WO2015049124A1 - Kraftstoffinjektor, verfahren zur montage eines kraftstoffinjektors sowie vorrichtung zum durchführen der montage - Google Patents

Kraftstoffinjektor, verfahren zur montage eines kraftstoffinjektors sowie vorrichtung zum durchführen der montage Download PDF

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WO2015049124A1
WO2015049124A1 PCT/EP2014/070246 EP2014070246W WO2015049124A1 WO 2015049124 A1 WO2015049124 A1 WO 2015049124A1 EP 2014070246 W EP2014070246 W EP 2014070246W WO 2015049124 A1 WO2015049124 A1 WO 2015049124A1
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nozzle
retaining nut
nut
nozzle retaining
heating
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Application number
PCT/EP2014/070246
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French (fr)
Inventor
Reiner Koch
Jens-Peter Nagel
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
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    • B23P11/025—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits by using heat or cold
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    • F02M2200/80—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
    • F02M2200/8076—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving threaded members

Definitions

  • Fuel injector method for assembling a fuel injector as well
  • the invention relates to a fuel injector, in particular a common rail injector, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for mounting a fuel injector according to the invention and a device for performing the assembly.
  • a fuel injector according to the preamble of claim 1 is known from DE 10 201 1 086 005 A1 of the Applicant.
  • the known fuel injector has on the combustion chamber of an internal combustion engine side facing a nozzle body, with the interposition of a throttle plate and a
  • Valve plate is clamped axially against a holding body of the injector.
  • the axial tension of the mentioned components is required in order to seal the injector housing, in which the fuel is in a high-pressure region under a pressure of, for example, 2000 bar, to the outside during operation of the fuel injector.
  • the axial clamping takes place by means of a
  • Nozzle clamping nut which is designed in the manner of a union nut, and which rests axially with a collar on the nozzle body and on the side facing away from the nozzle body via an internal thread with an external thread of the holding body can be screwed.
  • the present invention seeks to further develop a fuel injector, in particular common-rail injector according to the preamble of claim 1 such that the
  • Nozzle clamping nut can produce an additional axial clamping force on the components without the use of an additional clamping device.
  • This object is achieved with a fuel! Injector with the features of claim 1 achieved in that the nozzle retaining nut is adapted during assembly by a heating of the nozzle retaining nut in the axial direction of the nozzle retaining nut extended first state and after setting the nozzle retaining nut on the external thread on the holding body with a torque and a cooling the nozzle retaining nut to assume a second state in which an additional axial clamping force on the nozzle body can be generated by a shortened axial length of the nozzle retaining nut.
  • Nozzle lock nut attempts to retract to its original axial length, providing additional axial clamping force (in addition to that provided by the
  • Tightening torque on the nozzle retaining nut generated clamping force can be generated on the nozzle body.
  • the nozzle retaining nut between the threaded portion which cooperates with the external thread of the holding body, and the collar, which cooperates with the nozzle body, a sleeve-shaped
  • Has intermediate region which is arranged axially movable at a temperature decrease relative to the radially located in the intermediate region of the fuel injector components. This makes it possible that the intermediate region depending on its axial length at one and the same
  • the intermediate region surrounds the components arranged within the intermediate region in such a way that a shortening of the intermediate region is made possible during the cooling, that is to say that the friction conditions between the inner wall of the
  • a method for assembling a fuel injector according to the invention provides that in a first step, the nozzle lock nut with respect to their is heated to the original temperature, whereby an axial elongation of the nozzle lock nut occurs. Subsequently, the nozzle retaining nut is connected or fixed by applying a tightening torque with the external thread of the holding body, and finally finds a cooling the
  • Nozzle tension nut to its original temperature instead.
  • Nozzle tensioning nut is arranged for example in a heating device and after its heating with the components of the fuel injector
  • Nozzle locknut is mounted on the holding body mounted state.
  • Components are also heated and thus expand in the axial direction. Therefore, the length of time or temperature of the heater with which the nozzle lock nut is heated, to adapt to these factors. In addition, however, it is also conceivable that an already heated or extended
  • Nozzle lock nut is mounted on the holding body and then by a heater from the outside, the nozzle retaining nut is additionally heated.
  • Nozzle nut connected components of the fuel! Njektors experienced at least substantially no expansion due to heat transfer.
  • this variant also includes the possibility that the tightening torque in the event that the nozzle retaining nut is heated when mounted on the holding body state, during the entire time of heating is charged with the tightening torque.
  • the nozzle clamping nut is at least approximately 100 ° C. opposite its
  • Tightening torque of the nozzle retaining nut is 50%. However, even a warming of more than 50 ° C causes a noticeable increase in the
  • the heating of the nozzle retaining nut in particular if it is already located on the holding body during the heating, can take place in different ways.
  • Preferred is a method in which the heating of the nozzle retaining nut by heat transfer by means of an electrically operated heating coil, by a ring burner or by a Wrbelstrom beautifully takes place.
  • a suitable device for performing the last-mentioned method provides that the shape of the heating coil, the annular burner or the
  • Nozzle clamping nut radially surrounds, whereby a relatively small distance to the nozzle retaining nut and thus a rapid and effective heating of the nozzle retaining nut is made possible.
  • Fig. 1 a portion of a fuel according to the invention! Njektors in a highly simplified longitudinal section,
  • Fig. 2 is an illustration for explaining the method of heating a nozzle retaining nut in an external heater
  • Fig. 5 are schematic representations of heaters, as these for
  • Heating a nozzle retaining nut is used when it is already connected to the holding body.
  • the fuel injector 10 which is designed in particular as a common rail injector, has an injector housing 12 consisting of several components.
  • the injector housing 12 When viewed in the axial direction of a longitudinal axis 13 of the injector housing 12, the injector housing 12 comprises a nozzle body 14 facing a combustion chamber, not shown, of an internal combustion engine, an axially adjoining throttle plate 15, a valve plate 16 and a holding body 18
  • injector 12 is not shown in detail recesses or channels for under high pressure, for example a pressure of 2000bar or more stagnant fuel formed on the nozzle body 14 formed injection openings (not shown), which are arranged by a arranged in the Injektorgephinuse 12, in the direction of the longitudinal axis 13 movably arranged nozzle needle or opened, in the combustion chamber of Internal combustion engine can be injected.
  • Valve plate 16 by means of several, in the longitudinal direction, i. connected parallel to the longitudinal axis 13 of the injector 12 arranged dowel pins 19 against rotation. Likewise, the valve plate 16 by means of a plurality of dowel pins 21 with the
  • Holding body 18 connected rotationally.
  • a nozzle retaining nut 25 use, which is in the form of a union nut.
  • the nozzle retaining nut 25 has on the nozzle body 14 side facing a collar 26 which abuts axially on a corresponding portion 27 of the nozzle body 14.
  • the sleeve-shaped nozzle retaining nut 25 has on its inner wall a threaded portion 28 having an external thread formed on the outer periphery of the holder body 18
  • the existing metal nozzle nut 25 also has between its threaded portion 28 and the collar 26 a
  • sleeve-shaped intermediate portion 30 which surrounds the holding body 18, the valve plate 16, the throttle plate 15 and the nozzle body 14 radially such that a mobility of the intermediate portion 30 in the direction of the longitudinal axis 13 is made possible, including the intermediate portion 30, for example, with a radial gap to the addressed components is arranged.
  • Nozzle lock nut 25 can be attached, the tightening torque M A is applied.
  • M A the tightening torque generated by the nozzle retaining nut 25
  • Nozzle tension nut 25 is heated, whereby an increase in the axial
  • Length of the nozzle retaining nut 25 (compared to its original state) is achieved.
  • the nozzle retaining nut 25 is heated to its original temperature before mounting on the holding body 18 in a separate heater 35, for example by 150 ° C or more to ensure that at a subsequent subsequent assembly of the nozzle retaining nut 25 on the holding body 18, this still has a temperature increased by 100 ° C compared to their original temperature.
  • the heater 35 may be formed, for example, as a heating furnace or in any other suitable manner.
  • the heating device may also have a gas-operated annular burner 41 whose flames act in the direction of the nozzle retaining nut 25.
  • Heating device 35 is formed in the form of a Wrbelstrom Rhein 42. Both the eddy current device 42 and the ring burner 41 each form an annular receptacle 39 for the nozzle retaining nut 25 in order to allow the most direct possible heating of the nozzle retaining nut 25.
  • the fuel injector 10 or its nozzle retaining nut 25 described so far can be modified or modified in many ways without deviating from the idea of the invention. This consists in a heating of the nozzle retaining nut 25 before or during assembly to a holding body 18 of the fuel injector 10 to cause axial elongation of the nozzle lock nut 25, which exerts an additional axial biasing force in the form of a shrinking force F s on the fuel injector 10 after cooling , So it is conceivable, for example, to combine the present invention with the aforementioned clamping device from DE 10 2011 086 005 A1 of the applicant in order to achieve both a thermal elongation and a mechanical elongation of the nozzle retaining nut 25.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor (10), insbesondere Common-Rail-Injektor, mit einem Injektorgehäuse (12), das einen Düsenkörper (14) aufweist, der axial mittels einer Düsenspannmutter (25) zumindest mittelbar gegen einen Haltekörper (18) gespannt ist, wobei die Düsenspannmutter (25) in Art einer Überwurfmutter einen Bund (26) aufweist, der an dem Düsenkörper (14) axial anliegt, und wobei die Düsenspannmutter (25) auf der dem Haltekörper (18) zugewandten Seite mit einem Gewindebereich (28) mit einem an dem Haltekörper (18) ausgebildeten Außengewinde (29) zusammenwirkt. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Düsenspannmutter (25) dazu ausgebildet ist, während der Montage einen durch eine Erwärmung der Düsenspannmutter (25) in Axialrichtung der Düsenspannmutter (25) verlängerten ersten Zustand und nach Festsetzen der Düsenspannmutter (25) an dem Haltekörper (18) mit einem Anzugsmoment (MA) und einer Abkühlung der Düsenspannmutter (25) einen zweiten Zustand einzunehmen, bei dem durch eine verkürzte axiale Länge der Düsenspannmutter (25) eine zusätzliche axiale Spannkraft (Fs) auf den Düsenkörper (14) erzeugbar ist.

Description

Beschreibung Titel
Kraftstoffinjektor, Verfahren zur Montage eines Kraftstoffinjektors sowie
Vorrichtung zum Durchführen der Montage
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor, insbesondere einen Common-Rail- Injektor, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors sowie eine Vorrichtung zum Durchführen der Montage.
Ein Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 10 201 1 086 005 A1 der Anmelderin bekannt. Der bekannte Kraftstoffinjektor weist auf der einem Brennraum einer Brennkraftmaschine zugewandten Seite einen Düsenkörper auf, der unter Zwischenlage einer Drosselplatte und einer
Ventilplatte axial gegen einen Haltekörper des Injektorgehäuses verspannt ist. Die axiale Verspannung der erwähnten Bauteile ist erforderlich, um beim Betrieb des Kraftstoffinjektors das Injektorgehäuse, in dem der Kraftstoff in einem Hochdruckbereich unter einem Druck von beispielsweise 2000bar steht, nach außen abzudichten. Die axiale Verspannung erfolgt dabei mittels einer
Düsenspannmutter, die in Art einer Überwurfmutter ausgebildet ist, und die mit einem Bund axial an dem Düsenkörper anliegt und auf der dem Düsenkörper abgewandten Seite über ein Innengewinde mit einem Außengewinde des Haltekörpers verschraubbar ist. Bei der Montage wird zur erforderlichen Dichtigkeit bzw. axialen Spannkraft der Bauteile in die Überwurfmutter ein bestimmtes Anzugsmoment eingebracht. Wesentlich dabei ist, dass die
Winkellage (in Bezug auf eine Längsachse des Kraftstoffinjektors) der Bauteile während der Montage bzw. der Axialverspannung zueinander nicht verändert wird, da beispielsweise in der Drosselplatte und der Ventilplatte Bohrungen für den Kraftstoff ausgebildet sind, die zur Ausbildung eines Strömungswegs fluchtend zueinander angeordnet sein müssen. Daher ist es bei dem Stand der Technik bekannt, die genannten Bauteile zusätzlich mittels in Längsrichtung des Kraftstoffinjektors angeordneter Passstifte miteinander zu verbinden, die eine Verdrehsicherung ausbilden. Dadurch ist eine Erhöhung des Anzugsmoments und somit der axialen Spannkraft auf die Bauteile möglich. Jedoch ist es aus Festigkeits- sowie Raumgründen nicht möglich, die Anzahl bzw. Größe
(Querschnitt) der Passstifte beliebig zu erhöhen, um damit ggf. auch das
Anzugsmoment der Düsenspannmutter weiter zu erhöhen. Daher ist es aus dem o.g. Stand der Technik bekannt, die Düsenspannmutter in eine Vorrichtung einzuspannen, die eine axiale (elastische) Längung der Düsenspannmutter ermöglicht, wobei in dem gelängten Zustand die Montage der Düsenspannmutter mit den genannten Bauteilen erfolgt. Anschließend wird die zuvor aufgebrachte, in axialer Richtung wirkende axiale Vorspannkraft auf Null reduziert, so dass die Düsenspannmutter versucht, wieder ihre ursprüngliche Länge einzunehmen. Dadurch wird neben der durch das Anzugsmoment der Düsenspannmutter erzeugten Axialspannkraft eine zusätzliche Axialspannkraft auf die Bauteile erzeugt. Nachteilhaft dabei ist, dass die Montage des Kraftstoff! njektors aufgrund der erforderlichen Vorrichtung zur Längung der Düsenspannmutter relativ aufwendig ist bzw. das Gehäuse des Kraftstoff! njektors ggf. an die
Spanneinrichtung angepasst werden muss.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor, insbesondere Common-Rail-Injektor, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die
Düsenspannmutter auch ohne Verwendung einer zusätzlichen Spanneinrichtung eine zusätzliche axiale Spannkraft auf die Bauteile erzeugen kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Kraftstoff! njektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Düsenspannmutter dazu ausgebildet ist, während der Montage einen durch eine Erwärmung der Düsenspannmutter in Axialrichtung der Düsenspannmutter verlängerten ersten Zustand und nach Festsetzen der Düsenspannmutter an dem Außengewinde an dem Haltekörper mit einem Anzugsmoment und einer Abkühlung der Düsenspannmutter einen zweiten Zustand einzunehmen, bei dem durch eine verkürzte axiale Länge der Düsenspannmutter eine zusätzliche axiale Spannkraft auf den Düsenkörper erzeugbar ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass durch eine vor oder während der Montage stattfindende Erwärmung der Düsenspannmutter diese aufgrund ihres Wärmeausdehnungskoeffizienten in axialer Richtung einen verlängerten Zustand einnimmt, der nach der Montage der Düsenspannmutter an dem Haltekörper und Abkühlen der Düsenspannmutter sich dahingehend ändert, dass die
Düsenspannmutter versucht, ihre ursprüngliche axiale Länge einzunehmen, wodurch eine zusätzliche axiale Spannkraft (neben der durch das
Anzugsmoment auf die Düsenspannmutter erzeugten Spannkraft) auf den Düsenkörper erzeugbar ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Kraftstoffinjektors, die eine Beeinflussung der Verlängerung der Düsenspannmutter bei ein und derselben Temperaturerhöhung ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass die Düsenspannmutter zwischen dem Gewindebereich, der mit dem Außengewinde des Haltekörpers zusammenwirkt, und dem Bund, der mit dem Düsenkörper zusammenwirkt, einen hülsenförmigen
Zwischenbereich aufweist, der bei einer Temperaturerniedrigung relativ zu den radial in dem Zwischenbereich befindlichen Bauteilen des Kraftstoffinjektors axial beweglich angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, dass der Zwischenbereich in Abhängigkeit von seiner axialen Länge bei ein und derselben
Temperaturerhöhung eine proportional zu seiner Ursprungslänge entsprechende
Verlängerung erfährt, die anschließend bei dem Abkühlen der Düsenspannmutter zu einer entsprechenden axialen Vorspannkraft führt. Wesentlich dabei ist, dass der Zwischenbereich derart die innerhalb des Zwischenbereichs angeordneten Bauteile umgibt, dass bei der Abkühlung eine Verkürzung des Zwischenbereichs ermöglicht wird, d.h., dass die Reibverhältnisse zwischen der Innenwand des
Zwischenbereichs und den Außenwänden der innerhalb des Zwischenbereichs angeordneten Bauteile eine entsprechende Verkürzung des Zwischenbereichs zulässt. Dazu kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass der
Zwischenbereich die in ihm angeordneten Bauteile radial mit einem Spalt umgibt. Darüber hinaus lässt sich die Höhe der Vorspannkraft bzw. der axialen
Verlängerung der Düsenspannmutter bei einer Temperaturerhöhung
insbesondere durch das Material der Düsenspannmutter bzw. deren
Wärmeausdehnungskoeffizienten beeinflussen.
Ein Verfahren zur Montage eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors sieht vor, dass in einem ersten Schritt die Düsenspannmutter gegenüber ihrer ursprünglichen Temperatur erwärmt wird, wodurch eine axiale Längung der Düsenspannmutter eintritt. Anschließend wird die Düsenspannmutter durch Aufbringen eines Anzugsmoments mit dem Außengewinde des Haltekörpers verbunden bzw. festgesetzt, und zuletzt findet ein Abkühlen der
Düsenspannmutter auf ihre Ursprungstemperatur statt.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage des Kraftstoffinjektors sind in den Unteransprüchen angeführt. In einer ersten Variante zum Durchführen des Erwärmens der Düsenspannmutter wird vorgeschlagen, dass das Erwärmen mittels einer Heizeinrichtung in einem Zustand erfolgt, bei dem die Düsenspannmutter von dem Düsenkörper und dem Haltekörper getrennt angeordnet ist. Gemeint ist damit, dass die
Düsenspannmutter beispielsweise in einer Heizeinrichtung angeordnet ist und nach deren Erwärmung mit den Bauteilen des Kraftstoffinjektors
zusammengeführt wird. Wesentlich dabei ist, dass die Zeitspanne zwischen der Entnahme der erwärmten Düsenspannmutter aus der Heizeinrichtung bis zur Montage der Düsenspannmutter an dem Haltekörper möglichst kurz ist, so dass die Montage noch in einem Zustand erfolgt, bei der die Düsenspannmutter eine möglichst große axiale Verlängerung gegenüber ihrem Ursprungszustand aufweist.
Um das Erfordernis der möglichst kurzen Zeitspanne zwischen der Erwärmung und der Montage der Düsenspannmutter zu vermindern oder gänzlich zu vermeiden, kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass das Erwärmen der
Düsenspannmutter bei an dem Haltekörper montierten Zustand erfolgt. Unter diese Variante fallen zwei Ausführungsmöglichkeiten: Zum einen ist es denkbar, eine nicht erwärmte Düsenspannmutter an dem Haltekörper zu montieren und von außen her zu erwärmen, wobei vermieden werden muss, dass durch
Wärmeübertrag die radial innerhalb der Düsenspannmutter angeordneten
Bauteile ebenfalls erwärmt werden und somit sich in axialer Richtung ausdehnen. Daher ist die Zeitspanne bzw. die Temperatur der Heizeinrichtung, mit der die Düsenspannmutter erwärmt wird, diesen Faktoren anzupassen. Darüber hinaus ist es jedoch auch denkbar, dass eine bereits erwärmte bzw. verlängerte
Düsenspannmutter an dem Haltekörper montiert wird und anschließend durch eine Heizeinrichtung von außen her die Düsenspannmutter zusätzlich erwärmt wird.
Beim Erwärmen der Düsenspannmutter bei bereits an dem Haltekörper montierten Zustand ist es von besonderem Vorteil, wenn das Erwärmen der Düsenspannmutter zeitlich nur so lange erfolgt, solange die mit der
Düsenspannmutter verbundenen Bauteile des Kraftstoff! njektors aufgrund einer Wärmeübertragung zumindest im Wesentlichen keine Ausdehnung erfahren.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Anzugsmoment auf die Düsenspannmutter zumindest am Ende des Erwärmens der Düsenspannmutter aufgebracht wird. Diese Variante umfasst jedoch auch die Möglichkeit, dass das Anzugsmoment für den Fall, dass die Düsenspannmutter bei an dem Haltekörper montierten Zustand erwärmt wird, während der gesamten Zeit der Erwärmung mit dem Anzugsmoment belastet wird.
Zur Erzeugung der gewünschten axialen zusätzlichen Spannkraft hat es sich bei den üblichen Dimensionierungen und Materialen als vorteilhaft erwiesen, wenn die Düsenspannmutter um mindestens etwa 100°C gegenüber ihrer
Ursprungstemperatur erwärmt wird. Eine derartige Erwärmung ermöglicht beispielsweise eine Erhöhung der axialen Vorspannkraft, wie diese ansonsten ohne eine Erwärmung der Düsenspannmutter aufgrund alleine des
Anzugsmoments der Düsenspannmutter entsteht, um 50%. Jedoch bewirkt bereits eine Erwärmung um mehr als 50°C eine spürbare Erhöhung der
Spannkraft.
Das Erwärmen der Düsenspannmutter, insbesondere, wenn diese sich bei der Erwärmung bereits an dem Haltekörper befindet, kann auf unterschiedliche Art und Weise stattfinden. Bevorzugt ist ein Verfahren, bei der die Erwärmung der Düsenspannmutter durch Wärmeübertragung mittels einer elektrisch betriebenen Heizwendel, durch einen Ringbrenner oder durch eine Wrbelstromeinrichtung erfolgt.
Eine geeignete Vorrichtung zum Durchführen des zuletzt erwähnten Verfahrens sieht vor, dass die Form der Heizwendel, des Ringbrenners oder der
Wrbelstromeinrichtung der Form der Düsenspannmutter angepasst ist und insbesondere eine ringförmige Aufnahme für die Düsenspannmutter aufweist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die Vorrichtung die
Düsenspannmutter radial umgibt, wodurch ein relativ geringer Abstand zur Düsenspannmutter und somit eine schnelle und effektive Erwärmung der Düsenspannmutter ermöglicht wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt in:
Fig. 1 einen Teilbereich eines erfindungsgemäßen Kraftstoff! njektors in einem stark vereinfachten Längsschnitt,
Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens der Erwärmung einer Düsenspannmutter in einer externen Heizeinrichtung und
Fig. 3
bis
Fig. 5 schematische Darstellungen von Heizeinrichtungen, wie diese zur
Erwärmung einer Düsenspannmutter verwendet wird, wenn diese bereits mit dem Haltekörper verbunden ist.
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Der in der Fig. 1 bereichsweise dargestellte erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor 10, der insbesondere als Common-Rail-Injektor ausgebildet ist, weist ein aus mehreren Bauteilen bestehendes Injektorgehäuse 12 auf. Das Injektorgehäuse 12 umfasst, in axialer Richtung einer Längsachse 13 des Injektorgehäuses 12 betrachtet, einen einem nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine zugewandten Düsenkörper 14, eine axial sich daran anschließende Drosselplatte 15, eine Ventilplatte 16 sowie einen Haltekörper 18. Innerhalb der
angesprochenen Bauteile des Injektorgehäuses 12 sind im Einzelnen nicht dargestellte Ausnehmungen bzw. Kanäle für unter hohem Druck, beispielsweise einem Druck von 2000bar oder mehr stehendem Kraftstoff ausgebildet, der über an dem Düsenkörper 14 ausgebildete Einspritzöffnungen (nicht dargestellt), die von einer in dem Injektorgehäuse 12 angeordneten, in Richtung der Längsachse 13 beweglich angeordneten Düsennadel verschlossen bzw. geöffnet werden, in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann.
Vorzugsweise ist der Düsenkörper 14 mit der Drosselplatte 15 und der
Ventilplatte 16 mittels mehrerer, in Längsrichtung, d.h. parallel zur Längsachse 13 des Injektorgehäuses 12 angeordneter Passstifte 19 verdrehsicher verbunden. Ebenso ist die Ventilplatte 16 mittels mehrerer Passstifte 21 mit dem
Haltekörper 18 verdrehfest verbunden.
Um den Düsenkörper 14, die Drosselplatte 15 und die Ventilplatte 16 mit dem Haltekörper 18 zu verbinden findet eine Düsenspannmutter 25 Verwendung, die in Form einer Überwurfmutter ausgebildet ist. Die Düsenspannmutter 25 weist auf der dem Düsenkörper 14 zugewandten Seite einen Bund 26 auf, der axial an einem entsprechenden Abschnitt 27 des Düsenkörpers 14 anliegt. Auf der dem Düsenkörper 14 abgewandten Seite weist die hülsenförmig ausgebildete Düsenspannmutter 25 an ihrer Innenwand einen Gewindebereich 28 auf, der mit einem an dem Außenumfang des Haltekörpers 18 ausgebildeten Außengewinde
29 zusammenwirkt. Die aus Metall bestehende Düsenmutter 25 weist darüber hinaus zwischen ihrem Gewindebereich 28 und dem Bund 26 einen
hülsenförmigen Zwischenbereich 30 auf, der den Haltekörper 18, die Ventilplatte 16, die Drosselplatte 15 und den Düsenkörper 14 radial derart umgibt, dass eine Beweglichkeit des Zwischenbereichs 30 in Richtung der Längsachse 13 ermöglicht wird, wozu der Zwischenbereich 30 beispielsweise mit einem radialen Spalt zu den angesprochenen Bauteilen angeordnet ist.
Um die Dichtigkeit des Injektorgehäuses 12 bzw. des Kraftstoff! njektors 10 während dessen Betriebs sicherzustellen, ist es erforderlich, den Düsenkörper
14, die Drosselplatte 15 und die Ventilplatte 16 gegenüber dem Haltekörper 18 mit einer axialen Vorspannkraft zu verbinden. Hierzu wird auf die
Düsenspannmutter 25 ein entsprechendes Anzugsmoment MA ausgeübt, indem beispielsweise mittels eines entsprechenden Werkzeugs, das an der
entsprechend gestalteten Außenfläche des Gewindebereichs 28 der
Düsenspannmutter 25 ansetzbar ist, das Anzugsmoment MA aufgebracht wird. Zur Erhöhung der axialen Vorspannkraft, die von der Düsenspannmutter 25 erzeugt wird, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass vor oder während der Montage der Düsenspannmutter 25 an dem Haltekörper 18 die
Düsenspannmutter 25 erwärmt wird, wodurch eine Vergrößerung der axialen
Länge der Düsenspannmutter 25 (gegenüber ihrem Ursprungszustand) erzielt wird. Zur Erzielung der Längung der Düsenspannmutter 25 ist es bei einem ersten Verfahren entsprechend der Darstellung der Fig. 2 vorgesehen, dass die Düsenspannmutter 25 vor deren Montage an dem Haltekörper 18 in einer separaten Heizeinrichtung 35 gegenüber ihrer Ursprungstemperatur erwärmt wird, beispielsweise um 150°C oder mehr, um sicherzustellen, dass bei einer zeitlich danach anschließenden Montage der Düsenspannmutter 25 an dem Haltekörper 18 diese noch gegenüber ihrer Ursprungstemperatur eine um 100°C erhöhte Temperatur aufweist. Die Heizeinrichtung 35 kann beispielsweise als Heizofen ausgebildet sein oder in sonstiger geeigneten Art und Weise. Nach der
Erwärmung der Düsenspannmutter 25 wird diese möglichst rasch in
Wirkverbindung mit dem Haltekörper 18 gebracht und das Anzugsmoment MA aufgebracht, wodurch die erwähnten Bauteile des Kraftstoff! njektors 10 axial gegeneinander verspannt werden. Nach dem Abkühlen der Düsenspannmutter 25 auf ihre Ursprungstemperatur übt diese eine zusätzliche axiale Vorspannbzw. Spannkraft in Form einer Schrumpfkraft Fs auf den Bauteileverbund aus, die zusätzlich zu der durch das Anzugsmoment MA erzeugten axialen Vorspannkraft auf die Bauteile wirkt. Es ist jedoch auch möglich, die Düsenspannmutter 25 in einem Zustand zu erwärmen, bei dem diese bereits mit dem Haltekörper 18 verbunden ist. Hierzu kann entsprechend der Darstellung der Fig. 3 eine Heizeinrichtung in Form einer Heizwendel 38 verwendet werden, die eine Aufnahme 39 zur radialen
Umfassung der Düsenspannmutter 25 aufweist.
Entsprechend der Fig. 4 kann anstelle einer Heizwendel die Heizeinrichtung auch einen gasbetriebenen Ringbrenner 41 aufweisen, dessen Flammen in Richtung der Düsenspannmutter 25 wirken. Zuletzt ist es denkbar, dass entsprechend der Darstellung der Fig. 5 die
Heizeinrichtung 35 in Form einer Wrbelstromeinrichtung 42 ausgebildet ist. Sowohl die Wirbelstromeinrichtung 42 als auch der Ringbrenner 41 bilden jeweils eine ringförmige Aufnahme 39 für die Düsenspannmutter 25 auf, um eine möglichst unmittelbare Erwärmung der Düsenspannmutter 25 zu ermöglichen.
Der soweit beschriebene Kraftstoffinjektor 10 bzw. dessen Düsenspannmutter 25 können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Dieser besteht in einer Erwärmung der Düsenspannmutter 25 vor oder während der Montage an einem Haltekörper 18 des Kraftstoffinjektors 10, um eine axiale Längung der Düsenspannmutter 25 zu bewirken, die nach deren Abkühlung eine zusätzliche axiale Vorspannkraft in Form einer Schrumpfkraft Fs auf den Kraftstoffinjektor 10 ausübt. So ist es beispielsweise denkbar, die vorliegende Erfindung auch mit der eingangs erwähnten Spanneinrichtung aus der DE 10 2011 086 005 A1 der Anmelderin zu kombinieren, um sowohl eine thermische Längung als auch eine mechanische Längung der Düsenspannmutter 25 zu erzielen.

Claims

Kraftstoff! njektor (10), insbesondere Common-Rail-Injektor, mit einem Injektorgehäuse (12), das einen Düsenkörper (14) aufweist, der axial mittels einer Düsenspannmutter (25) zumindest mittelbar gegen einen Haltekörper (18) gespannt ist, wobei die Düsenspannmutter (25) in Art einer
Überwurfmutter einen Bund (26) aufweist, der an dem Düsenkörper (14) axial anliegt, und wobei die Düsenspannmutter (25) auf der dem Haltekörper (18) zugewandten Seite mit einem Gewindebereich (28) mit einem an dem Haltekörper (18) ausgebildeten Außengewinde (29) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenspannmutter (25) dazu ausgebildet ist, während der Montage einen durch eine Erwärmung der Düsenspannmutter (25) in Axialrichtung der Düsenspannmutter (25) verlängerten ersten Zustand und nach Festsetzen der Düsenspannmutter (25) an dem Haltekörper (18) mit einem
Anzugsmoment (MA) und einer Abkühlung der Düsenspannmutter (25) einen zweiten Zustand einzunehmen, bei dem durch eine verkürzte axiale Länge der Düsenspannmutter (25) eine zusätzliche axiale Spannkraft (Fs) auf den Düsenkörper (14) erzeugbar ist.
Kraftstoff! njektor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Düsenspannmutter (25) zwischen dem Gewindebereich (28), der mit dem Außengewinde (29) am Haltekörper (18) zusammenwirkt, und dem Bund (26) einen insbesondere hülsenförmigen Zwischenbereich (30) aufweist, der bei einer Temperaturerniedrigung der Düsenspannmutter (25) relativ zu den radial in dem Zwischenbereich (30) befindlichen Bauteilen des Kraftstoffinjektors (10) axial beweglich angeordnet ist. Verfahren zur Montage eines Kraftstoff! njektors (10) nach Anspruch 1 oder 2 mit folgenden Schritten:
- Erwärmen einer Düsenspannmutter (25) gegenüber der
Ursprungstemperatur der Düsenspannmutter (25)
- Festsetzen der erwärmten Düsenspannmutter (25) an einem
Außengewinde (29) des Haltekörpers (18) mit einem Anzugsmoment (MA)
- Abkühlen der Düsenspannmutter (25) auf die Ursprungstemperatur.
Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Erwärmen der Düsenspannmutter (25) mittels einer
Heizeinrichtung (35) in einem Zustand erfolgt, bei der die Düsenspannmutter (25) von dem Düsenkörper (14) und dem Haltekörper (18) getrennt angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Erwärmen der Düsenspannmutter (25) bei an dem Haltekörper (18) montiertem Zustand erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Erwärmen der Düsenspannmutter (25) zeitlich nur solange erfolgt, solange die mit der Düsenspannmutter (25) in wärmeleitendem Kontakt angeordneten Bauteile des Kraftstoffinjektors (10) zumindest im
Wesentlichen keine Ausdehnung erfahren.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Anzugsmoment (MA) zumindest am Ende des Erwärmens der Düsenspannmutter (25) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Düsenspannmutter (25) um wenigstens 50°C, vorzugsweise wenigstens 100°C gegenüber ihrer Ursprungstemperatur erwärmt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Erwärmung der Düsenspannmutter (25) durch Wärmeübertragung mittels einer elektrisch betriebenen Heizwendel (38), durch einen
Ringbrenner (41) oder durch eine Wrbelstromeinrichtung (42) erfolgt.
Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
dass die Form der Heizwendel (38), des Ringbrenners (41) oder der Wrbelstromeinrichtung (42) derart der Form der Düsenspannmutter (25) angepasst ist, dass eine insbesondere ringförmige Aufnahme (39) für die Düsenspannmutter (25) ausgebildet ist.
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