufgrund eines ungewollten Verdrehens vermeiden.

Die oben genannten Vorteile ergeben sich für alle Arten von Düsen, z.B. für Sitzloch- oder Sacklochdüsen, insbesondere für die Düse eines Piezo-Injektors.

Zeichnung

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Es zeigt:

Figur 1 einen Schnitt durch eine Einspritzdüse gemäß dem Stand der Technik mit Sacklöchern für die Fixierstifte;

Figur 2a, b eine schematische Darstellung von erfmdungsgemäßen Düsenköφem mit möglichen Formen der Markierung und

Figur 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Düsenlcörpers mit Schlüsselfläche und einem dazugehörigen Montagewerkzeug,

Figur 4 die Darstellung einer Düserιköφer-/Halteköφerverbindung mit vergrößerter Düsenspannmutterbohrung und

Figur 5 einer Halteköφer-/Düsenköφerverbindung mit reduziertem Schaftdurchmesser am Düsenköφer.

Ausrahrungsvarianten

Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine Einspritzdüse gemäß dem Stand der Technik. Die Einspritzdüse umfaßt einen Düsenköφer 1 und eine Bohrung 2, in der die Düsennadel 3 axial geführt wird. Die Düsennadel 3 trägt an ihrem unteren Ende einen Dichtkonus 4, der bei geschlossener Einspritzdüse auf die ebenfalls konische Dichtfläche 5 des Düsenlcörpers gedrückt wird. In der konischen Spitze des Düsenköφers befinden sich Spritzlöcher 6, die über eine Zulaufbohrung 7 und eine Druckkammer 8 bei geöffneter Einspritzdüse mit Kraftstoff versorgt werden. Die obere Dichtfläche 9 der Einspritzdüse wird an einen (nicht dargestellten) Düsenhalter oder Injektor angeschlossen. Die Einspritzdüse wird dazu mit einer (ebenfalls nicht dargestellten) Düsenspannmutter am Düsenhalter oder Injektor befestigt. Beim Zusammenschrauben von Düsenhalter oder Injektor und Düsenspannmutter wird generell eine Zwischenscheibe gegen die Dichtflächen 9 von Düsenhalter oder Injektor und Düsenköφer 1 gepreßt. Die Ausrichtung und Fixierung des Düsenköφers 1 relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor erfolgt im Stande der Technik mittels Fixierstiften, die in Sacklöchern in der Zwischenscheibe auf der einen Seite und in Sacklöchern in dem Düsenhalter oder Injektor und dem Düsenköφer 1 auf der anderen Seite stecken. Die Figur 1 ist ein solches Stiftloch 10 im Düsenköφer 1 dargestellt. Das Stiftloch 10 reduziert jedoch die Schwingungsfestigkeit des Düsenköφers 1. Bei der vorliegenden Erfindung fallen die Stiftlöcher 10 mit den Fixierstiften zur Ausrichtung und Fixierung des Düsenköφers 1 relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor weg, wodurch sich u.a. die Schwingungsfestigkeit des Düsenköφers 1 erhöht.

Figur 2a zeigt eine schematische Darstellung von erfindungsgemäßen Düsenköφern mit mö glichen Formen der Markierung .

In dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Markierung eine Aussparung in der Außenwand des Düsenköφers. Es sind sechs mögliche Varianten dieser Ausführungsform mit Aussparung dargestellt. Dabei wird jeweils ein Ausschnitt eines Düsenköφers gezeigt. Beispielsweise zeigt die erste Variante 11 den Ausschnitt eines Düsenköφers 17 von der Außenseite. Die obere Dichtfläche 19 wird an einen nicht dargestellten Düsenhalter oder Injektor angeschlossen. Stromabwärts 18 verjüngt sich der Düsenköφer 17, dessen unteres konisches Ende nicht abgebildet ist. Die obere Dichtfläche 19 des Düsenköφers 17 weist nicht die im Stande der Technik verwendeten Stiftlöcher auf. Statt-dessen enthält der Düsenköφers 17 in seiner Außenwand erfmdungsgemäß eine Mar- kie- rang in Form einer Aussparung 20. Durch diese Aussparung 20 weist der Düsenkö er 17 eine eindeutige Markierung auf, mit deren Hilfe der Düsenköφer 17 so ausgerichtet werden kann, daß er sich nach dem Festspannen an einem Düsenhalter oder Injektor in der richtigen Position befindet. Dabei wird vorausgesetzt, daß die Aussparung 20 in einer ge- nau bekannten Position relativ zu dem inneren Aufbau des Düsenköφers 17 angebracht wurde. Ziel der Ausrichtung des Düsenköφers 17 relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor ist es, daß beispielsweise die Zulaufbohrungen im Düsenköφer 17 und im Düsenhalter oder Injektor (bzw. in einer in den Düsenhalter oder Injektor integrierten Zwischenscheibe) exakt zur Deckung gebracht werden und daß der Düsenköφer 17 zum Köφer des Düsen- halters oder Injektors zentriert wird. Die Genauigkeit der Fixierung wird bei gleichbleibenden Toleranzen durch Verwendung der Aussparung 20 anstelle von Stiftbohrungen erhöht. Die Fixiergenauigkeit ist umso größer, je kleiner der maximale Verdrehwinkel des Düsenkörpers relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor ist, nachdem die beiden Bauteile aneinan- der befestigt wurden. Der Grund für eine Erhöhung der Fixiergenauigkeit bei der vorliegenden Erfindung ist, daß sich die Aussparung 20 in einem größeren Abstand zur Mittelachse des Düsenköφers 17 befindet, als die Fixierlöcher im Stande der Technik. Daher wirkt sich eine Ungenauigkeit in der Position der Aussparung 20 in Form eines geringeren Verdrehwinkels aus, als dieselbe Ungenauigkeit in der Position eines Fixierlochs, das sich näher an der Drehachse des Düsenköφers 17 befindet.

Figur 2b zeigt eine Ausführungsform der Aussparung 20 mit dreieckförmig ausgebildeten Querschnitt.

Vorteilhaft ergibt sich dabei für das erfmdungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil, daß durch den Wegfall der Stiftlöcher eine eventuell auftretende innere Leckage bzw. Druckunterwanderung der Stiftlöcher nicht möglich ist. Dieser ungünstige Fall ist dagegen im Stande der Technik nicht sicher auszuschließen und erhöht die Spannungen im Düsenkör- per 1. Femer folgt aus dem Entfallen der Stiftlöcher bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventil, daß 4 Bohrungen und 2 Stifte eingespart werden können, so daß sich ein Kostenvorteil ergibt.

Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Ausrichtung des Dü- senköφers 17 mit mindestens einer Markierung 20 relativ zu dem Dusenhalter oder Injektor bei der Montage eines erfmdungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils. Der Düsenhalter oder Injektor soll dabei bereits in einer bestimmten Position ausgerichtet sein. Das erfmdungsgemäße Verfahren umfaßt folgende Verfahrensschritte:

A) optisches Erfassen der Position der mindestens einen Markierung;

B) Drehen des Düsenköφers 17 um seine Symmetrieachse bis die Position der Markierung mit einer vorgegebenen Position übereinstimmt und

C) Festspannen der Einspritzdüse an dem bereits ausgerichteten Düsenhalter oder Injektor.

Die vorgegebene Position der Markierung 20 wird dabei so vorgegeben, daß der Düsen- köφer 17 nach dem Festspannen am Düsenhalter oder Injektor exakt ausgerichtet ist. Die Tiefe der Markierung 20 muß bei diesem Verfahren so gewählt werden, daß sich ein Kontrast zu dem restlichen Düsenköφer 17 ergibt, der durch ein zur optischen Erfassung der Position der mindestens einen Markierung 20 verwendetes optisches Medium (Auge, Kamera ) erfaßt werden kann. Vorzugsweise erfolgt die optische Erfassung der Positionen der mindestens einen Markierung 20 mit Hilfe einer Kamera, wobei von der Kamera erfaßte Bilder an ein Bildverarbeitungsprogramm weitergeleitet werden, das die aktuelle Position der mindestens einen Markierung ermittelt. Durch die Verwendung einer Kamera und eines Bildverarbeitungsprogramms kann das optische Erfassen der Position der Markierung 20 automatisiert und in einen maschinellen Produktionsprozeß integriert werden. Die Automation der Montage von erfϊndungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventilen kann ferner dadurch erreicht werden, daß die Drehung des Düsenköφers 17 um seine Symmetrieachse automatisch erfolgt, wenn die von dem Bildverarbeitungsprogramm ermittelte aktuelle Position der mindestens einen Markierung von der vorgegebenen Position abweicht. Diese automatische Drehung kann beispielsweise durch einen Roboterarm oder einen Drehteller, auf dem der Düsenköφer 17 sich befindet, durchgeführt werden.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines erfmdungsgemäßen Düsenköφers mit Schlüsselfläche und einem dazugehörigen Montagewerkzeug.

Auf der linken Seite der Figur ist ein Schnitt durch eine Einspritzdüse 21 und ein Montagewerkzeug 22 dargestellt und auf der rechten Seite eine Ansicht derselben Teile von aus- sen. Ferner ist auf beiden Seiten die Spannmutter 23 dargestellt, die dazu dient, den Düsenköφer 24 der Einspritzdüse 21 zentrisch in dem (nicht dargestellten Dusenhalter oder Injektor) zu befestigen. An dem Düsenköφer 24 befindet sich eine Schlüsselfläche 25, die bewirkt, daß der Düsenköφer 24 nur in einer bestimmten Position formschlüssig in das Montagewerkzeug 22 paßt. Die Schlüsselfläche 25 befindet sich vorzugsweise an der Au- ßenseite des Düsenköφers 24. Die Stiftlöcher, die im Stande der Technik zur Ausrichtung und Fixierung des Düsenköφers 24 dienen, sind bei der vorliegenden Erfindung nicht in der Dichtfläche 26 des Düsenköφers 24 vorhanden. Bei der Schlüsselfläche 24 handelt es sich in diesem Fall um eine gerade Fläche, die die gewölbte Mantelfläche des Düsenkörpers 24 unterbricht. Die Schlüsselfϊäche 24 kann jedoch jede beliebige andere Form haben, die formschlüssig in ein dazugehöriges Montagewerlczeug 22 paßt. Sie befindet sich an einer bestimmten Position des Düsenköφers 24.

Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Ausrichtung des Düsenköφers mit mindestens einer Schlüsselfläche 25 relativ zu dem Düsenhalter oder In- jektor bei der Montage eines erfmdungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils. Der Düsenhalter oder Injektor und das Montagewerkzeug 22 sind dabei in einer bestimmten Position ausgerichtet. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt folgende Verfahrensschritte: Α) Aufsetzen des Düsenlcöφers 24 auf das Montagewerkzeug 22;

B) Drehen des Düsenköφers 24, bis er formschlüssig in das Montagewerkzeug 22 paßt und

C) Festspannen der Einspritzdüse 21 an dem Düsenhalter oder Injektor.

Die Ausrichtung des Düsenhalters oder Injektors und des Montagewerkzeugs 22 wird dabei so gewählt, daß der Düsenköφer 24 nach dem Festspannen mit der Spannmutter 23 am Düsenhalter oder Injektor (oder an der in den Düsenhalter oder Injektor integrierten Zwischenscheibe) genau ausgerichtet ist.

Als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils ergibt sich, daß durch den Wegfall der Stiftlöcher eine eventuell auftretende innere Leckage bzw. Druck- Unterwanderung der Stiftlöcher nicht möglich ist. Dieser ungünstige Fall ist dagegen im Stande der Technik nicht sicher auszuschließen und erhöht die Spannungen im Düsenkörper 1 erheblich (um ca. 25 %, woraus eine frühzeitige Materialermüdung resultieren kann). Diese Nachteile im Stande der Technik werden durch die vorliegende Erfindung in vorteilhafter Weise vermieden. Ferner folgt aus dem Entfallen der Stiftlöcher bei dem erfin- dungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventil ein Kostenvorteil, da 4 Bohrungen und 2 Stifte eingespart werden können.

Figur 4 zeigt eine Halteköφer-/Düsenköφerverbindung mittels einer Düsenspannmutter mit vergrößerter Bohrung.

Der in Figur 4 dargestellte Düsenlcöφer 1 umfasst eine Bohrung 2, in welche die Düsennadel 3 verschiebbar aufgenommen ist. Am unteren Ende der Düsennadel weist dieser einen Dichtkonus 4 auf, der mit einer chronischen Dichtfläche 5 des Düsenköφers 1 zusammenwirkt. Bei einer Axialbewegung der Düsennadel 3 innerhalb der Bohrung 2 werden Ein- spritzöffhungen in den hier nicht dargestellten Brennraum einer selbstzündenen Verbrennungskraftmaschine freigegeben oder verschlossen. Der Düsenköφer 1 umfasst eine Zulaufbohrung 7, die in eine Druclckammer 8 mündet, welche die Düsennadel 3 im Bereich einer Druckstufe umgibt. Der Düsenköφer 1 ist von einer Düsenspannmutter 23 umschlossen, wodurch die Dichtfläche 9 gegen eine korrespondierende Stirnfläche 31 eines Halte- köφers 30 gedrückt wird.

Die in den Figuren 2 a) bis 2 f) dargestellte Aussparung bzw. Markierung 20 im oberen Bereich des dort mit Bezugszeichen 17 identifizierten Düsenköφers 17 befindet sich ge- maß der in Figur 4 dargestellten Ausführungsvariante im unteren Bereich eines Schaftes 37 des Düsenköφers 1. Der in einem zweiten Schaftdurchmesser 41 ausgebildete Schaft 37 des Düsenköφers 1 ist von einem Spannwerkzeug 42 umschlossen, welches im Bereich der Markierung 20 ein Sichtfenster 43 aufweist. Gemäß der in Figur 4 dargestellten Aus- fuhrungsvariante, ist der Schaft 37 mit einem hinsichtlich seines Durchmessers verdickten Bereich 38 ausgebildet.

Die Düsenspannmutter 23 umfasst eine ringförmig ausgebildete Freisetzung 34, in welche der obere Teil des Spannwerkzeuges 42 hineinragt und den Düsenköφer 1 an einer Schul- ter 44 abstützt. Über die Schulter 44 wird die in axiale Richtung wirkende Vorspannkraft in den Düsenköφer 1 eingeleitet, mit welcher der Düsenlcöφer 1 gegen die Stirnfläche 31 des Halteköφers 30 gedrückt wird. Sobald die erforderliche Vorspannkraft erreicht ist, erfolgt die Montage der Düsenspannmutter 23, welche bei ihrer Montage kein Drehmoment überträgt, sondern lediglich durch die das Spannwerkzeug 42 aufgebrachte Vorspannkraft bei Erreichen des Sollanzugsdrehmomentes aufrecht erhält, so dass eine dichtende Anlage der Dichtfläche 9 an die dem Düsenköφer 1 zuweisende Stirnseite 31 des Halteköφers 30 erreicht wird. In der in Figur 4 dargestellten Ausführungsvariante ist der erste Durchmesser der Düsenspannmutter 23, mit welchem diese das Spannwerkzeug 42 umschließt, mit Bezugszeichen 35 gekennzeichnet.

Die Markierung 20 im unteren Bereich des Schaftes 37 wird bevorzugt bei der Spritzlochfertigung angebracht und kann z. B. ein als ein Erodier- oder Laseφunkt beschaffen sein, welcher die eindeutige Zuordnung der Spritzlöcher zur Zulaufbohrung ermöglicht. Diese Markierung 20 wird maschinenlesbar ausgebildet und kann z. B. über ein Kamerasystem, ein optisches System oder auch mit dem bloßen Auge identifiert werden. Am Düsenköφer 1 kann die Markierung 20 an einer beliebigen Umfangsstelle am Umfang des Schaftes 37 angebracht werden, so dass ein Ausrichten des Düsenköφers 1 entbehrlich ist. Bei der Montage erfolgt die Winkelausrichtung des Düsenlcörpers 1 zum Halteköφer 30 durch Einlegen oder Verdrehung in ein winkelgerichtetes und winkelzentriertes Spannwerkzeug 42 relativ zum Halteköφer 30. Die Erkennung der ordnungsgemäßen Position des Düsenköφers 1 im Halteköφer 30 erfolgt durch Abtastung der Markierung 20 am Schaft 37 des Düsenköφers 1 durch das Sichtfenster 43, welches in der Wandung des Spannwerkzeuges 42 angeordnet ist. Die Verspannung des Verbundes aus Halteköφer 30, welcher eine mit der Zulaufbohrung 7 des Düsenköφers 1 in Verbindung stehende weitere Zulaufbohrung 33 enthält, erfolgt durch Aufbringen einer entsprechenden eine gute Abdichtwirkung bewirkenden Axialkraft. Diese wird in den Verbund aus Halteköφer 30 und Düsenköφer eingebracht wobei sich der Düsenköφer 1 an einem Bund an der Schulter 44 des Spannwerkzeuges 42 abstützt. Um zu gewährleisten, dass lediglich der Düsenköφer 1 durch die Schulter 44 abgestützt wird, umfasst die den Düsenköφer 1 umschließende Düsenspannmutter 23 eine Freisetzung 34, die durch eine entsprechende Ausbildung des ersten Durchmessers 35 der Düsenspannmutter 23 erzeugt wird. Um den axiale Richtung verspannten Verbund aus Halteköφer 30 und Düsenköφer 1 wird anschließend die Düsen- spannmutter 23 bis zum Anschlag verschraubt, wobei diese kein Drehmoment überträgt, sondern lediglich durch ein relativ geringes Gewindereibmoment belastet wird. Die Gewindespannmutter 23 erhält die axiale Vorspannung aufrecht und bewirkt ein dichtendes Anliegen der Stirnfläche 31 des Halteköφers 30 an der Dichtfläche 9 des Düsenköφers 1. Anschließend wird das Spannwerkzeug 42 aus der Freisetzung 43 im unteren Bereich der Düsenspannmutter 23 herausgezogen. In vorteilhafter Weise kann am Halteköφer 30 eine Ringnut 32 ausgebildet werden, um die in axialer Richtung wirkenden Vorspannkraft möglichst frühzeitig aus dem Einspritzventil auszuleiten. In die sich ringförmig am Halte- lcöφer 30 erstreckende Ringnut 32, kann ein Niederhalter eingreifen, über welchen die Kraft ausleitbar ist.

Figur 5 zeigt eine Halteköφer-/Düsenköφer- Verbindung mit, bei weicher der Düsenköφer 1 einen reduzierten Schaftdurchmesser aufweist.

In dieser Ausführungsvariante der erfmdungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist die Frei- Setzung 34 im unteren Bereich der Düsenspannmutter 23 in einem zweiten Durchmesser 36 ausgebildet. Im Unterschied zur in Figur 4 dargestellten Ausfuhrungsvariante ist der Schaft 37 des Düsenköφers 1 gemäß der Darstellung in Figur 5 in einem zweiten Durchmesser 41 ausgebildet. Demzufolge kann auch das den Schaft 37 des Düsenköφers 1 umgebende Spannwerkzeug 42 in einem geringeren Durchmesser ausgebildet werden. Aufgrund des geringem Durchmessers des Schaftes 37 ist der zweite Durchmesser 36 der Bohrung in der Düsenspannmutter 23 ebenfalls geringer ausgebildet, wodurch sich eine Anlage der Schulter 44 des Spannwerkzeuges 42 am Düsenköφer und des Düsenköφers 1 ergibt, die mehr an der Druckkammer 8 liegt. Auch mit der in Figur 5 dargestellten Ausführungsvariante erfolgt die Einleitung einer in axiale Richtung wirkenden Vorspannkraft in den Verbund aus Halteköφer 30 und Düsenköφer 1, so dass an der Auflage 39, d. h. den Kontaktbereich zwischen der Stirnseite 31 des Halteköφers 30 und der Dichtfläche 9 des Düsenköφers 1 eine sehr gute Dichtwirkung erzielt wird. Auch in diesem Falle wird die Düsenspannmutter 23 auf ein am Halteköφer 30 ausgebildetes Aussengewinde aufgeschraubt und muß lediglich ein geringes Gewindereibmoment überwinden. Nach Befestigung, d. h. Vorspannung auf ein erforderliches Mindestdrehmoment, übernimmt die Düsenspannmutter 23 das Aufrechterhalten der in axiale Richtung wirkenden Vorspannkraft und hält die Stirnfläche 31 und die Dichtfiäche 9 in dichtender Anlage aneinander. Danach kann ein Entfernen des Spannwerkzeuges 42 aus der Freisetzung 34 der Düsenspannmutter 23 erfolgen. Optional kann in der Freisetzung 34 für das Spannwerkzeug 42 ein Spannring oder dergleichen eingelegt werden, oder ein einmaliger Werlczeugkopf eingeigt werden um ein bei der Werkzeugfreisetzung zu großes Gasschadvolumen zu begrenzen.

Bezugszeichenliste

Düsenköφer

Bohrung

Düsennadel

Dichtkonus der Düsennadel

Konische Dichtfläche des Düsenköφers

Spritzlöcher

Zulaufbohrung

Druckkammer

Dichtfläche des Düsenköφers

Stiftloch

Erste Variante

Weitere Variante

Düsenköφer

Stromabwärts

Obere Dichtfläche

Aussparung

Einspritzdüse

Montagewerkzeug

Spannmutter (DSM)

Düsenköφer

Schlüsselfläche

Dichtfläche

Halteköφer

Stirnfläche Halteköφer

Ringnuthalteköφer

Zulaufbohrung

Freisetzung Düsenspannmutter für Werkzeug (42)

Erster Durchmeser

Zweiter Durchmesser

Schaft Düsenköφer

Schaftstufe

Auflage Erster Schaftdurchmesser Zweiter Schaftdurchmesser Spannwerkzeug Sichtfenster Schulter Spannwerkzeug

Claims

Patentansprüche

1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einer an einem Düsenhalter oder Injektor festgespannten Einspritzdüse, die einen Düsenköφer (1, 17) und eine Düsennadel (3) umfaßt, wobei die Düsennadel (3) in einer Bohrung (2) in dem Düsenköφer (1, 17) axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (1, 17) mindestens eine Markierung zur Ausrichtung des Düsenköφers (1, 17) relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor enthält.

2. Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Markierung eine Aussparung (20) in der Außenwand des Düsenköφers (17) ist.

3. Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen- sparung (20) einen Querschnitt in der Form eines Dreiecks besitzt.

4. Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Markie- rung ein Erodier-/Laseφunkt im Bereich eines Schaftes (37) des Düsenköφers (1) ist.

5. Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine einen Halteköφer (30) und den Düsenköφer (1, 17) verbindendes Spannmutter (23) eine Freitsetzung (34) zum Einführen eines Spann Werkzeuges (42) aufweist.

6. Kraftstoffeinspritzventil gemäß der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Freisetzung (34) in einem einen ersten Schaftdurchmesser (41) übersteigenden Durchmesser (35) ausgebildet ist.

7. KraftstoffeinspritZ /entil gemäß Ansprach 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Freisetzung (34) in der Spannmutter (23) einen zweiten, reduzierten Durchmesser (36) aufweist.

8. Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass vom Halte- köφer (30) ein Ringnut (32) ausgeführt ist, über welche eine Vorspannkraft ableitbar ist. λ Verfahren zur Ausrichtung des Düsenkδφers (1, 17) relativ zu dem Düsentiaiter oder Injektor bei der Montage eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Düsenhalter oder Injektor in einer bestimmten Position ausgerichtet ist, mit folgenden Verfahrensschritten:

A) optisches Erfassen der Positionen der mindestens einen Markierung (20);

B) Drehen des Düsenköφers (1, 17) um seine Symmetrieachse bis die Position der Markierung (20) mit einer vorgegebenen Position übereinstimmt und

10

C) Festspannen der Einspritzdüse an dem bereits ausgerichteten Düsenhalter (30) oder Injektor.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Erfassung 15 der Position der mindestens einen Markierung mit Hilfe einer Kamera erfolgt, wobei von der Kamera erfaßte Bilder an ein Bildverarbeitungsprogramm weitergeleitet werden, das die aktuelle Position der mindestens einen Markierung (20) ermittelt.

11. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung des Düsen- 20 köφers (1, 17) um seine Symmetrieachse automatisch erfolgt, wenn die von dem

Bildverarbeitungsprogramm ermittelte aktuelle Position der mindestens einen Markierung (20) von der vorgegebenen Position abweicht.

12. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Mar- 25 kierung 20 durch ein Sichtfenster (43) eines Spannwerkzeuges (42) erfasst wird.

T 3. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennezeichnet, daß eine die Anstellung des

Haltelcöφers (30) in dem Düsenköφer (1) bewirkende axiale Vorspannkraft durch ein in die Freisetzung (34) eingeführtes Werkzeug (42) in den Verbund aus Haltekör-

30 per (30) / Düsenköφer (1) eingeleitet wird, bevor die Montage einer den Haltekörper

(30) und den Düsenköφer (1) verbindenden Spannmutter (23) erfolgt.

14. Verfahren gemäß Ansprach 9, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Vorsparinkraft über ein an der Ringnut (32) des Haltekörpers (30) angreifenden Niederhalter aus

J 5 dem Verbundhalteköφer (30) / Düsenköφer (1) ausgeleitet wird.

15. Kraftstoffeinspritzventil für Brennfeaftmaschinen mit einer an einem Düsenhalter oder Injektor festgespannten Einspritzdüse (21), die einen Düsenköφer (1, 24) und eine Düsennadel (3) umfaßt, wobei die Düsennadel (3) in einer Bohrung (2) in dem Düsenköφer (1, 24) axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenköφer (24) mindestens eine Schlüsselfläche (25) zur Ausrichtung des Düsenköφers (24) relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor enthält und daß der Düsenköφer (24) mit der Schlüsselfläche (25) formschlüssig in ein Montagewerkzeug (22) paßt.

16. Kraftstoffeinspritzventil gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schlüsselfläche (25) an der Außenseite des Düsenköφers (24) befindet.

17. Verfahren zur Ausrichtung des Düsenköφers (24) relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor bei der Montage eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei der Düsenhalter oder Injektor und das Montagewerkzeug (22) in einer bestimmten Position ausgerichtet sind, mit folgenden Verfahrensschritten:

A) Aufsetzen des Düsenköφers (24) auf das Montagewerkzeug (22);

B) Drehen des Düsenköφers (24), bis er formschlüssig in das Montagewerkzeug (22) paßt und

C) Festspannen der Einspritzdüse (21) an dem Düsenhalter oder Injektor.