WO2009013069A1 - Fuel injector having a non-guided nozzle needle - Google Patents

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WO2009013069A1
WO2009013069A1 PCT/EP2008/057458 EP2008057458W WO2009013069A1 WO 2009013069 A1 WO2009013069 A1 WO 2009013069A1 EP 2008057458 W EP2008057458 W EP 2008057458W WO 2009013069 A1 WO2009013069 A1 WO 2009013069A1
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needle
nozzle needle
injector
nozzle
injector body
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PCT/EP2008/057458
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German (de)
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Inventor
Hans-Christoph Magel
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • F02M61/12—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type characterised by the provision of guiding or centring means for valve bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
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    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
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    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1866—Valve seats or member ends having multiple cones

Definitions

  • the present invention relates to an injector of a fuel injection system for an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, having the features of the preamble of claim 1.
  • the injector body has at least one injection hole in a needle section.
  • a feed path for supplying the at least one injection hole is formed with standing under injection pressure fuel.
  • a nozzle needle is arranged in a stroke-adjustable manner in the injector body, which has a needle tip for controlling an injection of fuel through the at least one injection hole.
  • a control device is also provided with the aid of which the pressure in a control chamber, which is arranged in a control section of the injector body, can be controlled.
  • a control area axially delimiting control surface is formed, engage in the operation of the injector in the closing direction of the nozzle needle acting hydraulic forces.
  • the nozzle needle in the injector body is arranged such that it has no direct contact with the injector body in the opened state, at least in the needle section, ie at least in the needle section no direct axial guidance is formed between the nozzle needle and the injector body.
  • a guide sleeve is provided in the known injector, which in an end portion having the needle tip the nozzle needle is mounted on the nozzle needle strokever plausible.
  • the guide sleeve In order to form a centering, annular contact surface, the guide sleeve has a conical surface facing the injector body, which is complementary to a conical surface formed on the injector body and facing the guide sleeve.
  • the injector according to the invention has the advantage over the prior art that the nozzle needle is relatively easy to align with the needle seat, at least in the region of its needle tip, so that the manufacturing effort for tuning the injector body to the respective nozzle needle is reduced.
  • a further improvement of the alignability can be achieved according to a particular embodiment, by at least one hinge portion which is formed within the nozzle needle.
  • the nozzle needle is more flexible than adjacent thereto with regard to bending loads which are oriented transversely to the longitudinal center axis of the nozzle needle
  • Sections of the nozzle needle designed. Due to the increased flexibility or flexibility of the nozzle needle in the respective joint section, transverse loads in the nozzle needle in the region of the needle tip can be reduced, which occur when centering or aligning the needle tip to the needle seat when the needle tip enters the needle seat for the closed position of the nozzle needle.
  • the elasticity of the nozzle needle thus makes it possible to compensate for positional and form tolerances, without impermissibly large transverse forces between needle and needle - -
  • the needle seat and the needle tip in particular geometrically, can be matched to one another such that sufficient flow forces centering on the nozzle needle act centering in the area of the needle tip when closing the nozzle needle.
  • flow dynamic effects are exploited to center the needle tip relative to the needle seat, so align each other so that the nozzle needle closes as close as possible in its closed position.
  • the needle tip and needle seat can be realized in principle flow forces that allow sufficient centering of the needle tip to the needle seat, without further measures to guide and alignment of the nozzle needle in
  • the guidance or alignment of the nozzle needle takes place in the needle section then exclusively hydraulically, ie only with the help of flow forces.
  • the nozzle needle is stored or arranged floating exclusively in the needle section. Since, with the aid of the at least one joint section, the transverse forces required for aligning or centering are relatively small, the alignment is simplified or only made possible by means of flow forces or by means of hydraulic forces.
  • a guide sleeve can be mounted in a stroke-adjustable manner on the nozzle needle in an end section having the needle tip, which is supported axially on the injector body in a support region on its end face facing the at least one injection hole.
  • a centering between the needle point and the needle seat can be achieved, similar to the aforementioned DE 10 2004 060 552 A1.
  • the hinge portion allows a reduction in the transverse forces occurring during alignment, which simplifies the centering while reducing wear. It is clear that the use of this guide sleeve is possible as an alternative or in addition to the utilization of the above-described flow forces.
  • an injector 1 comprises an injector body 2, which consists for example of a control section 3 and a needle section 4. Control section 3 and needle section 4 can be fastened to each other, for example via a connection sleeve, not shown, in the manner of a union nut.
  • the injector body 2 contains in its needle section 4 at least one injection hole 5 through which an injection of fuel into an injection chamber 6 can be carried out. Furthermore, the injector body 2 contains a feed path 7, which supplies the at least one injection hole 5 with fuel under injection pressure. For this purpose, the injector 1 is connected via the feed path 7 to a high-pressure fuel line 8.
  • injector 1 forms as well as the injector 1 a part of a fuel injection system, not otherwise shown for an internal combustion engine, which may be arranged in particular in a motor vehicle.
  • a so-called common rail system a plurality of injectors 1 are connected to the same high-pressure fuel line 8.
  • the injector 1 also has a nozzle needle 9, which is arranged in a stroke-adjustable manner in the injector body 2.
  • the stroke direction is parallel to a longitudinal direction. - -
  • the nozzle needle 9 has a needle tip 11 which cooperates with a needle seat 12 formed on the injector body 2 or on its needle section 4.
  • the needle tip 11 serves to control an injection of fuel through the at least one injection hole 5.
  • the needle tip 11 sits in the needle seat 12 and thereby separates the at least one injection hole 5 from the feed path 7.
  • opening the nozzle needle 9 lifts the needle tip 11 from the needle seat 12 and thereby connects the at least one injection hole 5 with the feed path 7, whereby fuel passes through the at least one injection hole 5 in the injection chamber 6.
  • the injector 1 also comprises a control device 13, which is designed to control the pressure in a control chamber 38.
  • the control device 13 can - as in the embodiment shown here - be equipped with a solenoid valve 14, the valve member 15 by means of an electromagnetic actuator drive 16 is actuated.
  • a solenoid valve 14 is comparatively inexpensive to implement.
  • the control device 13 may for example also be equipped with a piezo actuator.
  • the nozzle needle 9 has on its side remote from the needle tip 11 end face on a control surface 17 which limits the control chamber 38 axially.
  • the pressure prevailing in the control chamber 38 causes a hydraulic force to be introduced into the control surface 17, specifically in the closing direction of the nozzle needle 9.
  • a pressure drop in the control chamber 38 thus reduces the hydraulic forces acting on the control surface 17 in the closing direction and can thus damage the nozzle needle 9 to open.
  • the nozzle needle 9 is designed in one piece in the preferred embodiment shown here and is made from the needle tip 11 to the control surface 17 in one piece.
  • the nozzle needle 9 is as such leak-free, since it contains in particular no low pressure space.
  • Particularly advantageous in the one-piece nozzle needle 9 is that it can be arranged in a needle chamber 18 of the injector body 2, through which the feed path 7 is passed.
  • the nozzle needle 9 is surrounded by or surrounded by the high-pressure fuel. Since the nozzle needle 9 is made in one piece, its functionality can be ensured even in this high-pressure environment. Alternatively, however, it is also possible in principle to - -
  • sennadel 9 of several parts or components assemble.
  • the individual components can be fastened together by welding and / or pressing and / or shrinking connections.
  • the individual components are firmly connected together in the assembled state, at least in the axial direction. Even with this design, it is in principle possible to design the multi-part nozzle needle 9 leak-free, whereby it can also be readily used in a high-pressure environment.
  • the nozzle needle 9 is equipped with at least one hinge portion 19.
  • a hinge portion 19 is characterized in that the nozzle needle 9 in him an increased flexibility or elasticity, whereby the nozzle needle 9 in the hinge portion 19 with respect to bending stresses, which are oriented transversely to the longitudinal central axis 10 of the nozzle needle 9, flexurally softer than in it
  • a hinge portion 19 may be formed by a constriction or taper in the diameter of the nozzle needle 9.
  • the embodiment shown here is preferred, in which the respective joint portion 19 has at least one rectilinear web 20. The respective web 20 extends radially with respect to the longitudinal central axis 10.
  • the respective web 20 connects axially adjacent thereto axial sections of the nozzle needle 9 with each other.
  • the respective joint portion 19 has two such webs 20.
  • the two webs 20 are aaxially positioned at a distance from one another and oriented at 90 ° to one another about the longitudinal central axis 10.
  • the webs 20 can be produced, for example, by incorporating two recesses 21 on the nozzle needle 9 in the region of the respective joint section 19 on diametrically opposite sides, which are separated from one another by the respective web 20.
  • the recesses 21 are then arranged with mirror symmetry relative to one another with respect to a plane of symmetry in which the longitudinal central axis 10 and the respective web 20 lie.
  • the respective web 20 preferably extends over the entire diameter of the nozzle needle 9 in the region of the respective joint portion 19.
  • the nozzle needle 9 has increased flexibility with respect to bending stresses about bending axes, which are defined by the longitudinal axes of the webs 20 , As a result, the nozzle needle 9 in the respective hinge portion 19 bendable about said bending axes.
  • the nozzle needle 9 can compensate for positional tolerances between the nozzle needle 9 and the injector 2, thereby - -
  • annular space 22 is provided between the injector body 2 and a needle tip 11
  • End portion 23 of the nozzle needle 9 is formed.
  • This annular space 22 communicates with the needle space 18 or forms the annular space 22 an extension of the needle chamber 18. In any case, the feed path 7 is passed through this annular space 22.
  • the nozzle needle 9 is arranged in the needle section 4 so that it has no contact with the injector body 2, apart from the contacting of the needle tip 11 with the needle seat 12 in the closed position of the nozzle needle 9. Due to the flexibility of the nozzle needle 9 due to the at least one Joint portion 19 is a conventional axial guide in the needle section 4 dispensable, thereby reducing the manufacturing cost of the injector 1 is reduced accordingly.
  • the annular space 22 is formed in the needle portion 4 of the injector body 2 by a cylindrical bore, which merges at the side facing away from the needle seat 12 in a supply bore 50 of larger cross section, which forms a portion of the needle chamber 18.
  • the remaining needle chamber 18 is formed in the control section 3 of the injector body 2 by a storage bore 51 introduced therein, which penetrates the entire control section 3, preferably centric.
  • the nozzle needle 9 extends from the needle seat 12 from below through the supply bore 50 into the storage bore 51.
  • the control device 13 is arranged above the storage bore 51 at the end remote from the needle seat 12 of the storage bore 51 in the control section 3.
  • a sealing sleeve 31 is mounted axially adjustable bar on the nozzle needle 9 in a the control surface 17 having end portion 25, wherein between the nozzle needle 9 and the sealing sleeve 31, an axial guide 32 is formed.
  • the sealing sleeve 31 forms a radial boundary of the control chamber 38.
  • the sealing sleeve 31 abuts axially on an intermediate plate or cover plate 28, on the one hand the control chamber 38 and on the other hand, a coupling space 29 axially limited.
  • a throttled connection path 30 serves for the hydraulic coupling of the coupling space 29 with the control chamber 38. In this case, this connection path 30 is passed through the cover plate 28.
  • the nozzle needle 9 can be arranged in the region of the control surface 17. - -
  • the end section 25 relative to the injector body 2 or relative to the cover plate 28 thereby align that the sealing sleeve 31 is transverse to the longitudinal center axis 10 along the cover plate 28 on which it is applied, adjustable.
  • a single hinge section 19 in the nozzle needle 9 may be sufficient to achieve the desired elasticity for the nozzle needle 9.
  • This one hinge section 19 is then preferably formed in the end section 23 assigned to the needle tip 11 and expediently arranged in the needle section 4.
  • a guide cylinder arranged fixedly on the cover plate 28 may be provided in order to axially guide the nozzle needle 9 in the region of the end section 25 assigned to the control surface 17. At least in one such, with a relative to the cover plate 28 fixed axial guide of the nozzle needle 9 in the control surface 17, the nozzle needle 9 has two hinge portions 19.
  • the one hinge section 19 may again be formed in the end section 23 associated with the needle tip 11, while the other hinge section 19 is preferably formed in the end section 25 associated with the control surface 17.
  • the control surface 17 associated hinge portion 19 can be reduced lateral loads in the fixed axial guide.
  • the needle tip 11 associated joint portion can be transverse forces, which counteract an axial alignment or centering of the needle tip 11 to the needle seat 12, reduce.
  • the injector 1 is also equipped with a closing compression spring 33. This is based on the one hand on the nozzle needle 9, for example via a radially projecting collar 34. On the other hand, the closing compression spring 33 is supported in the embodiment shown here on the sealing sleeve 31 from. With the help of the closing compression spring 33, the nozzle needle 9 is biased in the closing direction.
  • control device 13 is configured to control the pressure in the coupling space 29.
  • the coupling space 29 is connected to a relatively unpressurized return 35, wherein a connection between coupling space 29 and return 35 by the respective control device 13, for example by the valve member 15th - -
  • the control chamber 38 communicates via a corresponding connection path 36 eg can be realized by at least one throttled bore in the sealing sleeve 31 (or in the guide cylinder), with the needle space 18, ie with the feed path 7.
  • the coupling space 29 via a corresponding connection path 37 e.g. in the form of a throttled bore, also communicate directly with the needle chamber 18, ie with the feed path 7.
  • connection between the coupling chamber 29 and return 35 is again blocked by a corresponding actuation of the control device 13 or by a corresponding control of the solenoid valve 14.
  • About the connection paths 30, 36 and 37 may be in the control chamber 38 and in the coupling space 29 again build the injection pressure, so that the effective in the closing direction hydraulic forces on the control surface 17 again increase and drive the nozzle needle 9 in the closing direction.
  • the injector 1 shown here is characterized, inter alia, by the fact that the nozzle needle 9, as soon as it lifts off from the needle seat 12 for opening with its needle tip 11, has no contact with the injector body 2 at least in the needle section 4. In particular, there is no direct axial guidance between the nozzle needle 9 and the inlet - -
  • Jector body 2 provided in the needle section 4.
  • the interaction of the needle tip 11 and the needle seat 12 during closing of the nozzle needle 9, ie when retracting the needle tip 11 into the needle seat 12, effects centering or coaxial alignment between the end portion 23 of the nozzle needle 9 and the needle portion 4
  • the transverse forces to be overcome in the event of unavoidable positional tolerances are comparatively small due to the joint section 19 arranged in the needle section 4 or in the associated end section 23. As a result, this centering is simplified, which reduces the wear on the needle seat 12 and needle tip 11.
  • a relatively long, annular, wedge-shaped, pointed-to-run gap 26 can be realized upstream of a seat cross-section 24, a relatively long, annular, wedge-shaped, pointed-to-run gap 26 can be realized.
  • the seat cross section 24 is that annular contact zone in which the needle tip 11 touches the needle seat 12 when the nozzle needle 9 is closed.
  • said gap 26 characterized in that between a the injector 2 facing outer contour of the needle tip 11 and one of the needle tip 11 facing inner contour of the needle seat 12, a seat angle difference 27 is formed, which is relatively small.
  • this seat angle difference 27 is less than 10 °, preferably less than 5 °.
  • the two mutually parallel sections 39, 40 are opposite to each other and thereby form a parallel gap 41 in the needle seat 12 between the needle tip 11 and the Injektorgroper 2.
  • this parallel gap 41 also leads to a comparatively strong gap flow, which introduces centering hydraulic forces or flow forces onto the needle tip 11.
  • a guide sleeve 42 is mounted in a stroke-adjustable manner on the nozzle needle 9 in the end section 23 assigned to the needle tip 11.
  • This guide sleeve 42 is supported axially on the injector body 2 at an end face 43 facing the at least one injection hole 5, specifically in a support region 44.
  • An axial guide 45 is formed between the guide sleeve 42 and the nozzle needle 9.
  • the guide sleeve 42 is supported on the nozzle needle 9 via a biasing spring 46. This biasing spring 46 can initiate axially biased biasing forces into the guide sleeve 42.
  • the nozzle needle 9 is in the needle tip 11 having end portion 23 axially guided.
  • the coaxial alignment between needle tip 11 and needle seat 12 is thereby simplified.
  • the elasticity of the nozzle needle 9, which is increased by means of the or joint sections 19, reduces the transverse forces acting in this axial guide 45 between the nozzle needle 9 and the guide sleeve 42.
  • the end face 43 of the guide sleeve 42 and the Abstützbe- rich 44 of the injector body 2 preferably geometrically, so coordinated that the e.g. acting with the biasing spring 46 biasing forces centering on the nozzle needle 9 and the needle tip 11 act.
  • the guide sleeve 42 is arranged in the needle section 4 such that it has no direct radial contact with the injector body 2 outside the end face 43. This also simplifies the production of the injector. 1 - -
  • the guide sleeve 42 can use the axial biasing forces for centering the needle tip 11, for example, provided to design the end face 43 as a conical surface or as a spherical section surface.
  • the injector body 2 is then configured, preferably at least in the support region 44, as a conical surface. Recognizable here different cone angles are realized, which is also the
  • an outer annular space 47 is formed, which forms a part of the annular space 22 and thus belongs to the feed path 7.
  • an inner annular space 48 is formed, which communicates with the open nozzle needle 9 with the at least one injection hole 5. So that the guide sleeve 42 does not separate the feed path 7 from the at least one injection hole 5, the inner annular space 48 is hydraulically coupled to the outer annular space 47 in a suitable manner.
  • a plurality of transverse bores 49 may be formed in the guide sleeve 42.
  • 45 may be provided within the axial guide a plurality of distributed circumferentially free sliding surfaces.

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Abstract

The present invention relates to an injector (1) of a fuel injection system for an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, comprising an injector body (2) which has at least one spray hole (5) in a needle section (4) and in which a feed path (7) is formed for supplying the at least one spray hole (5) with fuel at injection pressure; a nozzle needle (9) which is arranged in the injector body (2) such that its stroke can be adjusted and has a needle tip (11) for controlling an injection of fuel through the at least one spray hole (5); and a control device (13) for controlling the nozzle needle (9) which is arranged in a control section (3) of the injector body (2). In order to reduce the production expenditure for the injector (1), the open nozzle needle (9) is arranged at least in the needle section (4) without direct contact with the injector body (2).

Description

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Beschreibungdescription
Titeltitle
KRAFTSTOFFEINSPRITZINJEKTOR MIT EINER NICHT GEFÜHRTEN DÜSENNADELFUEL INJECTOR WITH A NON-LED NOZZLE NEEDLE
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Injektor einer Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The present invention relates to an injector of a fuel injection system for an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, having the features of the preamble of claim 1.
Aus der DE 10 2004 060 552 Al ist ein Injektor bekannt, dessen Injektorkörper in einem Nadelabschnitt wenigstens ein Spritzloch aufweist. In diesem Injektorköper ist ein Zuführpfad zur Versorgung des wenigstens einen Spritzlochs mit unter Einspritzdruck stehendem Kraftstoff ausgebildet. Außerdem ist im Injektorkörper eine Düsennadel hubverstellbar angeordnet, die eine Nadelspitze zum Steuern einer Einspritzung von Kraftstoff durch das wenigstens eine Spritzloch aufweist. Üblicherweise ist außerdem eine Steuereinrichtung vorhanden, mit deren Hilfe der Druck in einem Steuerraum, der in einem Steuerabschnitt des Injektorkörpers angeordnet ist, gesteuert werden kann. An der Düsennadel ist eine den Steuer- räum axial begrenzende Steuerfläche ausgebildet, an der im Betrieb des Injektors in Schließrichtung der Düsennadel wirkende hydraulische Kräfte angreifen. Durch einen durch die Steuereinrichtung gesteuerten Druckabfall im Steuerraum kann so die Düsennadel zum Öffnen angesteuert werden. Dabei ist die Düsennadel im Injektorkörper so angeordnet, dass sie im geöffneten Zustand zumindest im Na- delabschnitt keinen direkten Kontakt mit dem Injektorkörper besitzt, d.h., zumindest im Nadelabschnitt ist keine direkte Axialführung zwischen Düsennadel und Injektorkörper ausgebildet. Um dennoch eine für die Schließstellung der Düsennadel erforderliche zentrierende Ausrichtung zwischen der Nadelspitze und einem Nadelsitz, mit dem die Nadelspitze zum Steuern des wenigstens einen Spritz- lochs zusammenwirkt, zu erreichen, ist beim bekannten Injektor eine Führungshülse vorgesehen, die in einem die Nadelspitze aufweisenden Endabschnitt der Düsennadel an der Düsennadel hubverstellbar gelagert ist. Angetrieben durch ei- - -From DE 10 2004 060 552 Al an injector is known, the injector body has at least one injection hole in a needle section. In this Injektorköper a feed path for supplying the at least one injection hole is formed with standing under injection pressure fuel. In addition, a nozzle needle is arranged in a stroke-adjustable manner in the injector body, which has a needle tip for controlling an injection of fuel through the at least one injection hole. Usually, a control device is also provided with the aid of which the pressure in a control chamber, which is arranged in a control section of the injector body, can be controlled. At the nozzle needle, a control area axially delimiting control surface is formed, engage in the operation of the injector in the closing direction of the nozzle needle acting hydraulic forces. By controlled by the controller pressure drop in the control room so the nozzle needle can be controlled to open. In this case, the nozzle needle in the injector body is arranged such that it has no direct contact with the injector body in the opened state, at least in the needle section, ie at least in the needle section no direct axial guidance is formed between the nozzle needle and the injector body. In order nevertheless to achieve a centering alignment between the needle tip and a needle seat, with which the needle tip for controlling the at least one injection hole cooperates, required for the closed position of the nozzle needle, a guide sleeve is provided in the known injector, which in an end portion having the needle tip the nozzle needle is mounted on the nozzle needle strokeverstellbar. Powered by a - -
ne an der Düsennadel abgestützte Vorspannfeder stützt sich diese Führungshülse im Bereich des Nadelsitzes am Injektorkörper ab. Zur Ausbildung einer zentrierend wirkenden, ringförmigen Kontaktfläche weist die Führungshülse eine dem Injektorkörper zugewandte Kegelfläche auf, die komplementär zu einer am Injek- torkörper ausgebildeten, der Führungshülse zugewandten Kegelfläche ausgebildet ist.ne supported on the nozzle needle biasing spring is supported by this guide sleeve in the region of the needle seat on the injector body. In order to form a centering, annular contact surface, the guide sleeve has a conical surface facing the injector body, which is complementary to a conical surface formed on the injector body and facing the guide sleeve.
Bei Injektoren, bei denen die Steuereinrichtung an einem vom wenigstens einen Spritzloch entfernten Ende am oder im Injektorkörper angebracht ist, kann es er- forderlich sein, die Düsennadel in axialer Richtung, also in ihrer Hubrichtung vergleichsweise lang auszubilden. Der Fertigungsaufwand zur Erzielung einer für die Dichtigkeit der Düsennadel in ihrer Schließstellung wichtigen koaxialen Ausrichtung zwischen den Längsmittelachsen von Düsennadel und Injektorkörper ist dabei vergleichsweise groß.In the case of injectors in which the control device is mounted on or in the injector body at an end remote from the at least one spray hole, it may be necessary to design the nozzle needle comparatively long in the axial direction, ie in its stroke direction. The manufacturing effort to achieve an important for the tightness of the nozzle needle in its closed position coaxial alignment between the longitudinal center axes of the nozzle needle and injector body is comparatively large.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Der erfindungsgemäße Injektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat dem gegenüber den Vorteil, dass die Düsennadel zumindest im Bereich ihrer Nadelspit- ze relativ einfach zum Nadelsitz ausrichtbar ist, so dass der Fertigungsaufwand zur Abstimmung des Injektorkörpers auf die jeweilige Düsennadel reduziert ist. Erreicht wird dies bei der Erfindung dadurch, dass Düsennadel und Injektorkörper so aufeinander abgestimmt sind, dass die Düsennadel im geöffneten Zustand zumindest im Nadelabschnitt keinen direkten Kontakt zum Injektorkörper besitzt.The injector according to the invention has the advantage over the prior art that the nozzle needle is relatively easy to align with the needle seat, at least in the region of its needle tip, so that the manufacturing effort for tuning the injector body to the respective nozzle needle is reduced. This is achieved in the invention in that the nozzle needle and injector body are coordinated so that the nozzle needle in the open state, at least in the needle section has no direct contact with the injector body.
Eine weitere Verbesserung der Ausrichtbarkeit lässt sich gemäß einer besonderen Ausführungsform erreichen, und zwar durch wenigstens einen Gelenkabschnitt, der innerhalb der Düsennadel ausgebildet ist. In diesem Gelenkabschnitt ist die Düsennadel im Hinblick auf Biegebelastungen, die quer zur Längsmit- telachse der Düsennadel orientiert sind, biegeweicher als daran angrenzendeA further improvement of the alignability can be achieved according to a particular embodiment, by at least one hinge portion which is formed within the nozzle needle. In this joint section, the nozzle needle is more flexible than adjacent thereto with regard to bending loads which are oriented transversely to the longitudinal center axis of the nozzle needle
Abschnitte der Düsennadel ausgestaltet. Durch die so vergrößerte Biegbarkeit bzw. Flexibilität der Düsennadel im jeweiligen Gelenkabschnitt können Querbelastungen in der Düsennadel im Bereich der Nadelspitze reduziert werden, die beim Zentrieren bzw. Ausrichten der Nadelspitze zum Nadelsitz auftreten, wenn die Nadelspitze in den Nadelsitz für die Schließstellung der Düsennadel einfährt.Sections of the nozzle needle designed. Due to the increased flexibility or flexibility of the nozzle needle in the respective joint section, transverse loads in the nozzle needle in the region of the needle tip can be reduced, which occur when centering or aligning the needle tip to the needle seat when the needle tip enters the needle seat for the closed position of the nozzle needle.
Die Elastizität der Düsennadel ermöglicht somit einen Ausgleich von Lage- und Formtoleranzen, ohne dass dabei unzulässig große Querkräfte zwischen Nadel- - -The elasticity of the nozzle needle thus makes it possible to compensate for positional and form tolerances, without impermissibly large transverse forces between needle and needle - -
spitze und Nadelsitz wirken. Somit kann ein Verschleiß der Nadelspitze und des Nadelsitzes reduziert werden, auch wenn für die Herstellung der Düsennadel und des Injektorkörpers vergleichsweise große und entsprechend preiswerte Toleranzen verwendet werden.tip and needle seat act. Thus, wear of the needle tip and the needle seat can be reduced, even if comparatively large and correspondingly inexpensive tolerances are used for the production of the nozzle needle and the injector body.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform können der Nadelsitz und die Nadelspitze, insbesondere geometrisch, so aufeinander abgestimmt sein, dass beim Schließen der Düsennadel hinreichend Strömungskräfte zentrierend im Bereich der Nadelspitze auf die Düsennadel einwirken. Bei dieser Bauweise werden strömungsdynamische Effekte ausgenutzt, um die Nadelspitze relativ zum Nadelsitz zu zentrieren, also aufeinander so auszurichten, dass die Düsennadel in ihrer Schließstellung möglichst dicht schließt. Bei einer entsprechenden Auslegung von Nadelspitze und Nadelsitz lassen sich grundsätzlich Strömungskräfte realisieren, die eine ausreichende Zentrierung der Nadelspitze zum Nadelsitz ermöglichen, ohne dass weitere Maßnahmen zur Führung und Ausrichtung der Düsennadel imIn an advantageous embodiment, the needle seat and the needle tip, in particular geometrically, can be matched to one another such that sufficient flow forces centering on the nozzle needle act centering in the area of the needle tip when closing the nozzle needle. In this design flow dynamic effects are exploited to center the needle tip relative to the needle seat, so align each other so that the nozzle needle closes as close as possible in its closed position. In a corresponding design of the needle tip and needle seat can be realized in principle flow forces that allow sufficient centering of the needle tip to the needle seat, without further measures to guide and alignment of the nozzle needle in
Bereich ihrer Nadelspitze erforderlich sind. Die Führung bzw. Ausrichtung der Düsennadel erfolgt im Nadelabschnitt dann ausschließlich hydraulisch, also ausschließlich mit Hilfe von Strömungskräften. In der Folge ist die Düsennadel im Nadelabschnitt ausschließlich schwimmend gelagert bzw. angeordnet. Da mit HiI- fe des wenigstens einen Gelenkabschnitts die zum Ausrichten bzw. zum Zentrieren erforderlichen Querkräfte relativ klein sind, wird die Ausrichtung mittels Strömungskräfte bzw. mittels hydraulischer Kräfte vereinfacht bzw. erst ermöglicht.Needed area of their needle tip. The guidance or alignment of the nozzle needle takes place in the needle section then exclusively hydraulically, ie only with the help of flow forces. As a result, the nozzle needle is stored or arranged floating exclusively in the needle section. Since, with the aid of the at least one joint section, the transverse forces required for aligning or centering are relatively small, the alignment is simplified or only made possible by means of flow forces or by means of hydraulic forces.
Bei einer anderen Ausführungsform kann an der Düsennadel in einem die Nadel- spitze aufweisenden Endabschnitt eine Führungshülse hubverstellbar gelagert sein, die an ihrer dem wenigstens einen Spritzloch zugewandten Stirnseite axial am Injektorkörper in einem Abstützbereich abgestützt ist. Mit einer derartigen Führungshülse kann ähnlich wie in der eingangs genannten DE 10 2004 060 552 Al eine Zentrierung zwischen Nadelspitze und Nadelsitz er- reicht werden. Dabei ermöglicht auch hier der Gelenkabschnitt eine Reduzierung der beim Ausrichten auftretenden Querkräfte, wodurch sich die Zentrierung vereinfacht bei gleichzeitig reduziertem Verschleiß. Es ist klar, dass die Verwendung dieser Führungshülse alternativ oder zusätzlich zur Ausnutzung der weiter oben geschilderten Strömungskräfte möglich ist. - -In another embodiment, a guide sleeve can be mounted in a stroke-adjustable manner on the nozzle needle in an end section having the needle tip, which is supported axially on the injector body in a support region on its end face facing the at least one injection hole. With such a guide sleeve, a centering between the needle point and the needle seat can be achieved, similar to the aforementioned DE 10 2004 060 552 A1. Here, too, the hinge portion allows a reduction in the transverse forces occurring during alignment, which simplifies the centering while reducing wear. It is clear that the use of this guide sleeve is possible as an alternative or in addition to the utilization of the above-described flow forces. - -
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Injektors ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the injector according to the invention will become apparent from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures with reference to the drawings.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Injektors sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten bezie- hen. Es zeigen, jeweils schematisch:Embodiments of the injector according to the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail below, wherein like reference numerals relate to the same or similar or functionally identical components. It show, each schematically:
Fig. 1 einen stark vereinfachten prinzipiellen Längsschnitt durch einen Injektor,1 is a greatly simplified schematic longitudinal section through an injector,
Fig. 2 bis 4 jeweils einen stark vereinfachten prinzipiellen Längsschnitt durch den Injektor im Bereich eines Nadelabschnitts, bei verschiedenen Ausführungsformen.2 to 4 each show a greatly simplified schematic longitudinal section through the injector in the region of a needle section, in various embodiments.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Entsprechend Fig. 1 umfasst ein Injektor 1 einen Injektorkörper 2, der beispielsweise aus einem Steuerabschnitt 3 und einem Nadelabschnitt 4 besteht. Steuerabschnitt 3 und Nadelabschnitt 4 können beispielsweise über eine nicht gezeigte Verbindungshülse nach Art einer Überwurfmutter aneinander befestigt sein. Der Injektorkörper 2 enthält in seinem Nadelabschnitt 4 wenigstens ein Spritzloch 5, durch das eine Einspritzung von Kraftstoff in einen Einspritzraum 6 durchführbar ist. Des Weiteren enthält der Injektorkörper 2 einen Zuführpfad 7, der das wenigstens eine Spritzloch 5 mit unter Einspritzdruck stehendem Kraftstoff versorgt. Hierzu ist der Injektor 1 über den Zuführpfad 7 an eine Kraftstoffhochdruckleitung 8 angeschlossen. Diese bildet ebenso wie der Injektor 1 einen Bestandteil einer im Übrigen nicht gezeigten Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, die insbesondere in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein kann. Bei einem sogenannten Common-Rail-System sind mehrere Injektoren 1 an dieselbe Kraftstoffhochdruckleitung 8 angeschlossen.According to FIG. 1, an injector 1 comprises an injector body 2, which consists for example of a control section 3 and a needle section 4. Control section 3 and needle section 4 can be fastened to each other, for example via a connection sleeve, not shown, in the manner of a union nut. The injector body 2 contains in its needle section 4 at least one injection hole 5 through which an injection of fuel into an injection chamber 6 can be carried out. Furthermore, the injector body 2 contains a feed path 7, which supplies the at least one injection hole 5 with fuel under injection pressure. For this purpose, the injector 1 is connected via the feed path 7 to a high-pressure fuel line 8. This forms as well as the injector 1 a part of a fuel injection system, not otherwise shown for an internal combustion engine, which may be arranged in particular in a motor vehicle. In a so-called common rail system, a plurality of injectors 1 are connected to the same high-pressure fuel line 8.
Der Injektor 1 weist außerdem eine Düsennadel 9 auf, die im Injektorkörper 2 hubverstellbar angeordnet ist. Die Hubrichtung ist dabei parallel zu einer Längs- - -The injector 1 also has a nozzle needle 9, which is arranged in a stroke-adjustable manner in the injector body 2. The stroke direction is parallel to a longitudinal direction. - -
mittelachse 10 der Düsennadel 9 orientiert. Die Düsennadel 9 weist eine Nadelspitze 11 auf, die mit einem am Injektorkörper 2 bzw. an bzw. in dessen Nadelabschnitt 4 ausgebildeten Nadelsitz 12 zusammenwirkt. Die Nadelspitze 11 dient zum Steuern einer Einspritzung von Kraftstoff durch das wenigstens eine Spritz- loch 5. In einer Schließstellung der Düsennadel 9 sitzt die Nadelspitze 11 im Nadelsitz 12 und trennt dadurch das wenigstens eine Spritzloch 5 vom Zuführpfad 7. Beim Öffnen der Düsennadel 9 hebt die Nadelspitze 11 vom Nadelsitz 12 ab und verbindet dadurch das wenigstens eine Spritzloch 5 mit dem Zuführpfad 7, wodurch Kraftstoff durch das wenigstens eine Spritzloch 5 in den Einspritzraum 6 gelangt.center axis 10 of the nozzle needle 9 oriented. The nozzle needle 9 has a needle tip 11 which cooperates with a needle seat 12 formed on the injector body 2 or on its needle section 4. The needle tip 11 serves to control an injection of fuel through the at least one injection hole 5. In a closed position of the nozzle needle 9, the needle tip 11 sits in the needle seat 12 and thereby separates the at least one injection hole 5 from the feed path 7. When opening the nozzle needle 9 lifts the needle tip 11 from the needle seat 12 and thereby connects the at least one injection hole 5 with the feed path 7, whereby fuel passes through the at least one injection hole 5 in the injection chamber 6.
Der Injektor 1 umfasst außerdem eine Steuereinrichtung 13, die dazu ausgestaltet ist, in einem Steuerraum 38 den Druck zu steuern. Die Steuereinrichtung 13 kann dabei - wie bei der hier gezeigten Ausführungsform - mit einem Magnet- ventil 14 ausgestattet sein, dessen Ventilglied 15 mit Hilfe eines elektromagnetischen Stelleantriebs 16 betätigbar ist. Ein derartiges Magnetventil 14 ist vergleichsweise preiswert realisierbar. Alternativ kann die Steuereinrichtung 13 beispielsweise auch mit einem Piezoaktuator ausgestattet sein.The injector 1 also comprises a control device 13, which is designed to control the pressure in a control chamber 38. The control device 13 can - as in the embodiment shown here - be equipped with a solenoid valve 14, the valve member 15 by means of an electromagnetic actuator drive 16 is actuated. Such a solenoid valve 14 is comparatively inexpensive to implement. Alternatively, the control device 13 may for example also be equipped with a piezo actuator.
Die Düsennadel 9 weist an ihrer von der Nadelspitze 11 abgewandten Stirnseite eine Steuerfläche 17 auf, die den Steuerraum 38 axial begrenzt. Im Betrieb des Injektors 1 bewirkt der im Steuerraum 38 herrschende Druck eine hydraulische Krafteinleitung in die Steuerfläche 17, und zwar in Schließrichtung der Düsennadel 9. Ein Druckabfall im Steuerraum 38 reduziert somit die in Schließrichtung an der Steuerfläche 17 angreifenden hydraulischen Kräfte und kann somit die Düsennadel 9 zum Öffnen ansteuern.The nozzle needle 9 has on its side remote from the needle tip 11 end face on a control surface 17 which limits the control chamber 38 axially. During operation of the injector 1, the pressure prevailing in the control chamber 38 causes a hydraulic force to be introduced into the control surface 17, specifically in the closing direction of the nozzle needle 9. A pressure drop in the control chamber 38 thus reduces the hydraulic forces acting on the control surface 17 in the closing direction and can thus damage the nozzle needle 9 to open.
Die Düsennadel 9 ist in der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform einteilig ausgestaltet und ist von der Nadelspitze 11 bis zur Steuerfläche 17 aus einem Stück hergestellt. Durch diese Bauweise ist die Düsennadel 9 als solche leckagefrei, da sie insbesondere keinen Niederdruckraum enthält. Besonders vorteilhaft bei der einteiligen Düsennadel 9 ist, dass sie in einem Nadelraum 18 des Injektorkörpers 2 angeordnet sein kann, durch den der Zuführpfad 7 hindurchgeführt ist. Bei dieser Bauweise ist die Düsennadel 9 von dem unter Hochdruck stehen- den Kraftstoff umgeben bzw. umspült. Da die Düsennadel 9 aus einem Stück hergestellt ist, kann ihre Funktionalität auch in dieser Hochdruckumgebung gewährleistet werden. Alternativ ist es grundsätzlich jedoch auch möglich, die Du- - -The nozzle needle 9 is designed in one piece in the preferred embodiment shown here and is made from the needle tip 11 to the control surface 17 in one piece. By this construction, the nozzle needle 9 is as such leak-free, since it contains in particular no low pressure space. Particularly advantageous in the one-piece nozzle needle 9 is that it can be arranged in a needle chamber 18 of the injector body 2, through which the feed path 7 is passed. In this design, the nozzle needle 9 is surrounded by or surrounded by the high-pressure fuel. Since the nozzle needle 9 is made in one piece, its functionality can be ensured even in this high-pressure environment. Alternatively, however, it is also possible in principle to - -
sennadel 9 aus mehreren Teilen oder Komponenten zusammenzubauen. Z.B. lassen sich die einzelnen Komponenten durch Schweiß- und/oder Press- und/oder Schrumpfverbindungen aneinander befestigen. Dabei sind die einzelnen Komponenten im zusammengebauten Zustand zumindest in axialer Richtung fest miteinander verbunden. Auch bei dieser Bauform ist es grundsätzlich möglich, die mehrteilige Düsennadel 9 leckagefrei auszugestalten, wodurch sie ebenfalls ohne weiteres in einer Hochdruckumgebung verwendet werden kann.sennadel 9 of several parts or components assemble. For example, The individual components can be fastened together by welding and / or pressing and / or shrinking connections. In this case, the individual components are firmly connected together in the assembled state, at least in the axial direction. Even with this design, it is in principle possible to design the multi-part nozzle needle 9 leak-free, whereby it can also be readily used in a high-pressure environment.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist die Düsennadel 9 mit wenigstens einem Gelenkabschnitt 19 ausgestattet. Ein derartiger Gelenkabschnitt 19 charakterisiert sich dadurch, dass die Düsennadel 9 in ihm eine erhöhte Flexibilität bzw. Elastizität aufweist, wodurch die Düsennadel 9 im Gelenkabschnitt 19 im Hinblick auf Biegebelastungen, die quer zur Längsmittelachse 10 der Düsennadel 9 orientiert sind, biegeweicher ist als in daran angrenzenden Abschnitten der Düsenna- del 9. Beispielsweise kann ein derartiger Gelenkabschnitt 19 durch eine Einschnürung oder Verjüngung im Durchmesser der Düsennadel 9 ausgebildet sein. Bevorzugt ist jedoch die hier gezeigte Ausführungsform, bei welcher der jeweilige Gelenkabschnitt 19 zumindest einen geradlinigen Steg 20 aufweist. Der jeweilige Steg 20 erstreckt sich bezüglich der Längsmittelachse 10 radial. Außerdem ver- bindet der jeweilige Steg 20 axial dazu benachbarte Axialabschnitte der Düsennadel 9 miteinander. Bei der hier gezeigten bevorzugten Variante weist der jeweilige Gelenkabschnitt 19 zwei derartige Stege 20 auf. Die beiden Stege 20 sind a- xial zueinander beabstandet positioniert und um die Längsmittelachse 10 um 90° zueinander versetzt orientiert. Die Stege 20 können beispielsweise dadurch her- gestellt werden, dass an der Düsennadel 9 im Bereich des jeweiligen Gelenkabschnitts 19 an diametral gegenüberliegenden Seiten zwei Aussparungen 21 eingearbeitet werden, die durch den jeweiligen Steg 20 voneinander getrennt sind. Die Aussparungen 21 sind dann bezüglich einer Symmetrieebene, in der die Längsmittelachse 10 und der jeweilige Steg 20 liegen, spiegelsymmetrisch zuein- ander angeordnet. Außerdem erstreckt sich der jeweilige Steg 20 vorzugsweise über den gesamten Durchmesser der Düsennadel 9 im Bereich des jeweiligen Gelenkabschnitts 19. Im Bereich eines solchen Gelenkabschnitts 19 weist die Düsennadel 9 eine erhöhte Flexibilität bezüglich Biegebeanspruchungen um Biegeachsen auf, die durch die Längsachsen der Stege 20 definiert sind. Hierdurch wird die Düsennadel 9 im jeweiligen Gelenkabschnitt 19 um besagte Biegeachsen biegeweich. Durch diese Bauweise kann die Düsennadel 9 Lagetoleranzen zwischen der Düsennadel 9 und dem Injektorkörper 2 ausgleichen, um dadurch - -In the embodiment shown in Fig. 1, the nozzle needle 9 is equipped with at least one hinge portion 19. Such a hinge portion 19 is characterized in that the nozzle needle 9 in him an increased flexibility or elasticity, whereby the nozzle needle 9 in the hinge portion 19 with respect to bending stresses, which are oriented transversely to the longitudinal central axis 10 of the nozzle needle 9, flexurally softer than in it For example, such a hinge portion 19 may be formed by a constriction or taper in the diameter of the nozzle needle 9. However, the embodiment shown here is preferred, in which the respective joint portion 19 has at least one rectilinear web 20. The respective web 20 extends radially with respect to the longitudinal central axis 10. In addition, the respective web 20 connects axially adjacent thereto axial sections of the nozzle needle 9 with each other. In the preferred variant shown here, the respective joint portion 19 has two such webs 20. The two webs 20 are aaxially positioned at a distance from one another and oriented at 90 ° to one another about the longitudinal central axis 10. The webs 20 can be produced, for example, by incorporating two recesses 21 on the nozzle needle 9 in the region of the respective joint section 19 on diametrically opposite sides, which are separated from one another by the respective web 20. The recesses 21 are then arranged with mirror symmetry relative to one another with respect to a plane of symmetry in which the longitudinal central axis 10 and the respective web 20 lie. In addition, the respective web 20 preferably extends over the entire diameter of the nozzle needle 9 in the region of the respective joint portion 19. In the region of such a joint portion 19, the nozzle needle 9 has increased flexibility with respect to bending stresses about bending axes, which are defined by the longitudinal axes of the webs 20 , As a result, the nozzle needle 9 in the respective hinge portion 19 bendable about said bending axes. By this construction, the nozzle needle 9 can compensate for positional tolerances between the nozzle needle 9 and the injector 2, thereby - -
Querbelastungen und Verschleiß zu reduzieren. Gleichzeitig werden größere Toleranzen ermöglicht, was die Herstellungskosten reduziert.Reduce lateral loads and wear. At the same time larger tolerances are possible, which reduces the manufacturing cost.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist im Nadelabschnitt 4 ein Ringraum 22 zwischen dem Injektorkörper 2 und einem die Nadelspitze 11 aufweisendenIn the embodiment shown in FIG. 1, in the needle section 4, an annular space 22 is provided between the injector body 2 and a needle tip 11
Endabschnitt 23 der Düsennadel 9 ausgebildet. Dieser Ringraum 22 kommuniziert dabei mit dem Nadelraum 18 bzw. bildet der Ringraum 22 eine Verlängerung des Nadelraums 18. Jedenfalls ist der Zuführpfad 7 durch diesen Ringraum 22 hindurchgeführt. Durch diese Bauweise ist die Düsennadel 9 im Nadelabschnitt 4 so angeordnet, dass sie keinen Kontakt zum Injektorkörper 2 besitzt, abgesehen von der Kontaktierung der Nadelspitze 11 mit dem Nadelsitz 12 in der Schließstellung der Düsennadel 9. Durch die Flexibilität der Düsennadel 9 aufgrund des wenigstens einen Gelenkabschnitts 19 ist eine herkömmliche Axialführung im Bereich des Nadelabschnitts 4 entbehrlich, wodurch sich der Herstellungsaufwand für den Injektor 1 entsprechend reduziert.End portion 23 of the nozzle needle 9 is formed. This annular space 22 communicates with the needle space 18 or forms the annular space 22 an extension of the needle chamber 18. In any case, the feed path 7 is passed through this annular space 22. By this construction, the nozzle needle 9 is arranged in the needle section 4 so that it has no contact with the injector body 2, apart from the contacting of the needle tip 11 with the needle seat 12 in the closed position of the nozzle needle 9. Due to the flexibility of the nozzle needle 9 due to the at least one Joint portion 19 is a conventional axial guide in the needle section 4 dispensable, thereby reducing the manufacturing cost of the injector 1 is reduced accordingly.
Der Ringraum 22 ist im Nadelabschnitt 4 des Injektorkörpers 2 durch eine zylindrische Bohrung gebildet, die an der vom Nadelsitz 12 abgewandten Seite in eine Versorgungsbohrung 50 größeren Querschnitts übergeht, die einen Abschnitt des Nadelraums 18 bildet. Der übrige Nadelraum 18 ist im Steuerabschnitt 3 des Injektorkörpers 2 durch eine darin eingebrachte Speicherbohrung 51 gebildet, die den ganzen Steuerabschnitt 3 durchdring, und zwar bevorzugt zentrisch. Im montierten Zustand erstreckt sich die Düsennadel 9 vom Nadelsitz 12 von unten durch die Versorgungsbohrung 50 in die Speicherbohrung 51 hinein. Die Steuer- einrichtung 13 ist oberhalb der Speicherbohrung 51 an dem vom Nadelsitz 12 entfernten Ende der Speicherbohrung 51 im Steuerabschnitt 3 angeordnet.The annular space 22 is formed in the needle portion 4 of the injector body 2 by a cylindrical bore, which merges at the side facing away from the needle seat 12 in a supply bore 50 of larger cross section, which forms a portion of the needle chamber 18. The remaining needle chamber 18 is formed in the control section 3 of the injector body 2 by a storage bore 51 introduced therein, which penetrates the entire control section 3, preferably centric. In the assembled state, the nozzle needle 9 extends from the needle seat 12 from below through the supply bore 50 into the storage bore 51. The control device 13 is arranged above the storage bore 51 at the end remote from the needle seat 12 of the storage bore 51 in the control section 3.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist an der Düsennadel 9 in einem die Steuerfläche 17 aufweisenden Endabschnitt 25 eine Dichthülse 31 axial verstell- bar gelagert, wobei zwischen der Düsennadel 9 und der Dichthülse 31 eine Axialführung 32 ausgebildet ist. Die Dichthülse 31 bildet eine radiale Begrenzung des Steuerraums 38. Die Dichthülse 31 liegt axial an einer Zwischenplatte oder Deckplatte 28 an, die einerseits den Steuerraum 38 und andererseits einen Kopplungsraum 29 axial begrenzt. Ein gedrosselter Verbindungspfad 30 dient zur hyd- raulischen Kopplung des Kopplungsraums 29 mit dem Steuerraum 38. Dabei ist dieser Verbindungspfad 30 durch die Deckplatte 28 hindurchgeführt. Grundsätzlich kann sich die Düsennadel 9 im Bereich des der Steuerfläche 17 zugeordne- - -In the embodiment shown in Fig. 1, a sealing sleeve 31 is mounted axially adjustable bar on the nozzle needle 9 in a the control surface 17 having end portion 25, wherein between the nozzle needle 9 and the sealing sleeve 31, an axial guide 32 is formed. The sealing sleeve 31 forms a radial boundary of the control chamber 38. The sealing sleeve 31 abuts axially on an intermediate plate or cover plate 28, on the one hand the control chamber 38 and on the other hand, a coupling space 29 axially limited. A throttled connection path 30 serves for the hydraulic coupling of the coupling space 29 with the control chamber 38. In this case, this connection path 30 is passed through the cover plate 28. In principle, the nozzle needle 9 can be arranged in the region of the control surface 17. - -
ten Endabschnitts 25 relativ zum Injektorkörper 2 bzw. relativ zur Deckplatte 28 dadurch ausrichten, dass die Dichthülse 31 quer zur Längsmittelachse 10 entlang der Deckplatte 28, an der sie anliegt, verstellbar ist.The end section 25 relative to the injector body 2 or relative to the cover plate 28 thereby align that the sealing sleeve 31 is transverse to the longitudinal center axis 10 along the cover plate 28 on which it is applied, adjustable.
Bei einer derartigen Ausführungsform mit verstellbar an der Deckplatte 28 anliegender Dichthülse 31 kann ein einziger Gelenkabschnitt 19 in der Düsennadel 9 ausreichen, um die gewünschte Elastizität für die Düsennadel 9 zu erzielen. Dieser eine Gelenkabschnitt 19 ist dann bevorzugt in dem der Nadelspitze 11 zugeordneten Endabschnitt 23 ausgebildet und zweckmäßig im Nadelabschnitt 4 an- geordnet. Bei einer anderen Ausführungsform kann anstelle einer Dichthülse 31 ein ortsfest an der Deckplatte 28 angeordneter Führungszylinder vorgesehen sein, um die Düsennadel 9 im Bereich des der Steuerfläche 17 zugeordneten Endabschnitts 25 axial zu führen. Zumindest bei einer solchen, mit einer relativ zur Deckplatte 28 ortsfesten Axialführung der Düsennadel 9 im Bereich der Steu- erfläche 17 weist die Düsennadel 9 zwei Gelenkabschnitte 19 auf. Der eine Gelenkabschnitt 19 kann wieder in dem der Nadelspitze 11 zugeordneten Endabschnitt 23 ausgebildet sein, während der andere Gelenkabschnitt 19 vorzugsweise in dem der Steuerfläche 17 zugeordneten Endabschnitt 25 ausgebildet ist. Durch den der Steuerfläche 17 zugeordneten Gelenkabschnitt 19 lassen sich Querbelastungen in der ortsfesten Axialführung reduzieren. Durch den der Nadelspitze 11 zugeordneten Gelenkabschnitt lassen sich Querkräfte, die einer axialen Ausrichtung oder Zentrierung der Nadelspitze 11 zum Nadelsitz 12 entgegenwirken, reduzieren.In such an embodiment with sealing sleeve 31 adjoining the cover plate 28, a single hinge section 19 in the nozzle needle 9 may be sufficient to achieve the desired elasticity for the nozzle needle 9. This one hinge section 19 is then preferably formed in the end section 23 assigned to the needle tip 11 and expediently arranged in the needle section 4. In another embodiment, instead of a sealing sleeve 31, a guide cylinder arranged fixedly on the cover plate 28 may be provided in order to axially guide the nozzle needle 9 in the region of the end section 25 assigned to the control surface 17. At least in one such, with a relative to the cover plate 28 fixed axial guide of the nozzle needle 9 in the control surface 17, the nozzle needle 9 has two hinge portions 19. The one hinge section 19 may again be formed in the end section 23 associated with the needle tip 11, while the other hinge section 19 is preferably formed in the end section 25 associated with the control surface 17. By the control surface 17 associated hinge portion 19 can be reduced lateral loads in the fixed axial guide. By the needle tip 11 associated joint portion can be transverse forces, which counteract an axial alignment or centering of the needle tip 11 to the needle seat 12, reduce.
Der Injektor 1 ist außerdem mit einer Schließdruckfeder 33 ausgestattet. Diese stützt sich einerseits an der Düsennadel 9 ab, beispielsweise über einen radial davon abstehenden Bund 34. Anderseits stützt sich die Schließdruckfeder 33 bei der hier gezeigten Ausführungsform an der Dichthülse 31 ab. Mit Hilfe der Schließdruckfeder 33 ist die Düsennadel 9 in Schließrichtung vorgespannt.The injector 1 is also equipped with a closing compression spring 33. This is based on the one hand on the nozzle needle 9, for example via a radially projecting collar 34. On the other hand, the closing compression spring 33 is supported in the embodiment shown here on the sealing sleeve 31 from. With the help of the closing compression spring 33, the nozzle needle 9 is biased in the closing direction.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 13 zum Steuern des Drucks im Kopplungsraum 29 ausgestaltet. Durch die hydraulische Kopplung zwischen Kopplungsraum 29 und Steuerraum 38 über den Verbindungspfad 30 ergibt sich dadurch eine indirekte Steuerung des Drucks im Steuerraum 38. Bei- spielsweise ist der Kopplungsraum 29 an einen relativ drucklosen Rücklauf 35 angeschlossen, wobei eine Verbindung zwischen Kopplungsraum 29 und Rücklauf 35 durch die jeweilige Steuerreinrichtung 13, z.B. durch das Ventilglied 15 - -In the embodiment shown here, the control device 13 is configured to control the pressure in the coupling space 29. As a result of the hydraulic coupling between coupling space 29 and control chamber 38 via the connecting path 30, this results in an indirect control of the pressure in the control chamber 38. For example, the coupling space 29 is connected to a relatively unpressurized return 35, wherein a connection between coupling space 29 and return 35 by the respective control device 13, for example by the valve member 15th - -
gesteuert ist. Bei geschlossener Düsennadel 9 und bei geschlossener Verbindung zwischen Kopplungsraum 29 und Rücklauf 35 herrscht im Kopplungsraum 29 ebenso wie im Steuerraum 38 der selbe Druck wie im Nadelraum 18, also der Einspritzdruck des Zuführpfads 7. Hierzu kommuniziert der Steuerraum 38 über einen entsprechenden Verbindungspfad 36, der z.B. durch wenigstens eine gedrosselte Bohrung in der Dichthülse 31 (bzw. im Führungszylinder) realisiert sein kann, mit dem Nadelraum 18, also mit dem Zuführpfad 7. Darüber hinaus kann bei der hier gezeigten Ausführungsform der Kopplungsraum 29 über einen entsprechenden Verbindungspfad 37, z.B. in Form einer gedrosselten Bohrung, auch direkt mit dem Nadelraum 18, also mit dem Zuführpfad 7 kommunizieren. Hierdurch kann zum Schließen der Düsennadel 9 im Kopplungsraum 29 der erforderliche Hochdruck schneller aufgebaut werden.is controlled. When the nozzle needle 9 is closed and the coupling between the coupling chamber 29 and return 35 is closed, the same pressure prevails in the coupling chamber 29 as in the control chamber 38, as in the needle chamber 18, ie the injection pressure of the supply path 7. For this purpose, the control chamber 38 communicates via a corresponding connection path 36 eg can be realized by at least one throttled bore in the sealing sleeve 31 (or in the guide cylinder), with the needle space 18, ie with the feed path 7. In addition, in the embodiment shown here, the coupling space 29 via a corresponding connection path 37, e.g. in the form of a throttled bore, also communicate directly with the needle chamber 18, ie with the feed path 7. As a result, to close the nozzle needle 9 in the coupling chamber 29, the required high pressure can be built up faster.
Zum Öffnen der Düsennadel 9 wird die Verbindung zwischen Kopplungsraum 29 und Rücklauf 35 geöffnet, wodurch es zu einem Druckabfall im KopplungsraumTo open the nozzle needle 9, the connection between the coupling chamber 29 and return 35 is opened, which causes a pressure drop in the coupling space
29 kommt. Das Öffnen besagter Verbindung erfolgt durch eine entsprechende Betätigung der Steuereinrichtung 13, also insbesondere durch eine entsprechende Ansteuerung des Magnetventils 14, also insbesondere durch einen entsprechenden Hub des Ventilglieds 15. Der im Kopplungsraum29 eintretende Druckab- fall pflanzt sich in den Steuerraum 38 fort und führt dort zu einer Abnahme der an der Steuerfläche 17 angreifenden Schließkräfte. In der Folge werden die an der Düsennadel 9 angreifenden, in Schließrichtung wirkenden Kräfte stark reduziert, wodurch die an der Düsennadel 9 angreifenden, in Öffnungsrichtung wirkenden hydraulischen Kräfte überwiegen. In der Folge hebt die Düsennadel 9 aus dem Nadelsitz 12 ab und der Einspritzvorgang beginnt. Zum Schließen der Düsennadel 9 wird die Verbindung zwischen Kopplungsraum 29 und Rücklauf 35 wieder gesperrt durch eine entsprechende Betätigung der Steuereinrichtung 13 bzw. durch eine entsprechende Ansteuerung des Magnetventils 14. Über die Verbindungspfade 30, 36 und 37 kann sich im Steuerraum 38 bzw. im Kopplungsraum 29 wieder der Einspritzdruck aufbauen, so dass die in Schließrichtung wirksamen hydraulischen Kräfte an der Steuerfläche 17 wieder zunehmen und die Düsennadel 9 in deren Schließrichtung antreiben.29 is coming. The opening of said connection is effected by a corresponding actuation of the control device 13, thus in particular by a corresponding control of the solenoid valve 14, thus in particular by a corresponding stroke of the valve member 15. The pressure drop occurring in the coupling chamber 29 propagates into the control chamber 38 and leads there to a decrease in the control surface 17 acting on closing forces. As a result, acting on the nozzle needle 9, acting in the closing direction forces are greatly reduced, whereby the forces acting on the nozzle needle 9, acting in the opening direction of hydraulic forces predominate. As a result, the nozzle needle 9 lifts out of the needle seat 12 and the injection process begins. To close the nozzle needle 9, the connection between the coupling chamber 29 and return 35 is again blocked by a corresponding actuation of the control device 13 or by a corresponding control of the solenoid valve 14. About the connection paths 30, 36 and 37 may be in the control chamber 38 and in the coupling space 29 again build the injection pressure, so that the effective in the closing direction hydraulic forces on the control surface 17 again increase and drive the nozzle needle 9 in the closing direction.
Der hier gezeigte Injektor 1 charakterisiert sich unter anderem dadurch, dass die Düsennadel 9, sobald sie zum Öffnen mit ihrer Nadelspitze 11 vom Nadelsitz 12 abhebt, zumindest im Nadelabschnitt 4 keinen Kontakt zum Injektorkörper 2 besitzt. Insbesondere ist keine direkte Axialführung zwischen Düsennadel 9 und In- - -The injector 1 shown here is characterized, inter alia, by the fact that the nozzle needle 9, as soon as it lifts off from the needle seat 12 for opening with its needle tip 11, has no contact with the injector body 2 at least in the needle section 4. In particular, there is no direct axial guidance between the nozzle needle 9 and the inlet - -
jektorkörper 2 im Nadelabschnitt 4 vorgesehen. Grundsätzlich bewirkt das Zusammenspiel von Nadelspitze 11 und Nadelsitz 12 beim Schließen der Düsennadel 9, also beim Einfahren der Nadelspitze 11 in den Nadelsitz 12 eine Zentrierung bzw. eine koaxiale Ausrichtung zwischen dem die Nadelspitze 11 aufwei- senden Endabschnitt 23 der Düsennadel 9 und dem Nadelabschnitt 4 des Injektorkörpers 2. Die im Falle unvermeidbarer Lagetoleranzen dabei zu überwindenden Querkräfte sind dabei durch den im Nadelabschnitt 4 bzw. im zugehörigen Endabschnitt 23 angeordneten Gelenkabschnitt 19 vergleichsweise gering. Hierdurch wird diese Zentrierung vereinfacht, was den Verschleiß an Nadelsitz 12 und Nadelspitze 11 reduziert.Jector body 2 provided in the needle section 4. Basically, the interaction of the needle tip 11 and the needle seat 12 during closing of the nozzle needle 9, ie when retracting the needle tip 11 into the needle seat 12, effects centering or coaxial alignment between the end portion 23 of the nozzle needle 9 and the needle portion 4 The transverse forces to be overcome in the event of unavoidable positional tolerances are comparatively small due to the joint section 19 arranged in the needle section 4 or in the associated end section 23. As a result, this centering is simplified, which reduces the wear on the needle seat 12 and needle tip 11.
Um die Zentrierung bzw. Ausrichtung der Düsennadel 9 im Bereich der Nadelspitze 11 relativ zum Nadelsitz 12 ohne direkte Führung zwischen Düsennadel 9 und Injektorkörper 2 im Nadelabschnitt 4 zu unterstützen, können die folgenden, mit Bezug auf die Fig. 2 bis 4 näher erläuterten Maßnahmen realisiert werden.In order to support the centering or alignment of the nozzle needle 9 in the needle tip 11 relative to the needle seat 12 without direct guidance between the nozzle needle 9 and injector body 2 in the needle section 4, the following, with reference to FIGS. 2 to 4 explained in more detail measures implemented become.
Insbesondere ist es dabei möglich, den Nadelsitz 12 und die Nadelspitze 11 so aufeinander abzustimmen, z.B. in geometrischer Hinsicht, dass beim Schließen der Düsennadel 9 Strömungskräfte wirksam sind, die eine die Nadelspitze 11 auf den Nadelsitz 12 ausrichtende, zentrierende Wirkung zeigen.In particular, it is possible to match the needle seat 12 and the needle tip 11, e.g. in geometric terms, that when closing the nozzle needle 9 flow forces are effective, showing a needle tip 11 on the needle seat 12 aligning, centering effect.
Beispielsweise kann gemäß Fig. 2 stromauf eines Sitzquerschnitts 24 ein relativ langer, ringförmiger, im Profil keilförmiger, spitz zu laufender Spalt 26 realisiert werden. Der Sitzquerschnitt 24 ist dabei diejenige, ringförmige Kontaktzone, in der die Nadelspitze 11 bei geschlossener Düsennadel 9 den Nadelsitz 12 be- rührt. Realisiert wird besagter Spalt 26 dadurch, dass zwischen einer dem Injektorkörper 2 zugewandten Außenkontur der Nadelspitze 11 und einer der Nadelspitze 11 zugewandten Innenkontur des Nadelsitzes 12 eine Sitzwinkeldifferenz 27 ausgebildet ist, die vergleichsweise klein ist. Vorzugsweise ist diese Sitzwinkeldifferenz 27 kleiner als 10°, vorzugsweise kleiner als 5°. Bei geöffneter Dü- sennadel 9 wird durch diese Bauweise beim Schließen der Düsennadel 9 bei derFor example, according to FIG. 2, upstream of a seat cross-section 24, a relatively long, annular, wedge-shaped, pointed-to-run gap 26 can be realized. The seat cross section 24 is that annular contact zone in which the needle tip 11 touches the needle seat 12 when the nozzle needle 9 is closed. Is realized, said gap 26 characterized in that between a the injector 2 facing outer contour of the needle tip 11 and one of the needle tip 11 facing inner contour of the needle seat 12, a seat angle difference 27 is formed, which is relatively small. Preferably, this seat angle difference 27 is less than 10 °, preferably less than 5 °. When the nozzle needle 9 is open, this design makes it possible to close the nozzle needle 9 during the process
Annäherung der Nadelspitze 11 an den Nadelsitz 12 eine Spaltströmung erzeugt, die eine zentrierende Ausrichtung der Nadelspitze 11 vom Nadelsitz 12 bewirkt.Approaching the needle tip 11 to the needle seat 12 generates a gap flow, which causes a centering alignment of the needle tip 11 from the needle seat 12.
Bei der in Fig. 3 gezeigten anderen Ausführungsform ist zur Realisierung strö- mungsdynamischer bzw. hydraulischer Zentrierungskräfte stromauf des Sitzquerschnitts 24 ein Abschnitt 39 der dem Injektorkörper 2 zugewandten Außenkontur der Nadelspitze 11 parallel zu einem Abschnitt 40 der der Düsennadel 9 zuge- - -In the other embodiment shown in FIG. 3, to realize flow-dynamic or hydraulic centering forces upstream of the seat cross-section 24, a section 39 of the outer contour of the needle tip 11 facing the injector body 2 runs parallel to a section 40 of the nozzle needle 9. - -
wandten Innenkontur des Nadelsitzes 12 ausgebildet. Die beiden parallel zueinander verlaufenden Abschnitte 39, 40 liegen einander gegenüber und bilden dadurch im Nadelsitz 12 zwischen der Nadelspitze 11 und dem Injektorköper 2 einen Parallelspalt 41 aus. Auch dieser Parallelspalt 41 führt beim Schließen der Düsennadel 9 zu einer vergleichsweise starken Spaltströmung, die zentrierend wirkende hydraulische Kräfte oder Strömungskräfte auf die Nadelspitze 11 einleitet.turned inside contour of the needle seat 12 is formed. The two mutually parallel sections 39, 40 are opposite to each other and thereby form a parallel gap 41 in the needle seat 12 between the needle tip 11 and the Injektorköper 2. When the nozzle needle 9 is closed, this parallel gap 41 also leads to a comparatively strong gap flow, which introduces centering hydraulic forces or flow forces onto the needle tip 11.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist in dem der Nadelspitze 11 zuge- ordneten Endabschnitt 23 eine Führungshülse 42 an der Düsennadel 9 hubverstellbar gelagert. Diese Führungshülse 42 ist dabei an einer dem wenigstens einen Spritzloch 5 zugewandten Stirnseite 43 axial am Injektorkörper 2 abgestützt, und zwar in einem Abstützbereich 44. Zwischen der Führungshülse 42 und der Düsennadel 9 ist eine Axialführung 45 ausgebildet. Vorzugsweise ist die Füh- rungshülse 42 über eine Vorspannfeder 46 an der Düsennadel 9 abgestützt. Diese Vorspannfeder 46 kann axial orientierte Vorspannkräfte in die Führungshülse 42 einleiten. Über die am Injektorkörper 2 abgestützte Führungshülse 42 ist die Düsennadel 9 in dem die Nadelspitze 11 aufweisenden Endbereich 23 axial geführt. Die koaxiale Ausrichtung zwischen Nadelspitze 11 und Nadelsitz 12 wird dadurch vereinfacht. Gleichzeitig reduziert die mit Hilfe des oder Gelenkabschnitte 19 erhöhte Elastizität der Düsennadel 9 die in dieser Axialführung 45 zwischen der Düsennadel 9 und der Führungshülse 42 wirkenden Querkräfte.In the embodiment shown in FIG. 4, a guide sleeve 42 is mounted in a stroke-adjustable manner on the nozzle needle 9 in the end section 23 assigned to the needle tip 11. This guide sleeve 42 is supported axially on the injector body 2 at an end face 43 facing the at least one injection hole 5, specifically in a support region 44. An axial guide 45 is formed between the guide sleeve 42 and the nozzle needle 9. Preferably, the guide sleeve 42 is supported on the nozzle needle 9 via a biasing spring 46. This biasing spring 46 can initiate axially biased biasing forces into the guide sleeve 42. About the supported on the injector body 2 guide sleeve 42, the nozzle needle 9 is in the needle tip 11 having end portion 23 axially guided. The coaxial alignment between needle tip 11 and needle seat 12 is thereby simplified. At the same time, the elasticity of the nozzle needle 9, which is increased by means of the or joint sections 19, reduces the transverse forces acting in this axial guide 45 between the nozzle needle 9 and the guide sleeve 42.
Vorzugsweise sind die Stirnseite 43 der Führungshülse 42 und der Abstützbe- reich 44 des Injektorkörpers 2, vorzugsweise geometrisch, so aufeinander abgestimmt, dass die z.B. mit der Vorspannfeder 46 erzeugten Vorspannkräfte zentrierend auf die Düsennadel 9 bzw. die Nadelspitze 11 einwirken. Die Vorspannkräfte, welche die Führungshülse 42 stirnseitig axial gegen den Abstützbereich 44 andrücken, bewirken direkt eine Zentrierung der Führungshülse 42 relativ zum Nadelsitz 12 und bewirken dadurch indirekt über die Führungshülse 42 und diePreferably, the end face 43 of the guide sleeve 42 and the Abstützbe- rich 44 of the injector body 2, preferably geometrically, so coordinated that the e.g. acting with the biasing spring 46 biasing forces centering on the nozzle needle 9 and the needle tip 11 act. The biasing forces which axially press the guide sleeve 42 against the support region 44, directly effect centering of the guide sleeve 42 relative to the needle seat 12 and thereby indirectly via the guide sleeve 42 and
Axialführung 45 die gewünschte Zentrierung der Nadelspitze 11.Axial guide 45, the desired centering of the needle tip eleventh
Entsprechend der in Fig. 4 gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist die Führungshülse 42 im Nadelabschnitt 4 so angeordnet, dass sie außerhalb der Stirn- seite 43 keine direkten radialen Kontakt zum Injektorkörper 2 aufweist. Auch dies vereinfacht die Herstellung des Injektors 1. - -According to the preferred embodiment shown in FIG. 4, the guide sleeve 42 is arranged in the needle section 4 such that it has no direct radial contact with the injector body 2 outside the end face 43. This also simplifies the production of the injector. 1 - -
Damit die Führungshülse 42 die axialen Vorspannkräfte zur Zentrierung der Nadelspitze 11 nutzen kann, ist beispielsweise vorgesehen, die Stirnseite 43 als Kegelfläche oder als Kugelabschnittsfläche auszugestalten. Der Injektorkörper 2 ist dann zumindest im Abstützbereich 44 bevorzugt als Kegelfläche ausgestaltet. Erkennbar sind hier unterschiedliche Kegelwinkel realisiert, was ebenfalls dieThus, the guide sleeve 42 can use the axial biasing forces for centering the needle tip 11, for example, provided to design the end face 43 as a conical surface or as a spherical section surface. The injector body 2 is then configured, preferably at least in the support region 44, as a conical surface. Recognizable here different cone angles are realized, which is also the
Herstellung vereinfacht.Production simplified.
Radial zwischen dem Injektorkörper 2 und der Führungshülse 42 ist ein Außenringraum 47 ausgebildet, der einen Bestandteil des Ringraums 22 bildet und so- mit zum Zuführpfad 7 gehört. Radial zwischen der Führungshülse 42 und der Düsennadel 9 ist ein Innenringraum 48 ausgebildet, der bei geöffneter Düsennadel 9 mit dem wenigstens einen Spritzloch 5 kommuniziert. Damit die Führungshülse 42 den Zuführpfad 7 nicht von dem wenigstens einen Spritzloch 5 trennt, ist der Innenringraum 48 auf geeignete Weise mit dem Außenringraum 47 hydraulisch gekoppelt. Beispielsweise können mehrere Querbohrungen 49 in der Führungshülse 42 ausgebildet sein. Ebenso können innerhalb der Axialführung 45 mehrere, in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Freischliffflächen vorgesehen sein. Radial between the injector body 2 and the guide sleeve 42, an outer annular space 47 is formed, which forms a part of the annular space 22 and thus belongs to the feed path 7. Radially between the guide sleeve 42 and the nozzle needle 9, an inner annular space 48 is formed, which communicates with the open nozzle needle 9 with the at least one injection hole 5. So that the guide sleeve 42 does not separate the feed path 7 from the at least one injection hole 5, the inner annular space 48 is hydraulically coupled to the outer annular space 47 in a suitable manner. For example, a plurality of transverse bores 49 may be formed in the guide sleeve 42. Likewise, 45 may be provided within the axial guide a plurality of distributed circumferentially free sliding surfaces.

Claims

- -Ansprüche - -Claims
1. Injektor einer Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit einem Injektorkörper (2), der in einem Nadelabschnitt (4) wenigstens ein Spritzloch (5) aufweist und in dem ein Zuführpfad (7) zur Versorgung des wenigstens einen Spritzlochs (5) mit unter Einspritzdruck stehendem Kraftstoff ausgebildet ist, mit einer im Injektorkörper (2) hubverstellbar angeordneten Düsennadel (9), die eine Nadelspitze (11) zum Steuern einer Einspritzung von Kraftstoff durch das wenigstens eine Spritzloch (5) aufweist, mit einer Steuereinrichtung (13) zum Steuern der in einem Steuerabschnitt (3) des Injektorkörpers (2) angeordneten Düsennadel (9), dadurch gekennzeichnet, dass die geöffnete Düsennadel (9) zumindest im Nadelabschnitt (4) ohne di- rekten Kontakt zum Injektorkörper (2) angeordnet ist,1. injector of a fuel injection system for an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, having an injector body (2) in a needle section (4) at least one injection hole (5) and in which a feed path (7) for supplying the at least one injection hole ( 5) is formed with standing under injection pressure fuel, with a in the injector body (2) adjustable in height arranged nozzle needle (9) having a needle tip (11) for controlling an injection of fuel through the at least one injection hole (5), with a control device ( 13) for controlling the nozzle needle (9) arranged in a control section (3) of the injector body (2), characterized in that the opened nozzle needle (9) is arranged at least in the needle section (4) without direct contact with the injector body (2) .
2. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass an der Düsennadel (9) eine einen Steuerraum (38) axial begrenzende Steuerfläche (17) ausgebildet ist, an der im Betrieb des Injektors (1) in Schließrichtung der Dü- sennadel (9) wirkende hydraulische Kräfte angreifen, derart, dass ein Druckabfall im Steuerraum (38) die Düsennadel (9) zum Öffnen ansteuert, und/oder dass die Steuereinrichtung (13) zum Steuern des Drucks im Steuerraum (38) ausgestaltet ist, um die Düsennadel (9) zu steuern.2. An injector according to claim 1, characterized in that on the nozzle needle (9) a control chamber (38) axially delimiting control surface (17) is formed on the in operation of the injector (1) in the closing direction of the nozzle needle (9 ) acting hydraulic forces, such that a pressure drop in the control chamber (38) controls the nozzle needle (9) to open, and / or that the control device (13) for controlling the pressure in the control chamber (38) is configured to the nozzle needle ( 9).
3. Injektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (9) zumindest einen Gelenkabschnitt (19) aufweist, in dem die Düsennadel (9) bezüglich quer zur Längsmittelachse (10) der Düsennadel (9) orientierten Biegebelastungen biegeweicher ausgestaltet ist als in dazu benachbarten Abschnitten.3. An injector according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzle needle (9) has at least one hinge portion (19) in which the nozzle needle (9) with respect to transverse to the longitudinal central axis (10) of the nozzle needle (9) oriented bending loads is designed bendable as in neighboring sections.
4. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nadelsitz (12), mit dem die Nadelspitze (11) zum Steuern des wenigstens ei- - -4. Injector according to one of claims 1 to 3, characterized in that a needle seat (12), with which the needle tip (11) for controlling the at least one - -
nen Spritzlochs (5) zusammenwirkt, und die Nadelspitze (11) so aufeinander abgestimmt sind, dass beim Schließen der Düsennadel (9) hinreichend Strömungskräfte zentrierend im Bereich der Nadelspitze (11) auf die Düsennadel (9) einwirken.NEN spray hole (5) cooperates, and the needle tip (11) are coordinated so that when closing the nozzle needle (9) sufficient flow forces centering in the needle tip (11) acting on the nozzle needle (9).
5. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass stromauf eines Sitzquerschnitts (24), in dem die Nadelspitze (11) bei geschlossener Düsennadel (9) einen Nadelsitz (12), mit dem die Nadelspitze (11) zum Steuern des wenigstens einen Spritzlochs (5) zusammenwirkt, be- rührt, zwischen einer Außenkontur der Nadelspitze (11) und einer Innenkontur des Nadelsitzes (12) eine Sitzwinkeldifferenz (27) ausgebildet ist, die kleiner als 10° oder kleiner als 5° ist, oder dass stromauf eines Sitzquerschnitts (24), in dem die Nadelspitze (11) bei geschlossener Düsennadel (9) einen Nadelsitz (12), mit dem die Nadelspitze (11) zum Steuern des wenigstens einen Spritzlochs (5) zusammenwirkt, berührt, ein Abschnitt (39) einer Außenkontur der Nadelspitze (11) parallel zu einem gegenüberliegenden Abschnitt (40) einer Innenkontur des Nadelsitzes (12) verläuft, oder dass an der Düsennadel (9) in einem die Nadelspitze (11) aufweisenden Endabschnitt (23) eine Führungshülse (42) hubverstellbar gelagert ist, die an ihrer dem wenigstens einen Spritzloch (5) zugewandten Stirnseite (43) axial am Injektorkörper (2) in einem Abstützbereich (44) abgestützt ist.5. Injector according to one of claims 1 to 4, characterized in that upstream of a seat cross-section (24) in which the needle tip (11) with closed nozzle needle (9) a needle seat (12) with which the needle tip (11) for controlling the at least one spray hole (5) interacts, is formed, between a outer contour of the needle tip (11) and an inner contour of the needle seat (12) a seat angle difference (27) is formed which is smaller than 10 ° or smaller than 5 °, or upstream of a seat cross-section (24), in which the needle tip (11) contacts a needle seat (12) with the needle tip (11) for controlling the at least one spray hole (5) when the nozzle needle (9) is closed; 39) of an outer contour of the needle tip (11) runs parallel to an opposite section (40) of an inner contour of the needle seat (12), or that on the nozzle needle (9) in a needle tip (11) end portion (23) has a guide sleeve (42) is mounted adjustable in stroke, which is supported on its at least one injection hole (5) facing end face (43) axially on the injector body (2) in a support region (44).
6. Injektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dem wenigstens einen Spritzloch (5) zugewandte Stirnseite (43) der Führungshülse (42) und der Abstützbereich (44) des Injektorkörpers (2) so aufeinander abgestimmt sind, dass Vorspannkräfte, die die Führungshülse (42) stirnseitig axial gegen den Abstützbereich (44) andrücken, über die Führungshülse (42) zentrierend auf die Düsennadel (9) einwirken.6. An injector according to claim 5, characterized in that the at least one spray hole (5) facing end face (43) of the guide sleeve (42) and the support region (44) of the injector body (2) are coordinated so that biasing forces, the Press the guide sleeve (42) axially against the support region (44) at the end face, acting on the nozzle needle (9) centering over the guide sleeve (42).
7. Injektor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (42) außerhalb ihrer dem wenigstens einen Spritzloch (59 zugewandten Stirnseite (43) ohne direkten radialen Kontakt zum Injektorkörper (2) im Nadelabschnitt (4) angeordnet ist.7. An injector according to claim 5 or 6, characterized in that the guide sleeve (42) outside of the at least one spray hole (59 facing end face (43) without direct radial contact with the injector body (2) in the needle section (4) is arranged.
8. Injektor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, - dass die dem wenigstens einen Spritzloch (5) zugewandte Stirnseite (43) der Füh- - -8. Injector according to one of claims 5 to 7, characterized in that - the at least one spray hole (5) facing end face (43) of the guide - -
rungshülse (42) als Kegelfläche oder als Kugelabschnittsfläche ausgestaltet ist,approximately sleeve (42) is designed as a conical surface or as a spherical segment surface,
- dass der Injektorkörper (2) zumindest im Abstützbereich (44) als Kegelfläche ausgestaltet ist.- That the injector body (2) at least in the support region (44) is designed as a conical surface.
9. Injektor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Führungshülse (42) umschlossener und die Düsennadel (9) umschließender lnnenringraum (48) mit einem vom Injektorkörper (2) umschlossenen und die Führungshülse (42) umschließenden Außenringraum (47) hyd- raulisch gekoppelt ist.9. Injector according to one of claims 5 to 8, characterized in that one of the guide sleeve (42) and enclosed the nozzle needle (9) enclosing inner annular space (48) surrounded by the injector body (2) and the guide sleeve (42) enclosing outer annular space (47) is hydraulically coupled.
10. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein solcher Gelenkabschnitt (19) zumindest einen geradlinigen Steg (20) aufweist, der sich bezüglich der Längsmittelachse (10) der Düsen- nadel (9) radial erstreckt und der axial benachbarte axiale Abschnitte der Düsennadel (9) miteinander verbindet, und/oder10. Injector according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one such hinge portion (19) has at least one rectilinear web (20) which extends radially with respect to the longitudinal central axis (10) of the nozzle needle (9) and the axially adjacent axial portions of the nozzle needle (9) interconnects, and / or
- dass der jeweilige Gelenkabschnitt (19) zumindest zwei Stege (20) aufweist, die axial zueinander beabstandet sind und die um die Längsmittelachse (10) der Düsennadel (9) um 90° zueinander versetzt angeordnet sind, und/oder - dass sich der jeweilige Steg (20) über den ganzen Durchmesser der Düsennadel (9) erstreckt, und/oder- That the respective hinge portion (19) has at least two webs (20) which are axially spaced and which are arranged offset by 90 ° to each other about the longitudinal central axis (10) of the nozzle needle (9), and / or - that the respective Web (20) over the entire diameter of the nozzle needle (9) extends, and / or
- dass der jeweilige Steg (20) dadurch ausgebildet ist, dass an der Düsennadel (9) zwei Aussparungen (21) eingearbeitet sind, die bezüglich einer Symmetrieebene, in der die Längsmittelachse (10) der Düsennadel (9) und der Steg (20) liegen, spiegelsymmetrisch angeordnet sind.- that the respective web (20) is formed by the fact that on the nozzle needle (9) two recesses (21) are incorporated, with respect to a plane of symmetry in which the longitudinal central axis (10) of the nozzle needle (9) and the web (20) lie, are arranged mirror-symmetrically.
11. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektorkörper (2) eine Speicherbohrung (51) enthält, in die sich die Düsennadel (9) vom Nadelsitz (12) aus hinein erstreckt, und/oder - dass die Steuereinrichtung (13) an einem vom Nadelsitz (12) entfernten Abschnitt des Injektorkörpers (2) angeordnet ist, insbesondere oberhalb der Speicherbohrung (51). 11. Injector according to one of claims 1 to 10, characterized in that the injector body (2) includes a storage bore (51) into which the nozzle needle (9) from the needle seat (12) extends from, and / or - that the Control device (13) is arranged at a portion of the injector body (2) remote from the needle seat (12), in particular above the storage bore (51).
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