WO2011160991A1 - Injector, in particular common-rail injector, and fuel injection system with an injector - Google Patents

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WO2011160991A1
WO2011160991A1 PCT/EP2011/059962 EP2011059962W WO2011160991A1 WO 2011160991 A1 WO2011160991 A1 WO 2011160991A1 EP 2011059962 W EP2011059962 W EP 2011059962W WO 2011160991 A1 WO2011160991 A1 WO 2011160991A1
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valve needle
nozzle body
injector
region
groove
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PCT/EP2011/059962
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Armin Schuelke
Olaf Ohlhafer
Hubert Greif
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1873—Valve seats or member ends having circumferential grooves or ridges, e.g. toroidal
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    • F02M61/1893—Details of valve member ends not covered by groups F02M61/1866 - F02M61/188

Definitions

  • Injector in particular common-rail injector, as well as fuel injection system with an injector
  • the invention relates to an injector, in particular common-rail injector, according to the preamble of claim 1.
  • the invention further comprises a fuel injection system with an injector according to the invention.
  • Such an injector is already known from DE 27 10 217 A1 of the Applicant.
  • at least one injection opening of the nozzle body is sealed in a closed position of the valve needle by a conical sealing seat region, which is produced by wall sections of a valve needle and a nozzle body which have the same pitch.
  • a connection between a high-pressure space in the nozzle body and a blind hole, which is located below the spray openings in the nozzle body is formed.
  • the connection is in this case generated by two holes which are formed in the valve needle, wherein the one bore is formed as a longitudinal bore in the longitudinal axis of the valve needle and the other bore as opening into the longitudinal bore transverse bore.
  • an injector is furthermore known whose valve needle or nozzle body has longitudinal grooves in the region of the injection openings which open below a linear sealing seat in an annular circumferential annular groove.
  • a connection of the blind hole with the pressure chamber with closed valve needle is not disclosed. Disclosure of the invention
  • the present invention seeks to further develop an injector, in particular common rail injector according to the preamble of claim 1 such that its connection between the pressure chamber and the blind hole is optimized in particular in the closed position of the valve needle ,
  • This object is achieved in an injector with the features of claim 1.
  • the connection as at least one groove, which is arranged on the lateral surface of at least the sealing portion of the valve needle or on the wall of the nozzle body, the flow properties are optimized at the injector, so that when closing the valve needle, i. when forming the sealing seat that already under the pressure of the pressure chamber standing, and further compressed by the closing movement of pressure medium can flow very quickly into the pressure chamber or takes place very quickly pressure equalization between the blind hole and the pressure chamber.
  • the closing movement of the valve needle is accelerated in a positive manner.
  • to open the valve needle in the blind hole already acting in the direction of the opening pressure of the pressure chamber so that the opening forces for the valve needle are relatively low.
  • the at least one groove is formed as a longitudinal groove.
  • a plurality of injection openings and a plurality of grooves are provided, that the plurality of injection openings and a plurality of grooves are arranged at respectively equal angular distances from one another and that a groove is arranged at least substantially centrally between two injection openings.
  • a groove is arranged at least substantially centrally between two injection openings.
  • the at least one groove is rounded in cross section, in particular in the form of a semicircle.
  • the sealing seat in the region of the at least one injection opening can be formed in a particularly simple or production-wise advantageous manner if the wall region of the nozzle body facing the valve needle is conical in the region of the at least one injection opening and if the sealing section of the valve needle is likewise conical in the region of the at least one injection opening is formed with the same slope.
  • these surfaces can be produced very precisely, in particular by grinding, and can be joined in pairs, so that a high sealing effect is achieved.
  • the at least one groove is produced by a non-cutting production method, in particular an embossing method.
  • a non-cutting production method in particular an embossing method.
  • the invention also includes a fuel injection system with an injector according to the invention.
  • a fuel injection system achieved by the high sealing effect of its injectors and their ability to implement closing movements particularly accurate and fast, very good emissions.
  • FIG. 2 shows the injector of FIG. 1 in an open position also in longitudinal section
  • Fig. 3 shows the lower portion of a second injector according to the invention in an open position in longitudinal section
  • Fig. 4 is a perspective view of a portion of a punch for forming grooves in the wall of a nozzle body.
  • FIGS. 1 and 2 show a first injector 10 according to the invention.
  • the injector 10 is in this case in particular part of a so-called common rail injection system, in which a plurality of similar injectors, which are each associated with a combustion chamber of a cylinder of an internal combustion engine, are connected to a common rail via which the individual injectors under pressure, in particular be supplied under system pressure, stagnant fuel. Since the general structure and mode of operation of such an injector 10 or such a common rail injection system is already generally known and not essential to the invention, the injector 10 will be described below only in the area essential to the invention on its side facing the combustion chamber.
  • the injector 10 has a nozzle body 11, the region of which shown in FIGS. 1 and 2 has a cylindrical bore section 12, which merges into a first, conical bore section 14 via a transitional region 13.
  • a second bore portion 15 in the form of a conical blind hole 16, wherein in the illustrated embodiment, the pitch angle oc 1, based on the longitudinal axis 17 of the nozzle body 1 1 is less than the angle oc 2 of the first bore portion 14.
  • An the second bore section 15 facing end of the first bore portion 14 a plurality, in particular at equal angular intervals to each other, at a slight angle to the horizontal inclined arranged injection ports 19 are formed in the form of through holes.
  • the injection ports 19 open in the installed state of the injector 10 in the combustion chamber of the (not shown) internal combustion engine and serve to inject the desired amount of fuel into the combustion chamber.
  • the injection openings 19 can be closed by means of a valve needle 20.
  • the pin-shaped valve needle 20 which can be moved up and down in the direction of the double arrow 21, is actuated against the spring force of a closing spring (not shown) and against the applied hydraulic forces by a magnet armature arrangement or by a piezo arrangement in a manner known per se, so that in the de-energized state of the magnet armature arrangement or the piezoelectric arrangement, ie 2, the injection ports 19 are closed by the valve needle 20, while in the open position of the valve needle 20 shown in FIG. 2, a passage in particular from the cylindrical bore portion 12 which a pressure chamber 23 with high pressure forms standing fuel, and the injection ports 19 is formed.
  • the valve needle 20 has an upper, cylindrical portion 24, which merges into a first, frusto-conical portion 25, whose pitch corresponds in the embodiment of the slope oc 2 of the first bore portion 14.
  • the first frusto-conical portion 25 is adjoined by a relatively short cylindrical portion 26, and in turn a second frustoconical portion 27, also exemplarily with a cone angle oc 2.
  • a flat sealing portion 30 is formed on the valve needle 20, which seals the spray openings 19.
  • the area of the blind bore 16 below the valve needle 20 is connected to the area above the spray openings 19, ie in particular the cylindrical bore section 12 or the pressure chamber 23.
  • the cross section of the longitudinal grooves 31 is in this case in particular rounded, preferably in the form of a semicircle formed.
  • the arrangement of the longitudinal grooves 31 is such that in the closed position of the valve needle 20 shown in FIG. 1, a longitudinal groove 31 is at least substantially centrally between two spray openings 19, so that the sealing surfaces of the sealing portion 30 in the region of the spray openings 19 respectively are the same size.
  • valve needle 20 is arranged in the nozzle body 1 1 in the longitudinal axis 17 rotatably, thus avoiding that one or more longitudinal grooves 31 overlap with the injection ports 19 and the injector 10 in the closed position of the valve needle 20 thus is leaking.
  • the longitudinal grooves 31 are formed on the entire lateral surface of the second conical portion 27 and on a part of the cylindrical portion 24 of the valve needle 20.
  • the bottom 32 of the valve needle 20 is exemplary and therefore not restrictive substantially horizontal or slightly convex.
  • modified injector according to the invention according to the invention
  • the valve needle 51 has a conical sealing portion 52, which serves to seal the spray openings 19a, and a relatively pointed trained lower end 53.
  • the valve needle 51 may be arranged rotatably in contrast to the valve needle 20 in its longitudinal axis.
  • the nozzle body 54 has an inclined sealing area 55 in the wall of the nozzle body 54, the inclination of which is adapted to the inclination of the sealing section 52 of the valve needle 51.
  • longitudinal grooves 56 are preferably formed at equal angular intervals between the injection openings 19a, which connect the pressure space 23a to the area of the blind hole 16a.
  • Such longitudinal grooves 56 can be produced without cutting by means of an embossing tool 58 shown in FIG. 4, wherein the embossing tool 58 has in its conical region 59 the formation of the longitudinal grooves 56 serving longitudinal projections 60.
  • the longitudinal grooves 56 are formed by the embossing tool 58 in that the latter is introduced into the nozzle body 54 and subjected to such an axial force that the longitudinal elevations 60 are impressed in the wall of the nozzle body 54.
  • the injectors 10 and 50 described so far can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention.
  • the longitudinal grooves 56, 31 are formed both in the valve needle 20 and in the sealing region 55 of the nozzle body 54.

Abstract

The invention relates to an injector (10; 50), in particular a common-rail injector, for an internal combustion engine, with a valve needle (20; 51) which has a sealing section (30; 52) and is arranged so as to be movable up and down in a nozzle body (11; 54), wherein the nozzle body (11; 54) has at least one spray opening, preferably a plurality of spray openings (19; 19a), which opening/openings is/are sealed off from a pressure space (23; 23a) in the nozzle body (11; 54) in a closed position of the valve needle (20; 51) and is/are connected to the pressure space (23; 23a) in an open position of the valve needle (20; 51), wherein, in the closed position of the valve needle (20; 51), the sealing section (30; 52) forms a planar contact with the nozzle body (11; 54) at least in the region of the at least one spray opening (19; 19a) and seals off the region of the at least one spray opening (19; 19a) as a result, and wherein a connection is formed between the pressure space (23; 23a) and a blind hole (16; 16a) formed in the nozzle body (11; 54) at the base of the nozzle body (11; 54). According to the invention, the connection is designed as at least one groove (31; 56) which is arranged on the circumferential surface at least of the sealing section (30) of the valve needle (20) and on the wall of the nozzle body (54).

Description

Beschreibung  description
Injektor, insbesondere Common-Rail-Injektor, sowie Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Injektor Injector, in particular common-rail injector, as well as fuel injection system with an injector
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft einen Injektor, insbesondere Common-Rail-Injektor, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung umfasst ferner ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem erfindungsgemäßen Injektor. The invention relates to an injector, in particular common-rail injector, according to the preamble of claim 1. The invention further comprises a fuel injection system with an injector according to the invention.
Ein derartiger Injektor ist bereits aus der DE 27 10 217 A1 der Anmelderin bekannt. Hierbei wird durch einen kegelförmigen Dichtsitzbereich, der durch jeweils eine gleiche Steigung aufweisende Wandabschnitte einer Ventilnadel und eines Düsenkörpers erzeugt wird, wenigstens eine Spritzöffnung des Düsenkörpers in einer Schließstellung der Ventilnadel abgedichtet. Weiterhin ist eine Verbindung zwischen einem unter Hochdruck stehenden Druckraum im Düsenkörper und einem Sackloch, das sich unterhalb der Spritzöffnungen im Düsenkörper befindet, ausgebildet. Die Verbindung wird hierbei durch zwei Bohrungen erzeugt, die in der Ventilnadel ausgebildet sind, wobei die eine Bohrung als Längsbohrung in der Längsachse der Ventilnadel und die andere Bohrung als in die Längsbohrung mündende Querbohrung ausgebildet ist. Such an injector is already known from DE 27 10 217 A1 of the Applicant. In this case, at least one injection opening of the nozzle body is sealed in a closed position of the valve needle by a conical sealing seat region, which is produced by wall sections of a valve needle and a nozzle body which have the same pitch. Furthermore, a connection between a high-pressure space in the nozzle body and a blind hole, which is located below the spray openings in the nozzle body is formed. The connection is in this case generated by two holes which are formed in the valve needle, wherein the one bore is formed as a longitudinal bore in the longitudinal axis of the valve needle and the other bore as opening into the longitudinal bore transverse bore.
Aus der EP 1 546 547 B1 der Anmelderin ist weiterhin ein Injektor bekannt, dessen Ventilnadel oder Düsenkörper im Bereich der Spritzöffnungen Längsnuten aufweist, die unterhalb eines linienförmigen Dichtsitzes in einer ringförmig umlaufenden Ringnut münden. Eine Verbindung des Sackloches mit dem Druckraum bei geschlossener Ventilnadel ist jedoch nicht offenbart. Offenbarung der Erfindung From the applicant's EP 1 546 547 B1, an injector is furthermore known whose valve needle or nozzle body has longitudinal grooves in the region of the injection openings which open below a linear sealing seat in an annular circumferential annular groove. However, a connection of the blind hole with the pressure chamber with closed valve needle is not disclosed. Disclosure of the invention
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Injektor, insbesondere Common-Rail-Injektor, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass dessen Verbindung zwischen dem Druckraum und dem Sackloch insbesondere in der Schließstellung der Ventilnadel optimiert wird. Diese Aufgabe wird bei einem Injektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei werden durch die Ausbildung der Verbindung als wenigstens eine Nut, die an der Mantelfläche zumindest des Dichtabschnitts der Ventilnadel bzw. an der Wand des Düsenkörpers angeordnet ist, die Strömungseigenschaften am Injektor optimiert, so dass beim Schließen der Ventilnadel, d.h. beim Ausbilden des Dichtsitzes das bereits unter dem Druck des Druckraumes stehende, und durch die Schließbewegung weiter komprimierte Druckmittel sehr rasch in den Druckraum strömen kann bzw. sehr rasch ein Druckausgleich zwischen dem Sackloch und dem Druckraum stattfindet. Dadurch wird die Schließbewegung der Ventilnadel in positiver Weise beschleunigt. Darüber hinaus liegt zum Öffnen der Ventilnadel im Sackloch bereits der in Richtung der Öffnungsbewegung wirkende Druck des Druckraums an, so dass die Öffnungskräfte für die Ventilnadel relativ gering sind. Based on the illustrated prior art, the present invention seeks to further develop an injector, in particular common rail injector according to the preamble of claim 1 such that its connection between the pressure chamber and the blind hole is optimized in particular in the closed position of the valve needle , This object is achieved in an injector with the features of claim 1. In this case, by forming the connection as at least one groove, which is arranged on the lateral surface of at least the sealing portion of the valve needle or on the wall of the nozzle body, the flow properties are optimized at the injector, so that when closing the valve needle, i. when forming the sealing seat that already under the pressure of the pressure chamber standing, and further compressed by the closing movement of pressure medium can flow very quickly into the pressure chamber or takes place very quickly pressure equalization between the blind hole and the pressure chamber. As a result, the closing movement of the valve needle is accelerated in a positive manner. In addition, to open the valve needle in the blind hole already acting in the direction of the opening pressure of the pressure chamber, so that the opening forces for the valve needle are relatively low.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Injektors sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Advantageous developments of the injector according to the invention are specified in the subclaims. All combinations of at least two of the features disclosed in the claims, the description and / or the figures fall within the scope of the invention.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die wenigstens eine Nut als Längsnut ausgebildet ist. Dadurch wird der Strömungsweg für das Druckmittel zwischen der Sacklochbohrung und dem Druckraum minimiert bzw. es werden die Strömungsverluste dadurch reduziert. In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the at least one groove is formed as a longitudinal groove. As a result, the flow path for the pressure medium between the blind hole and the pressure chamber is minimized or the flow losses are thereby reduced.
Besonders bevorzugt ist weiterhin, dass mehrere Spritzöffnungen und mehrere Nuten vorgesehen sind, dass die mehreren Spritzöffnungen und mehreren Nuten in jeweils gleichen Winkelabständen zueinander angeordnet sind und, dass eine Nut jeweils zumindest im Wesentlichen mittig zwischen zwei Spritzöffnungen an- geordnet ist. Dadurch werden insbesondere symmetrische Abspritzbedingungen im Injektor erzielt und Radialkräfte, insbesondere auf die Ventilnadel, verhindert. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass bei einer Ausbildung der wenigstens einen Nut an dem Dichtabschnitt der Ventilnadel die Ventilnadel in ihrer Längsachse drehfest angeordnet ist. Dadurch wird sichergestellt, dass eine Nut nicht in Überdeckung mit der jeweiligen Spritzöffnung gelangt, so dass der in der Schließstellung der Ventilnadel der Austritt von Kraftstoff aus der Spritzöffnung sicher verhindert wird. It is furthermore particularly preferred that a plurality of injection openings and a plurality of grooves are provided, that the plurality of injection openings and a plurality of grooves are arranged at respectively equal angular distances from one another and that a groove is arranged at least substantially centrally between two injection openings. As a result, in particular symmetrical injection conditions are achieved in the injector and prevents radial forces, in particular on the valve needle. In a further embodiment of the invention, it is provided that, when the at least one groove is formed on the sealing section of the valve needle, the valve needle is arranged rotationally fixed in its longitudinal axis. This ensures that a groove does not overlap with the respective injection opening, so that in the closed position of the valve needle the escape of fuel from the injection opening is reliably prevented.
Zur Reduzierung der Strömungsverluste ist es darüber hinaus vorteilhafterweise vorgesehen, dass die wenigstens eine Nut im Querschnitt gerundet, insbesondere in Form eines Halbkreises, ausgebildet ist. To reduce the flow losses, moreover, it is advantageously provided that the at least one groove is rounded in cross section, in particular in the form of a semicircle.
Besonders einfach bzw. fertigungstechnisch vorteilhaft lässt sich der Dichtsitz im Bereich der wenigstens einen Spritzöffnung ausbilden, wenn der der Ventilnadel zugewandte Wandbereich des Düsenkörpers im Bereich der wenigstens einen Spritzöffnung kegelförmig ausgebildet ist und, wenn der Dichtabschnitt der Ventilnadel im Bereich der wenigstens einen Spritzöffnung ebenfalls kegelförmig mit derselben Steigung ausgebildet ist. Dadurch sind diese Flächen insbesondere durch Schleifen sehr genau herstellbar und paarweise zueinander fügbar, so dass eine hohe Dichtwirkung erzielt wird. The sealing seat in the region of the at least one injection opening can be formed in a particularly simple or production-wise advantageous manner if the wall region of the nozzle body facing the valve needle is conical in the region of the at least one injection opening and if the sealing section of the valve needle is likewise conical in the region of the at least one injection opening is formed with the same slope. As a result, these surfaces can be produced very precisely, in particular by grinding, and can be joined in pairs, so that a high sealing effect is achieved.
Besonders vorteilhaft ist weiterhin eine Ausbildungsform, bei der die wenigstens eine Nut durch ein spanloses Fertigungsverfahren, insbesondere ein Prägeverfahren, erzeugt ist. Dadurch lassen sich insbesondere die angesprochenen Schleifvorgänge an der Ventilnadel bzw. in den Düsenkörper relativ einfach ausführen. Also particularly advantageous is an embodiment in which the at least one groove is produced by a non-cutting production method, in particular an embossing method. As a result, in particular the aforementioned grinding operations on the valve needle or in the nozzle body can be performed relatively easily.
Die Erfindung umfasst auch ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem erfindungsgemäßen Injektor. Ein derartiges Kraftstoffeinspritzsystem erreicht durch die hohe Dichtwirkung seiner Injektoren und deren Möglichkeit, Schließbewegungen besonders exakt und schnell umzusetzen, sehr gute Abgaswerte. The invention also includes a fuel injection system with an injector according to the invention. Such a fuel injection system achieved by the high sealing effect of its injectors and their ability to implement closing movements particularly accurate and fast, very good emissions.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.
Diese zeigt in: Fig. 1 den einem Brennraum einer Brennkraftmaschine zugeordneten, unteren Teil eines erfindungsgemäßen ersten Injektors in einer Schließstellung im Längsschnitt, This shows in: 1 shows the combustion chamber of an internal combustion engine associated, lower part of a first injector according to the invention in a closed position in longitudinal section,
Fig. 2 den Injektor gemäß Fig. 1 in einer Öffnungsstellung ebenfalls im Längsschnitt, 2 shows the injector of FIG. 1 in an open position also in longitudinal section,
Fig. 3 den unteren Bereich eines zweiten erfindungsgemäßen Injektors in einer Öffnungsstellung im Längsschnitt und Fig. 3 shows the lower portion of a second injector according to the invention in an open position in longitudinal section and
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Prägestempels zum Ausbilden von Nuten in der Wand eines Düsenkörpers. Fig. 4 is a perspective view of a portion of a punch for forming grooves in the wall of a nozzle body.
Gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit identischen Bezugsziffern versehen. The same components or components with the same function are provided in the figures with identical reference numerals.
In den Figuren 1 und 2 ist ein erster erfindungsgemäßer Injektor 10 dargestellt. Der Injektor 10 ist hierbei insbesondere Bestandteil eines sogenannten Common- Rail-Einspritzsystems, bei der mehrere, gleichartige Injektoren, die jeweils einem Brennraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine zugeordnet sind, mit einem gemeinsamen Rail verbunden sind, über das die einzelnen Injektoren mit unter Druck, insbesondere unter Systemdruck, stehendem Kraftstoff versorgt werden. Da der allgemeine Aufbau und die Funktionsweise eines derartigen Injektors 10 bzw. eines derartigen Common-Rail-Einspritzsystems bereits allgemein bekannt und für die Erfindung nicht wesentlich ist, wird im Folgenden der Injektor 10 lediglich im erfindungswesentlichen Bereich auf seiner dem Brennraum zugewandten Seite beschrieben. FIGS. 1 and 2 show a first injector 10 according to the invention. The injector 10 is in this case in particular part of a so-called common rail injection system, in which a plurality of similar injectors, which are each associated with a combustion chamber of a cylinder of an internal combustion engine, are connected to a common rail via which the individual injectors under pressure, in particular be supplied under system pressure, stagnant fuel. Since the general structure and mode of operation of such an injector 10 or such a common rail injection system is already generally known and not essential to the invention, the injector 10 will be described below only in the area essential to the invention on its side facing the combustion chamber.
Der Injektor 10 weist einen Düsenkörper 1 1 auf, dessen in den Figuren 1 und 2 dargestellter Bereich einen zylindrischen Bohrungsabschnitt 12 aufweist, der ü- ber einen Übergangsbereich 13 in einen ersten, kegelförmigen Bohrungsabschnitt 14 übergeht. An den ersten Bohrungsabschnitt 14 schließt sich ein zweiter Bohrungsabschnitt 15 in Form einer kegelförmigen Sacklochbohrung 16 an, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel deren Steigungswinkel oc 1 , bezogen auf die Längsachse 17 des Düsenkörpers 1 1 geringer ist als der Winkel oc 2 des ersten Bohrungsabschnitts 14. An dem dem zweiten Bohrungsabschnitt 15 zu- gewandten Ende des ersten Bohrungsabschnitts 14 sind mehrere, insbesondere in gleichen Winkelabständen zueinander angeordnete, in einem geringen Winkel gegen die Horizontale geneigt angeordnete Spritzöffnungen 19 in Form von Durchgangsbohrungen ausgebildet. Die Spritzöffnungen 19 münden dabei im eingebauten Zustand des Injektors 10 im Brennraum der (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine und dienen zum Einspritzen der gewünschten Kraftstoffmenge in den Brennraum. The injector 10 has a nozzle body 11, the region of which shown in FIGS. 1 and 2 has a cylindrical bore section 12, which merges into a first, conical bore section 14 via a transitional region 13. At the first bore portion 14 is followed by a second bore portion 15 in the form of a conical blind hole 16, wherein in the illustrated embodiment, the pitch angle oc 1, based on the longitudinal axis 17 of the nozzle body 1 1 is less than the angle oc 2 of the first bore portion 14. An the second bore section 15 facing end of the first bore portion 14 a plurality, in particular at equal angular intervals to each other, at a slight angle to the horizontal inclined arranged injection ports 19 are formed in the form of through holes. The injection ports 19 open in the installed state of the injector 10 in the combustion chamber of the (not shown) internal combustion engine and serve to inject the desired amount of fuel into the combustion chamber.
Die Spritzöffnungen 19 sind mittels einer Ventilnadel 20 verschließbar. Die stift- förmige, in Richtung des Doppelpfeils 21 auf- und abbewegbare Ventilnadel 20 wird hierbei entgegen der Federkraft einer nicht dargestellten Schließfeder und entgegen der anliegenden hydraulischen Kräfte von einer Magnetankeranordnung oder aber von einer Piezoanordnung in an sich bekannter Art und Weise angesteuert, so dass im unbestromten Zustand der Magnetankeranordnung bzw. der Piezoanordnung, d.h. in der Schließstellung der Ventilnadel 20, entsprechend der Fig. 2 die Spritzöffnungen 19 von der Ventilnadel 20 verschlossen sind, während in der in der Fig. 2 dargestellten Öffnungsstellung der Ventilnadel 20 ein Durchgang insbesondere vom zylindrischen Bohrungsabschnitt 12, welcher einen Druckraum 23 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff ausbildet, und den Spritzöffnungen 19 ausgebildet ist. The injection openings 19 can be closed by means of a valve needle 20. The pin-shaped valve needle 20, which can be moved up and down in the direction of the double arrow 21, is actuated against the spring force of a closing spring (not shown) and against the applied hydraulic forces by a magnet armature arrangement or by a piezo arrangement in a manner known per se, so that in the de-energized state of the magnet armature arrangement or the piezoelectric arrangement, ie 2, the injection ports 19 are closed by the valve needle 20, while in the open position of the valve needle 20 shown in FIG. 2, a passage in particular from the cylindrical bore portion 12 which a pressure chamber 23 with high pressure forms standing fuel, and the injection ports 19 is formed.
Die Ventilnadel 20 weist einen oberen, zylindrischen Abschnitt 24 auf, der in einen ersten, kegelstumpfförmigen Abschnitt 25 übergeht, dessen Steigung im Ausführungsbeispiel der Steigung oc 2 des ersten Bohrungsabschnitts 14 entspricht. An den ersten kegelstumpfförmigen Abschnitt 25 schließt sich ein relativ kurzer zylindrischer Abschnitt 26 an, und an diesen wiederum ein zweiter kegel- stumpfförmiger Abschnitt 27, ebenfalls beispielhaft mit einem Kegelwinkel oc 2. Dadurch, dass die beiden Kegelwinkel oc 2 des ersten Bohrungsabschnitts 14 des Düsenkörpers 1 1 und des zweiten kegelstumpfförmigen Abschnitts 27 der Ventilnadel 20 gleich groß sind, wird in der in der Fig. 1 dargestellten Schließstellung der Ventilnadel 20 ein flächiger Dichtabschnitt 30 an der Ventilnadel 20 ausgebildet, der die Spritzöffnungen 19 abdichtet. Erfindungswesentlich ist, dass in der in der Fig. 1 dargestellten Schließstellung der Ventilnadel 20 der Bereich der Sacklochbohrung 16 unterhalb der Ventilnadel 20 mit dem Bereich oberhalb der Spritzöffnungen 19, d.h. insbesondere der zylindrische Bohrungsabschnitt 12 bzw. der Druckraum 23 verbunden ist. Hierzu dienen mehrere, in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete, in Längsrichtung der Ventilnadel 20 angeordnete Längsnuten 31. Der Querschnitt der Längsnuten 31 ist hierbei insbesondere gerundet, vorzugsweise in Form eines Halbkreises, ausgebildet. Die Anordnung der Längsnuten 31 ist dabei derart, dass in der in der Fig. 1 dargestellten Schließstellung der Ventilnadel 20 sich eine Längsnut 31 jeweils zumindest im Wesentlichen mittig zwischen zwei Spritzöffnungen 19 befindet, so dass die Dichtflächen des Dichtabschnitts 30 im Bereich der Spritzöffnungen 19 jeweils gleich groß ausgebildet sind. The valve needle 20 has an upper, cylindrical portion 24, which merges into a first, frusto-conical portion 25, whose pitch corresponds in the embodiment of the slope oc 2 of the first bore portion 14. The first frusto-conical portion 25 is adjoined by a relatively short cylindrical portion 26, and in turn a second frustoconical portion 27, also exemplarily with a cone angle oc 2. By virtue of the two conical angles oc 2 of the first bore portion 14 of the nozzle body 1 1 and the second frustoconical portion 27 of the valve needle 20 are the same size, in the closed position of the valve needle 20 shown in FIG. 1, a flat sealing portion 30 is formed on the valve needle 20, which seals the spray openings 19. It is essential to the invention that in the closed position of the valve needle 20 shown in FIG. 1, the area of the blind bore 16 below the valve needle 20 is connected to the area above the spray openings 19, ie in particular the cylindrical bore section 12 or the pressure chamber 23. Serve several, in uniform Angular distances from one another arranged in the longitudinal direction of the valve needle 20 longitudinal grooves 31. The cross section of the longitudinal grooves 31 is in this case in particular rounded, preferably in the form of a semicircle formed. The arrangement of the longitudinal grooves 31 is such that in the closed position of the valve needle 20 shown in FIG. 1, a longitudinal groove 31 is at least substantially centrally between two spray openings 19, so that the sealing surfaces of the sealing portion 30 in the region of the spray openings 19 respectively are the same size.
Wesentlich ist auch, dass die Ventilnadel 20 in dem Düsenkörper 1 1 in der Längsachse 17 drehfest angeordnet ist, damit vermieden wird, dass eine bzw. mehrere Längsnuten 31 in Überdeckung mit den Spritzöffnungen 19 gelangen und der Injektor 10 in der Schließstellung der Ventilnadel 20 somit undicht wird. Hierzu dienen nicht dargestellte, an sich bekannte Mittel, zum Beispiel in Form von Führungen o.ä. It is also essential that the valve needle 20 is arranged in the nozzle body 1 1 in the longitudinal axis 17 rotatably, thus avoiding that one or more longitudinal grooves 31 overlap with the injection ports 19 and the injector 10 in the closed position of the valve needle 20 thus is leaking. Serve this purpose, not shown, per se known means, for example in the form of guides o.ä.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Injektors 10 sind die Längsnuten 31 an der gesamten Mantelfläche des zweiten kegelförmi- gen Abschnitts 27 sowie an einem Teil des zylindrischen Abschnitts 24 der Ventilnadel 20 ausgebildet. Die Unterseite 32 der Ventilnadel 20 ist beispielhaft und daher nicht einschränkend im Wesentlichen horizontal bzw. leicht ballig ausgebildet. Bei dem in der Fig. 3 dargestellten, abgewandelten erfindungsgemäßen InjektorIn the embodiment of the injector 10 shown in FIGS. 1 and 2, the longitudinal grooves 31 are formed on the entire lateral surface of the second conical portion 27 and on a part of the cylindrical portion 24 of the valve needle 20. The bottom 32 of the valve needle 20 is exemplary and therefore not restrictive substantially horizontal or slightly convex. In the illustrated in FIG. 3, modified injector according to the invention
50 weist dessen Ventilnadel 51 einen kegelförmigen Dichtabschnitt 52 auf, der zur Abdichtung der Spritzöffnungen 19a dient, sowie ein relativ spitz ausgebildetes unteres Ende 53. Die Ventilnadel 51 kann im Gegensatz zur Ventilnadel 20 in ihrer Längsachse drehbeweglich angeordnet sein. Der Düsenkörper 54 weist im Bereich der Spritzöffnungen 19a einen geneigt ausgebildeten Dichtbereich 55 in der Wand des Düsenkörpers 54 auf, dessen Neigung an die Neigung des Dichtabschnitts 52 der Ventilnadel 51 angepasst ist. In der Wand des Düsenkörpers 54 sind zwischen den Spritzöffnungen 19a Längsnuten 56 bevorzugt in gleichen Winkelabständen ausgebildet, die den Druckraum 23a mit dem Bereich der Sacklochbohrung 16a verbinden. Derartige Längsnuten 56 können mittels eines in der Fig. 4 dargestellten Prägewerkzeugs 58 spanlos hergestellt werden, wobei das Prägewerkzeug 58 in seinem kegelförmigen Bereich 59 der Ausbildung der Längsnuten 56 dienende Längserhebungen 60 aufweist. Die Längsnuten 56 werden bei der Verwendung eines Prägewerkzeugs 58 durch das Prägewerkzeug 58 dadurch ausgebildet, dass letzteres in den Düsenkörper 54 eingeführt und mit einer derartigen Axialkraft beaufschlagt wird, dass sich die Längserhebungen 60 in der Wand des Düsenkörpers 54 einprägen. 50, the valve needle 51 has a conical sealing portion 52, which serves to seal the spray openings 19a, and a relatively pointed trained lower end 53. The valve needle 51 may be arranged rotatably in contrast to the valve needle 20 in its longitudinal axis. In the region of the spray openings 19a, the nozzle body 54 has an inclined sealing area 55 in the wall of the nozzle body 54, the inclination of which is adapted to the inclination of the sealing section 52 of the valve needle 51. In the wall of the nozzle body 54, longitudinal grooves 56 are preferably formed at equal angular intervals between the injection openings 19a, which connect the pressure space 23a to the area of the blind hole 16a. Such longitudinal grooves 56 can be produced without cutting by means of an embossing tool 58 shown in FIG. 4, wherein the embossing tool 58 has in its conical region 59 the formation of the longitudinal grooves 56 serving longitudinal projections 60. When using an embossing tool 58, the longitudinal grooves 56 are formed by the embossing tool 58 in that the latter is introduced into the nozzle body 54 and subjected to such an axial force that the longitudinal elevations 60 are impressed in the wall of the nozzle body 54.
Die soweit beschriebenen Injektoren 10 und 50 können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken ab- zuweichen. So kann es auch vorgesehen sein, dass die Längsnuten 56, 31 sowohl in der Ventilnadel 20 als auch im Dichtbereich 55 des Düsenkörpers 54 ausgebildet sind. The injectors 10 and 50 described so far can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention. Thus, it can also be provided that the longitudinal grooves 56, 31 are formed both in the valve needle 20 and in the sealing region 55 of the nozzle body 54.

Claims

Ansprüche claims
1 . Injektor (10; 50), insbesondere Common-Rail-Injektor, für eine Brennkraftmaschine, mit einer einen Dichtabschnitt (30; 52) aufweisenden Ventilnadel (20; 51 ), die in einem Düsenkörper (1 1 ; 54) auf- und abbeweglich angeordnet ist, wobei der Düsenkörper (1 1 ; 54) wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Spritzöffnungen (19; 19a) aufweist, die in einer Schließstellung der Ventilnadel (1 1 ; 54) gegenüber einem Druckraum (23; 23a) im Düsenkörper (1 1 ; 54) abgedichtet und in einer Öffnungsstellung der Ventilnadel (20; 51 ) mit dem Druckraum (23; 23a) verbunden ist, wobei der Dichtabschnitt (30; 52) in der Schließstellung der Ventilnadel (20; 51 ) zumindest im Bereich der wenigstens einen Spritzöffnung (19; 19a) eine flächige Anlage an dem Düsenkörper (1 1 ; 54) ausbildet und den Bereich der wenigstens einen Spritzöffnung (19; 19a) dadurch abdichtet, und wobei eine Verbindung zwischen dem Druckraum (23; 23a) und einem im Düsenkörper (1 1 ; 54) am Grund des Düsenkörpers (1 1 ; 54) ausgebildeten Sackloch (16; 16a) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung als wenigstens eine Nut (31 ; 56) ausgebildet ist, die an der Mantelfläche des Dichtabschnitts (30) der Ventilnadel (20) und/oder an der Wand des Düsenkörpers (54) ausgebildet ist. 1 . Injector (10; 50), in particular common-rail injector, for an internal combustion engine, with a valve needle (20; 51) having a sealing section (30; 52) arranged to move up and down in a nozzle body (1 1; 54) wherein the nozzle body (1 1; 54) has at least one, preferably a plurality of injection openings (19; 19a) which in a closed position of the valve needle (1 1; 54) oppose a pressure chamber (23; 23a) in the nozzle body (1 1; 54) and in an open position of the valve needle (20; 51) is connected to the pressure space (23; 23a), the sealing portion (30; 52) in the closed position of the valve needle (20; 51) at least in the region of the at least one injection opening (19; 19a) forms a planar contact with the nozzle body (1 1; 54) and thereby seals the region of the at least one injection opening (19; 19a), and wherein a connection between the pressure chamber (23; 23a) and one in the nozzle body ( 1 1, 54) at the bottom of the nozzle body (1 1, 54) formed blind hole (16; 16a) is formed, characterized in that the connection as at least one groove (31; 56) is formed, which is formed on the lateral surface of the sealing portion (30) of the valve needle (20) and / or on the wall of the nozzle body (54) ,
2. Injektor nach Anspruch 1 , 2. Injector according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die wenigstens eine Nut (31 ; 56) als Längsnut ausgebildet ist.  in that the at least one groove (31; 56) is designed as a longitudinal groove.
Injektor nach Anspruch 1 oder 2, Injector according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass mehrere Spritzöffnungen (19; 19a) und mehrere Nuten (31 ; 56) vorgesehen sind, dass die mehreren Spritzöffnungen (19; 19a) und mehreren Nuten (31 ; 56) in jeweils gleichen Winkelabständen zueinander angeordnet sind und, dass eine Nut (31 ; 56) jeweils zumindest im Wesentlichen mittig zwischen zwei Spritzöffnungen (19; 19a) angeordnet ist. in that a plurality of injection orifices (19; 19a) and a plurality of grooves (31; 56) are arranged at respectively equal angular distances from each other, and in that a groove (31 56) is arranged in each case at least substantially centrally between two spray openings (19, 19a).
Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Injector according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Ventilnadel (20) in ihrer Längsachse (17) drehfest angeordnet ist. the valve needle (20) is arranged rotationally fixed in its longitudinal axis (17).
Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Injector according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die wenigstens eine Nut (31 ; 56) im Querschnitt gerundet, insbesondere in Form eines Halbkreises, ausgebildet ist. in that the at least one groove (31; 56) is rounded in cross-section, in particular in the form of a semicircle.
Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, Injector according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der der Ventilnadel (20; 51 ) zugewandte Wandbereich des Düsenkörpers (1 1 ; 54) im Bereich der wenigstens einen Spritzöffnung (19; 19a) kegelförmig ausgebildet ist und, dass der Dichtabschnitt (30; 52) der Ventilnadel (20; 51 ) im Bereich der wenigstens einen Spritzöffnung (19; 19a) ebenfalls kegelförmig mit derselben Steigung ausgebildet ist. that the wall portion of the nozzle body (1 1; 54) facing the valve needle (20; 51) is cone-shaped in the region of the at least one injection opening (19; 19a) and that the sealing portion (30; 52) of the valve needle (20; 51) in the region of the at least one injection opening (19, 19a) is likewise formed conically with the same pitch.
Injektor nach Anspruch 6, Injector according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Ventilnadel (20) auf der der Sacklochbohrung (16) abgewandten Seite im Bereich des kegelförmigen Wandbereichs des Düsenkörpers (1 1 ) einen zweiten Abschnitt (25) aufweist, der zwischen der Ventilnadel (20) und der Wand des Düsenkörpers (1 1 ) einen ringförmigen Abschnitt des Druckraums (23) ausbildet. in that the valve needle (20) has a second section (25) on the side facing away from the blind bore (16) in the region of the conical wall region of the nozzle body (11) which is located between the valve needle (20) and the wall of the nozzle body (11). forms an annular portion of the pressure chamber (23).
Injektor nach Anspruch 7, Injector according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass sich die wenigstens eine Nut (31 ) bis in den Bereich des zweiten Abschnitts (25) erstreckt. characterized, in that the at least one groove (31) extends into the region of the second section (25).
9. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. Injector according to one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die wenigstens eine Nut (56) durch ein spanloses Fertigverfahren, insbesondere ein Prägeverfahren, erzeugbar ist.  in that the at least one groove (56) can be produced by a chipless finished method, in particular a stamping method.
10. Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Injektor (10; 50) nach einem der Ansprüche 1 bis 9. A fuel injection system comprising an injector (10; 50) according to any one of claims 1 to 9.
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