WO2009040215A1 - Dichtgeometrie für injektoren - Google Patents

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WO2009040215A1
WO2009040215A1 PCT/EP2008/061465 EP2008061465W WO2009040215A1 WO 2009040215 A1 WO2009040215 A1 WO 2009040215A1 EP 2008061465 W EP2008061465 W EP 2008061465W WO 2009040215 A1 WO2009040215 A1 WO 2009040215A1
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sealing
sealing surface
geometry
throttle plate
pressure
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PCT/EP2008/061465
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Fridolin Zeck
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M61/166—Selection of particular materials

Definitions

  • the piezoelectric actuator serves to actuate a mechanical component and comprises a multi-layer structure of piezoelectric layers.
  • the piezoelectric layers are held in a holding body, wherein on the piezoelectric element a mutual contacting of internal electrodes with contact elements is present, and with an actuator foot between the piezoelectric element and the wall of an inner recess of the holding body.
  • the Aktorfuß is formed from a Anbindeteil on the holding body and a ceramic part in the direction of the piezoelectric element.
  • the piezoelectric element In an interior of the piezoelectric actuator, the piezoelectric element is arranged, which acts on a nozzle needle in an actuation via a vertical here below mechanical arrangement with a coupler such that a release of a nozzle opening takes place.
  • a fuel guided through the interior in the interior of the piezoelectric actuator can thus be injected into the combustion chamber of an internal combustion engine, not shown.
  • the nozzle body is connected to a throttle plate which adjoins this plane and to a spacer tube within a screw connection.
  • a tightening of said components against each other By introduced into the screw connection biasing force, which is applied by means of a defined tightening torque, a tightening of said components against each other.
  • the enumerated components, i. the nozzle module, the throttle plate and the spacer tube abut against each other on flat surfaces.
  • the plan contacting surfaces form at the same time the sealing points within the erverbundes.
  • a sealing geometry is proposed, which is preferably carried out on the nozzle body as a stepped surface.
  • a stop surface A and a raised above this protruding, designed as an annular surface sealing surface D represent the sealing surfaces, where the surface pressure is generated to achieve the required high-pressure tightness.
  • Relief of the sealing surfaces by the injector internal pressure which later arises during operation in the interior of the fuel injector due to the fuel under system pressure, can be maintained by a defined additional tightening angle or by a predetermined, defined torque increase.
  • a heel height h between the abutment surface A and the sealing surface D and the width b of the sealing surface D are selected depending on a mean diameter of the sealing surface d m and the material elasticity modules so that the required for ensuring the tightness surface pressure is exceeded safely.
  • the sealing surface D can be designed to the high pressure area increased by a few thousandths of a millimeter and running convex running.
  • the heel height h is about 0.35 mm in the solutions of the prior art and is in this case to produce by an additional step.
  • the heel height h in the application example used can be only a few microns and be ground by a feed movement of the grinding wheel, so that the required for the production of heel height of 0.35 mm, separate additional step can be omitted, which in turn low the cost affected.
  • the heel height h is distributed evenly distributed on the circumference evenly. This in turn allows a cost-effective production and also ensures a uniform surface pressure on the sealing surface.
  • the throttle plate can be ground plane-parallel as before; At this no new processing operations are to be carried out.
  • the sealing geometry proposed according to the invention can be used on almost all rotationally symmetrical sealing points both on a fuel injector or on other products or machine elements.
  • the intended manufacturing process results in a concentric microsection.
  • the grinding marks generated during grinding run in a circle.
  • the center of the circles with the central axis of the machined part is congruent.
  • no leakage paths can be created by grinding marks at the sealing point, since the grinding grooves do not extend in the radial direction to the outside, but are created as concentric circles in the component.
  • the screw forces acting in the screw connection can be reduced without the high-pressure tightness thereby being impaired.
  • Figure 2 shows a previously used conventional sealing geometry
  • Figure 3 is an enlarged view of the erf ⁇ ndungshiel proposed sealing geometry.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a fuel injector known from the prior art, in which a nozzle body, a spacer tube and a throttle plate are screwed and sealed against each other within a screw connection.
  • a fuel injector 10 comprises a spacer tube 12, in which an actuator 14 is accommodated.
  • the actuator 14 is used to actuate an injection valve member 30, which is preferably formed like a needle.
  • the actuator 14 is a stacked piezocrystal stack, i. designed as a piezoelectric actuator.
  • the actuator 14 is accommodated in a high-pressure chamber 16 in which there is fuel under system pressure.
  • a high-pressure accumulator injection system (common rail) prevails in the high-pressure chamber 16, the pressure level, i. the system pressure that is generated in the high-pressure storage body (common rail), for example, by admission by a high-pressure delivery unit.
  • the throttle plate 18 includes, in addition to the first plan side 20 which is contacted by the end face of the spacer tube 12, a second plan side 22. This is a plan side 28 of a nozzle body 26 in which a preferably needle-shaped injection valve member 30 is guided movable in the vertical direction.
  • the preferably needle-shaped injection valve member 30 is actuated by the pressurization or depressurization of a control chamber 32 only indicated in FIG.
  • the control space 32 is defined by a nozzle, which is received at the top of the needle-shaped injection valve member 30, e.g. spring-loaded control chamber sleeve 34 is limited, which is supported on the second plane side 22 of the throttle plate 18.
  • a number of bevels 36 extend in the circumferential direction.
  • the spacer tube 12, the throttle plate 18 and the nozzle body 26 are screwed against each other via a nozzle clamping nut 38 within a screw assembly.
  • the axial forces which occur during screwing with a defined predetermined tightening torque at the same time generate the forces which the sealing surfaces, i. the end face of the spacer tube 12 against the first plan side 20 of the throttle plate 18 and the second plan side 22 against the plan side 28 of the nozzle body 26 seal.
  • a contact point between a throttle plate 18 and the nozzle body 26 according to the construction of the fuel injector is shown in more detail in FIG.
  • the throttle plate 18 comprises a sealing surface D.
  • the sealing surface D protrudes by a dimension h, ie a heel height above a stop surface, which is formed on the second plane side 22 of the throttle plate 18, out.
  • the dimension h, ie the heel height is several tenths of a millimeter, for example 0.35 mm.
  • the sealing surface D on the second plane side 22 of the throttle plate 18 extends symmetrically with respect to the axis of symmetry 42.
  • the sealing surface D has a sealing surface width b resulting from the diameter difference between an outer diameter 46 of the sealing surface D and the inner diameter 44 gives.
  • the heel height h shown in FIG. 2 is generally produced on the throttle plate 18 by an additional work step.
  • Figure 3 shows an embodiment of the sealing surface proposed by the invention, e.g. can be formed on a plan side of the throttle plate.
  • the sealing geometry proposed according to the invention is designed as a stepped surface.
  • the sealing geometry proposed according to the invention can be embodied, on the one hand, on one of the face sides 20, 22 of the disk-shaped throttle plate 18 and, on the other hand, on the face side 28 of the nozzle module 26.
  • the stepped surface is formed by the stop surface A and with respect to this projecting, designed as an annular surface sealing surface D. Due to the stepped design of the stop surface A and the sealing surface D can be required to achieve the required high-pressure tightness required surface pressure.
  • a heel height h resulting in the representation in FIG. 3 between the abutment surface A and the sealing surface D and the width b of the sealing surface D are determined as a function of a mean diameter d m and the material elastic moduli, ie the elastic modulus. tuschsmodule the throttle plate 18 and the nozzle module 26 selected so that the required for ensuring the tightness surface pressure is exceeded safely.
  • the parameters should be chosen such that a plastic deformation on the contact surfaces of both components, i. is excluded on the second plan side 22 of the throttle plate 18 and on the plan side 28 of the nozzle module 26.
  • the sealing surface D may be formed increased to the high pressure region a few thousandths of a millimeter.
  • the sealing surface D which is formed in the sealing surface width B, is convex, cf. k marked area.
  • the heel height h in the exemplary embodiment shown is only a few ⁇ m, as shown in FIG.
  • the grinding tool is designed as a negative mold of the embodiment of the sealing geometry according to the invention, which is why the heel height h of a few microns in one step and therefore can be made very accurately.
  • the outer diameter can be ground with the least possible scattering. This allows a cost-effective production by eliminating the aforementioned additional step and also ensures a uniform surface pressure on the sealing surface D.
  • the throttle plate 18 can be ground plane-parallel as before, so that a further post-processing of the first plan side 20 and the second plan side 22 of the throttle plate 18 is not required.
  • the embodiment of the sealing geometry according to the invention is associated with a multiplicity of advantages.
  • the surface pressure at the contact point is defined by the geometry of the contact surface 40 (see illustration in FIG. 1) on the nozzle body and the axial force generated in the screw connection uniformly on the contact surface 40 after planar contact of the stop surface A with the second plane side 22 transfer.
  • the flat contact of the abutment surface A with the second plane side 22 of the throttle plate 18 is detected and ensured during the Verschraubungsvorganges on the torque curve.
  • the influence of flims of the individual parts on the achievable surface pressure, which produces the sealing effect, due to a partial reduction of the surface pressure is considerably reduced and largely excluded.
  • Hubstreuonne, ie different strokes that covers the needle-shaped injection valve member 30 in the nozzle body 26, after the Screwing the Kraftstoff ⁇ njektors 10 can be reduced.
  • the compressive residual stress limit of the materials involved is not exceeded due to the design.
  • a very cost-effective production of the inventively proposed contact point 40 (sealing surface) is possible because the additional step for turning the heel height h at one end, be it on the second plan side 22 of the throttle plate 18, or on the plan side 28 of the nozzle body 26 deleted.
  • the contact point 40 proposed according to the invention can be used both at the fuel injector 10 or at other rotationally symmetrical, ie symmetrical to the symmetry axis 42 formed products or machine elements.
  • the proposed solution according to the invention also allows a significant reduction in the ring said occurring screw forces without the same high-density density would be deteriorated.
  • the intended manufacturing process results in a concentric microsection.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtgeometrie (40), insbesondere für einen mit einem Systemdruck beaufschlagten Kraftstoffinjektor (10). Dieser umfasst axial miteinander verspannte Bauteile (18, 26). Eine Dichtfläche (40) ist abgestuft ausgeführt und umfasst eine Anschlagfläche A und eine Dichtfläche D, zwischen denen eine Absatzhöhe h ausgeführt ist.

Description

Beschreibung
Titel
Dichtgeometrie für Injektoren
Stand der Technik
Die DE 10 2005 039 911Al zeigt eine Anordnung mit einem Piezoaktor. Der Piezoaktor dient zur Betätigung eines mechanischen Bauteiles und umfasst einen Mehrschichtaufbau aus Piezolagen. Die Piezolagen sind in einem Haltekörper gehalten, wobei am Piezoelement eine wechselseitige Kontaktierung von Innenelektroden mit Kontaktelementen vorhanden ist, und mit einem Aktorfuß zwischen dem Piezoelement und der Wand einer inneren Ausnehmung des Haltekörpers. Der Aktorfuß ist aus einem Anbindeteil am Haltekörper und einem Keramikteil in Richtung des Piezoelementes gebildet. In einem Innenraum des Piezo- aktors ist das Piezoelement angeordnet, das bei einer Betätigung über eine sich hier senk- rechte unterhalb befindliche mechanische Anordnung mit einem Koppler auf eine Düsennadel derart wirkt, dass eine Freigabe einer Düsenöffnung erfolgt. Ein im Inneren des Piezoak- tors durch den Innenraum geführter Kraftstoff kann somit in den Brennraum einer nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine eingespritzt werden.
Bei dem aus der DE 10 2005 039 91 IAl bekannten Kraftstoffinjektor sind der Düsenkörper eine an diesem plan anliegende Drosselplatte sowie ein Distanzrohr innerhalb eines Schraub Verbundes miteinander verbunden. Durch die in den Schraubverbund eingeleitete Vorspannkraft, die mittels eines definierten Anzugsdrehmomentes aufgebracht wird, erfolgt ein Verspannen der genannten Komponenten gegeneinander. Die aufgezählten Komponen- ten, d.h. das Düsenmodul, die Drosselplatte und das Distanzrohr liegen an plan aneinander liegenden Flächen aneinander an. Die plan einander kontaktierenden Flächen bilden gleichzeitig die Dichtstellen innerhalb des Schraubverbundes.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird eine Dichtgeometrie vorgeschlagen, die vorzugsweise am Düsenkörper als abgestufte Fläche ausgeführt wird. Eine Anschlagfläche A und eine erhaben über diese hervorstehende, als Ringfläche ausgebildete Dichtfläche D stellen die Dichtflächen dar, an denen die Flächenpressung zum Erreichen der geforderten Hochdruckdichtheit erzeugt wird. Beim Verschrauben der Bauteile innerhalb des Schraub Verbundes am Kraftstoffϊnjek- tor wird die erhaben hervorstehende Dichtfläche D gestaucht und gleichzeitig in die Drosselplatte einsinken, bis die Anschlagfläche A des Düsenkörpers mit der entsprechenden Planseite der Drosselplatte in Kontakt tritt. Dieser Kontakt kann bei der Montage mit einer drehmomentüberwachten Schraubvorrichtung erkannt werden. Die durch den Injektorinnendruck, der später beim Betrieb im Inneren des Kraftstoffinjektors aufgrund des unter Systemdruck stehenden Kraftstoffes entsteht, erfolgende Entlastung der Dichtflächen kann durch einen definierten zusätzlichen Anzugswinkel oder durch eine vorbestimmte, definierte Drehmomenterhöhung vorgehalten werden. Eine Absatzhöhe h zwischen der Anschlagfläche A und der Dichtfläche D und der Breite b der Dichtfläche D werden in Abhängigkeit von einem mittleren Durchmesser der Dichtfläche dm und der Werkstoffelastizitätsmodule so gewählt, dass die für die Sicherstellung der Dichtheit erforderliche Flächenpressung sicher überschritten wird.
Andererseits sind die genannten Parameter so zu wählen, dass eine plastische Verformung an den Kontaktflächen der beiden Bauteile vermieden wird. Die Dichtfläche D kann zum Hochdruckbereich hin um wenige tausendstel Millimeter erhöht ausgebildet sein und konvex verlaufend ausgeführt werden. Die Absatzhöhe h beträgt bei den Lösungen des Standes der Technik etwa 0,35 mm und ist in diesem Falle durch einen zusätzlichen Arbeitsschritt herzustellen. Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dichtfläche kann die Absatzhöhe h im ausgeführten Anwendungsbeispiel nur wenige μm betragen und durch eine Zustellbewegung der Schleifscheibe geschliffen werden, sodass der für die Herstellung der Absatzhöhe von 0,35 mm erforderliche, gesonderte zusätzliche Arbeitsschritt entfallen kann, was wiederum die Herstellungskosten günstig beeinflusst.
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird die Absatzhöhe h sehr genau auf dem Umfang verteilt gleichmäßig eingehalten. Dies wiederum erlaubt eine kostengünstige Herstellung und stellt zudem eine gleichmäßig verlaufende Oberflächenpressung an der Dichtfläche sicher. Die Drosselplatte kann wie bisher planparallel geschliffen werden; an dieser sind keine neuen Bearbeitungsvorgänge durchzuführen.
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausbildung der Dichtkontaktstelle zwischen dem Düsenmodul und der Drosselplatte wird die sich einstellende Flächenpressung an der Kontaktstelle durch die Geometrie der Kontaktstelle definiert. Desweiteren kann bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung die Kraft, die im Schraubverbund wirkt, gleichzeitig auf die Kontaktstelle übertragen werden. Der Einfluss von Planschlägen der Einzelteile auf die Oberflächenpressung, gegeben durch eine partielle Reduzierung der Oberflächen- pressung, ist erheblich reduziert und weitestgehend verhindert. Nach dem Verschrauben des Injektors und der Ausbildung der erfϊndungsgemäß vorgeschlagenen Kontaktstelle ist die Hubstreuung des nadeiförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes des Kraftstoffϊnjektors nach dem Verschrauben erheblich reduziert. Eine Druckeigenspannungsgrenze der Werk- Stoffe wird auslegungsbedingt nicht überschritten. Zudem zeichnet sich die erfindungsgemäß vorgeschlagene Dichtgeometrie durch deren kostengünstige Herstellung aus. Im Vergleich zu heutigen Herstellverfahren sind keine oder nur geringfügig höhere Werkzeugkosten zu erwarten. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Dichtgeometrie kann auf nahezu alle rotationssymmetrischen Dichtstellen sowohl an einem Kraftstoffinjektor oder auch an anderen Erzeugnissen oder Maschinenelementen eingesetzt werden. Durch das vorgesehene Fertigungsverfahren ergibt sich ein konzentrisches Schliffbild. Bei einem konzentrischen Schliffbild verlaufen die beim Schleifen erzeugten Schleifriefen kreisförmig. Dabei ist der Mittelpunkt der Kreise mit der Mittelachse des bearbeiteten Teiles deckungsgleich. Bei dieser Art von Schliffbildern können keine Leckagepfade durch Schleifriefen an der Dichtstelle entste- hen, da die Schleifriefen nicht in radiale Richtung nach außen verlaufen, sondern als konzentrische Kreise im Bauteil geschaffen sind.
Ferner können die im Schraubverband wirkenden Schraubkräfte reduziert werden, ohne dass die Hochdruckdichtheit hierdurch eine Verschlechterung erfährt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
Es zeigt:
Figur 1 einen Schnitt durch einen Kraftstoffinjektor gemäß des Standes der Technik,
Figur 2 eine bisher eingesetzte herkömmliche Dichtgeometrie und
Figur 3 eine vergrößerte Darstellung der erfϊndungsgemäß vorgeschlagenen Dichtgeometrie.
Ausführungsformen
Figur 1 ist ein Längsschnitt durch einen aus dem Stand der Technik bekannten Kraftstoffinjektor zu entnehmen, bei dem innerhalb eines Schraubverbundes ein Düsenkörper, ein Distanzrohr und eine Drosselplatte gegeneinander verschraubt und abgedichtet sind. -A-
Wie Figur 1 zeigt, umfasst ein Kraftstoffϊnjektor 10 ein Distanzrohr 12, in dem ein Aktor 14 untergebracht ist. Der Aktor 14 dient der Betätigung eines Einspritzventilgliedes 30, welches bevorzugt nadeiförmig ausgebildet ist. In der Darstellung gemäß Figur 1 ist der Aktor 14 als ein geschichteter Piezokristallstapel, d.h. als Piezoaktor ausgebildet. Der Aktor 14 ist in einem Hochdruckraum 16 aufgenommen, in welchem unter einem Systemdruck stehender Kraftstoff ansteht. Im Falle eines Hochdruckspeichereinspritzsystemes (Common-Rail) herrscht im Hochdruckraum 16 das Druckniveau, d.h. der Systemdruck, der im Hochdruckspeicherkörper (Common-Rail) beispielsweise durch Beaufschlagung durch ein Hochdruck- förderaggregat erzeugt wird.
Eine Stirnseite des Distanzrohres 12 liegt an der ersten Planseite 20 einer Drosselplatte 18 an. In der Drosselplatte 18 sind eine Anzahl von Kanälen ausgebildet, von denen in der Darstellung gemäß Figur 1 ein Kanal 24 dargestellt ist. Die Drosselplatte 18 umfasst neben der ersten Planseite 20, die durch die Stirnfläche des Distanzrohres 12 kontaktiert wird, eine zweite Planseite 22. Diese liegt einer Planseite 28 eines Düsenkörpers 26 gegenüber, in dem ein bevorzugt nadeiförmig ausgebildetes Einspritzventilglied 30 in vertikale Richtung bewegbar geführt ist. Das bevorzugt nadeiförmig ausgebildete Einspritzventilglied 30 wird durch die Druckbeaufschlagung bzw. Druckentlastung eines in Figur 1 nur angedeuteten Steuerraumes 32 betätigt. Der Steuerraum 32 wird durch eine am Kopf des nadeiförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 30 aufgenommene z.B. federvorgespannte Steuerraumhülse 34 begrenzt, die sich an der zweiten Planseite 22 der Drosselplatte 18 abstützt.
Am bevorzugt nadeiförmig ausgebildeten Einspritzventilglied erstrecken sich in Umfangs- richtung gesehen eine Anzahl von Anschliffen 36.
Das Distanzrohr 12, die Drosselplatte 18 und der Düsenkörper 26 werden über eine Düsen- spannmutter 38 innerhalb eines Schraub Verbundes gegeneinander verschraubt. Die bei der Verschraubung mit einem definiert vorgegebenen Anzugsdrehmoment auftretenden Axial- kräfte erzeugen gleichzeitig die Kräfte, welche die Dichtflächen, d.h. die Stirnseite des Distanzrohres 12 gegen die erste Planseite 20 der Drosselplatte 18 und deren zweite Planseite 22 gegen die Planseite 28 des Düsenkörpers 26 abdichten.
In der Darstellung gemäß Figur 2 ist eine Kontaktstelle zwischen einer Drosselplatte 18 und dem Düsenkörper 26 gemäß des Aufbaus des Kraftstoffinjektors in Figur 1 näher dargestellt. In der Darstellung gemäß Figur 2 ist die Drosselplatte 18, die symmetrisch zu einer Symmetrieachse 42 ausgebildet ist, dargestellt. An einer Stirnseite umfasst die Drosselplatte 18 eine Dichtfläche D. Die Dichtfläche D steht um ein Maß h, d.h. eine Absatzhöhe erhaben über einer Anschlagfläche, die an der zweiten Planseite 22 der Drosselplatte 18 ausgebildet ist, hervor. In der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform der Drosselplatte 18 gemäß des Stands der Technik beträgt das Maß h, d.h. die Absatzhöhe mehrere zehntel Millimeter, so z.B. 0,35 mm. Wie der Darstellung gemäß Figur 2 weiter zu entnehmen ist, verläuft die Dichtfläche D an der zweiten Planseite 22 der Drosselplatte 18 symmetrisch zur Symmetrieachse 42. Die Dichtfläche D weist eine Dichtflächenbreite b auf, die sich aus der Durchmes- serdifferenz zwischen einem Außendurchmesser 46 der Dichtfläche D und deren Innendurchmesser 44 ergibt. Die in Figur 2 dargestellte Absatzhöhe h wird in der Regel an der Drosselplatte 18 durch einen zusätzlichen Arbeitsschritt hergestellt.
Figur 3 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dichtfläche, die z.B. an einer Planseite der Drosselplatte ausgebildet werden kann.
Wie der Darstellung gemäß Figur 3 entnommen werden kann, ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene Dichtgeometrie als eine gestufte Fläche ausgebildet. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Dichtgeometrie kann einerseits an einer der Planseiten 20,22 der scheibenför- mig ausgebildeten Drosselplatte 18 und andererseits an der Planseite 28 des Düsenmoduls 26 ausgeführt sein. Die gestufte Fläche wird durch die Anschlagfläche A und eine gegenüber dieser vorstehende, als Ringfläche ausgebildete Dichtfläche D gebildet. Durch die gestufte Ausbildung der Anschlagfläche A und der Dichtfläche D lässt sich die zum Erreichen der geforderten Hochdruckdichtheit erforderliche Flächenpressung sicherstellen. Bei Ver- schrauben der Bauteile über die Düsenspannmutter 38 - vgl. Darstellung gemäß Figur 1 - wird die erhaben über die Anschlagfläche 28 bzw. „A" in Figur 3 hervorstehende Dichtfläche D gestaucht und sinkt gleichzeitig in die dieser gegenüber liegende zweite Planseite 22 der Drosselplatte 18 ein. Der Kontakt zwischen der Anschlagfläche A des Düsenkörpers 26 mit der zweiten Planseite 22 der Drosselplatte 18 kann mittels einer drehmomentüberwach- ten Schraub Vorrichtung erkannt werden. Die durch die Beaufschlagung des Kraftstoffmjek- tors 10 mit einem Systemdruck entstehende Entlastung der Dichtflächen, d.h. der zweiten Planseite 22 der Drosselplatte 18 und der Planseite 28 des Düsenmoduls 26 kann durch einen definierten zusätzlichen Anzugswinkel oder durch eine vorbestimmte Drehmomenter- höhung vorgehalten werden.
Eine sich in der Darstellung in Figur 3 ergebende Absatzhöhe h zwischen der Anschlagfläche A und der Dichtfläche D sowie die Breite b der Dichtfläche D werden in Abhängigkeit von einem mittleren Durchmesser dm und der Werkstoffelastizitätsmodule, d.h. der Elastizi- tätsmodule der Drosselplatte 18 und des Düsenmoduls 26 so gewählt, dass die für die Sicherstellung der Dichtheit erforderliche Flächenpressung sicher überschritten wird.
Andererseits sind die Parameter so zu wählen, dass eine plastische Verformung an den Kon- taktflächen beider Bauteile, d.h. an der zweiten Planseite 22 der Drosselplatte 18 und an der Planseite 28 des Düsenmoduls 26 ausgeschlossen ist. Die Dichtfläche D kann zum Hochdruckbereich wenige tausendstel Millimeter erhöht ausgebildet sein. Wie aus der Darstellung gemäß Figur 3 hervorgeht, ist die Dichtfläche D, die in der Dichtflächenbreite B ausgebildet ist, konvex ausgeführt, vgl. durch k gekennzeichneter Bereich. Bei der erfϊndungsge- maß vorgeschlagenen Dichtgeometrie gemäß Figur 3, beträgt die Absatzhöhe h im dargestellten Ausführungsbeispiel nur wenige μm, so z.B. 0,011 mm und kann in einer Zustellbewegung eines Schleifwerkzeuges in einem Arbeitsschritt geschliffen werden, ohne dass wie beim Stand der Technik erforderlich, eine Absatzhöhe h von einigen zehntel Millimetern mittels eines zusätzlichen Arbeitsschrittes entweder an der Planseite 28 des Düsendmoduls 26 oder an der dieser zuweisenden zweiten Planseite 22 der Drosselplatte 18 erzeugt werden müsste.
Das Schleifwerkzeug ist als Negativform der erfindungsgemäßen Ausführung der Dichtgeometrie ausgebildet, weshalb die Absatzhöhe h von wenigen μm in einem Arbeitsschritt und deshalb sehr genau hergestellt werden kann. Ebenso lässt sich der Außendurchmesser mit geringstmöglicher Streuung schleifen. Dies erlaubt eine kostengünstige Herstellung durch den Entfall des zuvor erwähnten zusätzlichen Arbeitsschrittes und stellt zudem eine gleichmäßige Flächenpressung an der Dichtfläche D sicher. Die Drosselplatte 18 kann wie bisher planparallel geschliffen werden, sodass eine weitere Nachbearbeitung der ersten Planseite 20 sowie der zweiten Planseite 22 der Drosselplatte 18 nicht erforderlich ist.
Die erfindungsgemäße Ausführung der Dichtgeometrie geht mit einer Vielzahl von Vorteilen einher. So wird durch die erfindungsgemäß ausgebildete Kontaktfläche 40 (vgl. Darstellung gemäß Figur 1) am Düsenkörper 26 die Oberflächenpressung an der Kontaktstelle durch die Geometrie definiert und die im Schraubverband erzeugte Axialkraft nach flächigem Kontakt der Anschlagfläche A mit der zweiten Planseite 22 gleichmäßig auf die Kontaktfläche 40 übertragen. Der flächige Kontakt der Anschlagfläche A mit der zweiten Planseite 22 der Drosselplatte 18 wird während des Verschraubungsvorganges an der Drehmomentkurve erkannt und sichergestellt. Der Einfluss von Planschlägen der Einzelteile auf die erzielbare Oberflächenpressung, die die Dichtwirkung erzeugt, aufgrund einer partiellen Reduzierung der Oberflächenpressung ist erheblich reduziert und weitestgehend ausgeschlossen. Des weiteren können Hubstreuungen, d.h. unterschiedliche Hubwege, die das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 30 im Düsenkörper 26 zurücklegt, nach dem Verschrauben des Kraftstoffϊnjektors 10 reduziert werden. Die Druckeigenspannungsgrenze der beteiligten Werkstoffe wird auslegungsbedingt nicht überschritten. Wie bereits erwähnt ist eine sehr kostengünstige Herstellung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kontaktstelle 40 (Dichtfläche) möglich, da der zusätzliche Arbeitsschritt zum Abdrehen der Absatzhöhe h an einer Stirnseite, sei es an der zweiten Planseite 22 der Drosselplatte 18, sei es an der Planseite 28 des Düsenkörpers 26 entfällt. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Kontaktstelle 40 kann sowohl am Kraftstoffinjektor 10 oder auch an anderen rotationssymmetrisch, d.h. symmetrisch zur Symmetrieachse 42 ausgebildeten Erzeugnissen oder Maschinenelementen angewendet werden. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung erlaubt zudem eine erhebliche Reduktion der im Schraubverband auftretenden Schraubkräfte, ohne dass die Hochdruckdichtheit desselben verschlechtert werden würde. Durch das vorgesehene Fertigungsverfahren ergibt sich ein konzentrisches Schliffbild.

Claims

Ansprüche
1. Dichtgeometrie (40), insbesondere für einen mit einem Systemdruck beaufschlagten Kraftstoffinjektor (10), mit axial miteinander verspannten Bauteilen (18, 26), dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtfläche (40) abgestuft ausgeführt ist und eine Anschlag- flache (A) und eine Dichtfläche (D) aufweist.
2. Dichtgeometrie (40) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Anschlagfläche (A) und der Dichtfläche (D) eine Absatzhöhe (h) ausgeführt ist.
3. Dichtgeometrie (40) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Absatzhöhe (h) abhängig von der zum Erreichen der Dichtheit erforderlichen Flächenpressung vom Flächeninhalt der Dichtfläche (40) und vom Elastizitätsmodul der Werkstoffe der miteinander verspannten Bauteile (18, 26) ausgelegt ist.
4. Dichtgeometrie (40) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (D) in einer Dichtflächenbreite (b) ausgeführt ist, die der Differenz aus deren Außendurchmesser (46) und deren Innendurchmesser (44) entspricht.
5. Dichtgeometrie (40) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (D) konvex ausgeführt ist.
6. Dichtgeometrie (40) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine konvexe Erhöhung (k) der Dichtfläche (D) oder am Innendurchmesser (44) der Dichtfläche (D) ausgebildet ist.
7. Dichtgeometrie (40) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Absatzhöhe (h) abhängig vom mittleren Durchmesser (dm) der Dichtfläche (D) und des Elastizitätsmoduls des Werkstoffes der Dichtfläche (D) ausgeführt ist.
8. Dichtgeometrie (40) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese zwischen einem Distanzrohr (12) des Kraftstoffinjektors (10) und einer Planseite (20) einer Drosselplatte (18) und/oder zwischen einer weiteren Planseite (22) der Drosselplatte (18) und der Planseite (28) des Düsenmoduls (26) ausgeführt ist.
9. Dichtgeometrie (40) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Absatzhöhe (h) zwischen 5 μm und 30 μm und bevorzugt zwischen 8 μm bis 11 μm ausgeführt ist.
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