KRAFTSTOFFEINSPRITZVENTIL FÜR BRENNKRAFTMASCHINEN

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Kraftstoffeinspritzventile oder Injektoren sind wichtige Bestandteile von Brennkraftmaschinen. Kraftstoffeinspritzventile werden für das dosierte Einspritzen, das Aufbereiten des Kraftstoffes, das Formen des Einspritzverlaufs und das Abdichten gegen den Brennraum benötigt. Ein Kraftstoffeinspritzventil enthält eine Einspritzdüse, die in einen Haltekörper, z.B. einen Düsenhalter, integriert ist. Die Einspritzdüsen können aber auch, beispielsweise bei dem Speichereinspritzsystem "Common Rail", in Injektoren eingebaut werden, die die Funktion der Düsenhalter übernehmen. Mit elektrisch ansteuerbaren Injektoren werden Sprizbeginn und Einspritzmenge eingestellt.

Stand der Technik

[0002] Düsenhalterkombinationen und Injektoren, insbesondere für Lochdüsen, weisen eine große Variantenvielfalt auf.

[0003] Aus DE 195 08 636 A1 ist beispielsweise eine Düse mit Düsenhalter bekannt. Die Einspritzdüse wird mit einer Düsenspannmutter zentrisch am Düsenhalter befestigt. Beim Zusammenschrauben des Düsenhalters mit der Düsenspannmutter wird eine Zwischenscheibe gegen die Dichtflächen von dem Düsenhalter und von dem Körper der Einspritzdüse gepresst. Die Zwischenscheibe bildet den Hubanschlag der Düsennadel der Einspritzdüse und dient ferner der Ausrichtung der Einspritzdüse relativ zum Körper des Düsenhalters mittels Fixierstiften. Der Kraftstoff gelangt über eine Zulaufbohrung im Körper des Düsenhalters und über eine Bohrung in der Zwischenscheibe zu einer Zulaufbohrung des Düsenkörpers und anschließend in den Sitzbereich der Einspritzdüse.

[0004] Eine Abbildung einer weiteren Düsenhalterkombination ist aus Dieselmotor-Management, Robert Bosch GmbH, zweite Auflage (1998), Vieweg, Wiesbaden, Seite 91 bekannt. Eine Sacklochdüse, die in einen Common-Rail-Injektor eingebaut werden kann, ist in dem selben Buch S. 279 abgebildet.

[0005] Anhand mehrerer zylindrischer Fixierstifte oder anders ausbildbarer Formelemente wird eine tangentiale Ausrichtung eines Düsenkörpers zu einem Haltekörper vorgenommen, um die Spritzstrahlen des in den Brennraum einzuspritzenden Kraftstoffes in einen je nach Typ der Verbrennungskraftmaschine unterschiedlichem Winkel zur Glühkerze anzuordnen und so die Einspritzbedingungen zu verbessern. Die Fixierstifte in der Zwischenscheibe, die zur Ausrichtung der Einspritzdüse relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor dienen, haben den Nachteil, daß auch in dem Düsenkörper Sacklöcher benötigt werden, um die Fixierstifte aufzunehmen und daß diese Sacklöcher die Schwingfestigkeit des Düsenkörpers reduzieren. Dadurch verringert sich aufgrund von schwingungsbedingter Materialermüdung die maximale Belastung eines Kraftstoffeinspritzventils.

[0006] EP 0 672 826 B1 bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdüse zum Liefern von Kraftstoff an einen Dieselmotor mit einem abgestuften zylindrischen Düsenkörper, in dem ein kraftstoffdruckbetätigtes Ventilteil angeordnet ist und mit einem zylindrischen Düsenhalter, an dem der Düsenkörper befestigt ist, wobei der Düsenhalter einen Kraftstoffeinlassdurchgang aufweist, der mit einem Kraftstoffeinlass und einem Kraftstofflieferdurchgang in dem Düsenkörper in Verbindung steht. Ferner enthält die Kraftstoffeinspritzdüse einen mit einer Stufe in Eingriff stehenden Kragen, wobei die Stufe zwischen einem weiteren und einem schmaleren Abschnitt des Düsenkörpers definiert ist und eine Klemme zum Befestigen des Kragens an den Düsenhalter zum Halten des Düsenkörpers relativ zu dem Düsenhalter, wobei der Düsenkörper mit einer Ausnehmung versehen ist, die sich von der Stufe zu dem Düsenhalter streckt. Des Weiteren ist der Düsenhalter mit einer komplementären Ausnehmung benachbart zu der Ausnehmung in dem Düsenkörper versehen, wobei die Klemme in den Ausnehmungen angeordnet ist.

[0007] EP 0 921 304 B1 hat eine Düse mit einem Düsenhalter und einer Düsenspitze zum Gegenstand, wobei die Düsenspitze mit mindestens einer Auslassöffnung versehen ist. Ferner befindet sich an der Spitze eine Struktur, die eine Anzeige für die Winkelpositionen der Öffnungen liefert. Die Spitze umfasst einen Bereich, bei dem es sich um eine reibschlüssige Verbindung im Düsenhalter zur Ausbildung einer im Wesentlichen flüssigkeitsdichten Abdichtung zwischen dem Düsenhalter und der Spitze handelt. Der Düsenhalter und die Spitze stehen über ein Schraubgewinde miteinander in Eingriff und sind aneinander befestigt. Ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Düse umfasst den Schritt des Ausrichtens der Struktur mit einem Teil des Düsenhalters.

Darstellung der Erfindung

[0008] Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß sich die Schwingfestigkeit des Düsenkörpers eines Kraftstoffeinspritzventils erhöht, dadurch, daß die Fixierstifte und die dazugehörigen Sacklöcher entfallen. Aus dem Wegfallen der Fixierstifte resultiert des weiteren eine Reduzierung von Kosten und Zeitaufwand bei der Herstellung der Düsenhalterkombination. Ferner erhöht sich durch die vorliegende Erfindung die Genauigkeit der Fixierung der Einspritzdüse an dem Düsenhalter. Die gleichen Vorteile werden für in Injektoren eingebaute Einspritzdüsen erzielt.

[0009] Diese Vorteile werden durch ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen erreicht mit einer an einem Düsenhalter oder einem Injektor festgespannten Einspritzdüse, die einen Düsenkörper und eine Düsennadel umfaßt. Dabei ist die Düsennadel in einer Bohrung in dem Düsenkörper axial verschiebbar. Der Düsenkörper enthält mindestens eine Markierung und kann optional eine Schlüsselfläche zur Ausrichtung des Düsenkörpers relativ zum Haltekörper oder einem Injektorkörper enthalten. Eine Markierung oder Aussparung, die maschinenlesbar ist (Identifizierung der Lage der Markierung z. B. über Kamerasystem in Fertigungs-/Montagestraße), kann sowohl im oberen Bereich des Düsenkörpers als auch in dessen, sich zum Brennraum erstreckenden Schaftbereich angeordnet werden. Eine Ausrichtung des Düsenkörpers zum Haltekörper kann mittels eines Montage- oder Spannwerkzeuges vorgenommen werden. Eine am Düsenkörper angebrachte Schlüsselfläche kann in ein Montagewerkzeug eingepasst werden, wodurch der Düsenkörper lagerichtig relativ zum Haltekörper ausrichtbar ist. Die am Düsenkörper vorgesehene Markierung lässt sich auch mittels eines optischen Systemes durch ein Sichtfenster in einem Spannwerkzeug detektieren. Mit der erfindungsgemäßen Lösung können die zur Fixierung und Ausrichtung von Haltekörper und Düsenkörper zueinander dienenden Fixierstifte entfallen, so dass die Arbeitsgänge zur Fertigung der Fixiergeometrie d. h. Bohrung der Sacklöcher im Düsenkörper sowie Einfräsen von Nuten oder dergleichen im Düsenkörper und Haltekörper ebenfalls entfallen können. Dadurch lässt sich weiterer meßtechnischer Aufwand einsparen. Außerdem können Bearbeitungsschritte, wie z. B. wie das Entgraten scharfkantiger Fixiemuten, die beim Fräsen entstehen, nunmehr entfallen.

[0010] Mit der vorgeschlagenen Lösung wird ein zur Erzeugung einer in axialer Richtung wirkenden Dichtkraft aufzubringendes Drehmoment überflüssig. Die Düsenspannmutter, mit welcher Haltekörper und Düsenkörper miteinander verbunden werden, wird nach Aufbringung der axialen Vorspannkraft durch Spann- oder Montagewerkzeug lediglich "angelegt". Es lassen sich ferner Fehler in der Montage, wie z. B. ein Abscheren der Fixierstifte durch ein zu hohes Reibmoment oder ein Nichterreichen des erforderlichen Solldrehmomentes bei winkelgesteuerte Montage, ausschließen. Durch die Vermeidung von Fixierstiften zwischen Haltekörper und Düsenkörper lassen sich ferner Fehler hinsichtlich der Position und Maßhaltigkeit der Fixiergeometrie künftig vermeiden. Bei rotationssymmetrisch ausgebildeten Düsenkörpern kann jegliches Ausrichten bei zur Vornahme von Meß-Prüfvorgängen künftig entfallen. Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann eine wesentlich genauere Position des Düsenkörpers zum Injektor bzw. zum Haltekörper dadurch erzielt werden, dass der Düsenkörper zum Haltekörper ausgerichtet wird und die Ausrichtung durch Bildverarbeitung z. B. über ein optisches System überwacht werden kann. Dies ist bei heutigen Montageverfahren aufgrund der vorhandenen Toleranzketten nur schwierig erzielbar. Mit der erfindungsgemäßen Lösung sind ferner wesentlich geringere Seitenwinkeltoleranzen möglich, was günstig hinsichtlich der herrschenden Entwicklungstendenz ist, die Spritzlochanzahl zum Einbringen des Kraftstoffes in den Brennraum einer selbstzyndenen Verbrennungskraftmaschine zu erhöhen. Durch das Fehlen von Fixierstiften und die Festigkeit des Düsenkörper schwächenden Sacklöchern lässt sich eine wesentlich höhere Druckschwellfestigkeit erreichen. Günstig ist ebenfalls eine konstante Flächenpressung an den Auflageflächen, d. h. der Dichtfläche des Düsenkörpers und der dieser gegenüberliegenden Stirnfläche des Haltekörpers. Eine konstante Flächenpressung wird zu einer wesentlichen qualitativen Verbressung der Dichtflächen. Aufgrund der Einleitung der Vorspannkraft durch Einspann bzw. Montagewerkzeug kann die Düsenspannmutter, welche den Düsenkörper gegen den Haltekörper anstellt und die Dichtkraft aufrecht erhält, mechanisch entlastet werden, da diese bei der Vorspannung von Haltekörpern und Düsekörpern gegeneinander kein Drehmoment überträgt. Dies wiederrum hat zur Folge, dass mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung eine Erhöhung der axialen Dichtkraft möglich ist und eine Vergrößerung des Düsenkörperbundes erreicht werden kann. Darüber hinaus ist der Düsenkörperbund keiner Torsionsbeanspruchung unterworfen; ferner lassen sich durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung Dichtflächenbeschädigung aufgrund eines ungewollten Verdrehens vermeiden.

[0011] Die oben genannten Vorteile ergeben sich für alle Arten von Düsen, z.B. für Sitzloch- oder Sacklochdüsen, insbesondere für die Düse eines Piezo-Injektors.

Zeichnung

[0012] Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

[0013] Es zeigt:

Figur 1

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

Figur 2a, b

eine schematische Darstellung von erfindungsgemäßen Düsenkörpern mit möglichen Formen der Markierung und

Figur 3

eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Düsenkörpers mit Schlüsselfläche und einem dazugehörigen Montagewerkzeug,

Figur 4

die Darstellung einer Düsenkörper-/Haltekörperverbindung mit vergrößerter Düsenspannmutterbohrung und

Figur 5

einer Haltekörper-/Düsenkörperverbindung mit reduziertem Schaftdurchmesser am Düsenkörper.

Ausführungsvarianten

[0014] Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine Einspritzdüse gemäß dem Stand der Technik. Die Einspritzdüse umfaßt einen Düsenkörper 1 und eine Bohrung 2, in der die Düsennadel 3 axial geführt wird. Die Düsennadel 3 trägt an ihrem unteren Ende einen Dichtkonus 4, der bei geschlossener Einspritzdüse auf die ebenfalls konische Dichtfläche 5 des Düsenkörpers gedrückt wird. In der konischen Spitze des Düsenkörpers befinden sich Spritzlöcher 6, die über eine Zulaufbohrung 7 und eine Druckkammer 8 bei geöffneter Einspritzdüse mit Kraftstoff versorgt werden. Die obere Dichtfläche 9 der Einspritzdüse wird an einen (nicht dargestellten) Düsenhalter oder Injektor angeschlossen. Die Einspritzdüse wird dazu mit einer (ebenfalls nicht dargestellten) Düsenspannmutter am Düsenhalter oder Injektor befestigt. Beim Zusammenschrauben von Düsenhalter oder Injektor und Düsenspannmutter wird generell eine Zwischenscheibe gegen die Dichtflächen 9 von Düsenhalter oder Injektor und Düsenkörper 1 gepreßt. Die Ausrichtung und Fixierung des Düsenkörpers 1 relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor erfolgt im Stande der Technik mittels Fixierstiften, die in Sacklöchern in der Zwischenscheibe auf der einen Seite und in Sacklöchern in dem Düsenhalter oder Injektor und dem Düsenkörper 1 auf der anderen Seite stecken. Die Figur 1 ist ein solches Stiftloch 10 im Düsenkörper 1 dargestellt. Das Stiftloch 10 reduziert jedoch die Schwingungsfestigkeit des Düsenkörpers 1. Bei der vorliegenden Erfindung fallen die Stiftlöcher 10 mit den Fixierstiften zur Ausrichtung und Fixierung des Düsenkörpers 1 relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor weg, wodurch sich u.a. die Schwingungsfestigkeit des Düsenkörpers 1 erhöht.

[0015] Figur 2a zeigt eine schematische Darstellung von erfindungsgemäßen Düsenkörpern mit möglichen Formen der Markierung.

[0016] In dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Markierung eine Aussparung in der Außenwand des Düsenkörpers. Es sind sechs mögliche Varianten dieser Ausführungsform mit Aussparung dargestellt. Dabei wird jeweils ein Ausschnitt eines Düsenkörpers gezeigt. Beispielsweise zeigt die erste Variante 11 den Ausschnitt eines Düsenkörpers 17 von der Außenseite. Die obere Dichtfläche 19 wird an einen nicht dargestellten Düsenhalter oder Injektor angeschlossen. Stromabwärts 18 verjüngt sich der Düsenkörper 17, dessen unteres konisches Ende nicht abgebildet ist. Die obere Dichtfläche 19 des Düsenkörpers 17 weist nicht die im Stande der Technik verwendeten Stiftlöcher auf. Statt-dessen enthält der Düsenkörpers 17 in seiner Außenwand erfmdungsgemäß eine Markie- rung in Form einer Aussparung 20. Durch diese Aussparung 20 weist der Düsenkörper 17 eine eindeutige Markierung auf, mit deren Hilfe der Düsenkörper 17 so ausgerichtet werden kann, daß er sich nach dem Festspannen an einem Düsenhalter oder Injektor in der richtigen Position befindet. Dabei wird vorausgesetzt, daß die Aussparung 20 in einer genau bekannten Position relativ zu dem inneren Aufbau des Düsenkörpers 17 angebracht wurde. Ziel der Ausrichtung des Düsenkörpers 17 relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor ist es, daß beispielsweise die Zulaufbohrungen im Düsenkörper 17 und im Düsenhalter oder Injektor (bzw. in einer in den Düsenhalter oder Injektor integrierten Zwischenscheibe) exakt zur Deckung gebracht werden und daß der Düsenkörper 17 zum Körper des Düsenhalters oder Injektors zentriert wird. Die Genauigkeit der Fixierung wird bei gleichbleibenden Toleranzen durch Verwendung der Aussparung 20 anstelle von Stiftbohrungen erhöht. Die Fixiergenauigkeit ist umso größer, je kleiner der maximale Verdrehwinkel des Düsenkörpers relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor ist, nachdem die beiden Bauteile aneinander befestigt wurden. Der Grund für eine Erhöhung der Fixiergenauigkeit bei der vorliegenden Erfindung ist, daß sich die Aussparung 20 in einem größeren Abstand zur Mittelachse des Düsenkörpers 17 befindet, als die Fixierlöcher im Stande der Technik. Daher wirkt sich eine Ungenauigkeit in der Position der Aussparung 20 in Form eines geringeren Verdrehwinkels aus, als dieselbe Ungenauigkeit in der Position eines Fixierlochs, das sich näher an der Drehachse des Düsenkörpers 17 befindet.

[0017] Figur 2b zeigt eine Ausführungsform der Aussparung 20 mit dreieckförmig ausgebildeten Querschnitt.

[0018] Vorteilhaft ergibt sich dabei für das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil, daß durch den Wegfall der Stiftlöcher eine eventuell auftretende innere Leckage bzw. Druckunterwanderung der Stiftlöcher nicht möglich ist. Dieser ungünstige Fall ist dagegen im Stande der Technik nicht sicher auszuschließen und erhöht die Spannungen im Düsenkörper 1. Ferner folgt aus dem Entfallen der Stiftlöcher bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventil, daß 4 Bohrungen und 2 Stifte eingespart werden können, so daß sich ein Kostenvorteil ergibt.

[0019] Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Ausrichtung des Düsenkörpers 17 mit mindestens einer Markierung 20 relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor bei der Montage eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils. Der Düsenhalter oder Injektor soll dabei bereits in einer bestimmten Position ausgerichtet sein. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt folgende Verfahrensschritte:

A)

optisches Erfassen der Position der mindestens einen Markierung;

B)

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

C)

Festspannen der Einspritzdüse an dem bereits ausgerichteten Düsenhalter oder Injektor.

[0020] Die vorgegebene Position der Markierung 20 wird dabei so vorgegeben, daß der Düsenkörper 17 nach dem Festspannen am Düsenhalter oder Injektor exakt ausgerichtet ist. Die Tiefe der Markierung 20 muß bei diesem Verfahren so gewählt werden, daß sich ein Kontrast zu dem restlichen Düsenkörper 17 ergibt, der durch ein zur optischen Erfassung der Position der mindestens einen Markierung 20 verwendetes optisches Medium (Auge, Kamera .......) erfaßt werden kann.

[0021] Vorzugsweise erfolgt die optische Erfassung der Positionen der mindestens einen Markierung 20 mit Hilfe einer Kamera, wobei von der Kamera erfaßte Bilder an ein Bildverarbeitungsprogramm weitergeleitet werden, das die aktuelle Position der mindestens einen Markierung ermittelt. Durch die Verwendung einer Kamera und eines Bildverarbeitungsprogramms kann das optische Erfassen der Position der Markierung 20 automatisiert und in einen maschinellen Produktionsprozeß integriert werden. Die Automation der Montage von erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventilen kann ferner dadurch erreicht werden, daß die Drehung des Düsenkörpers 17 um seine Symmetrieachse automatisch erfolgt, wenn die von dem Bildverarbeitungsprogramm ermittelte aktuelle Position der mindestens einen Markierung von der vorgegebenen Position abweicht. Diese automatische Drehung kann beispielsweise durch einen Roboterarm oder einen Drehteller, auf dem der Düsenkörper 17 sich befindet, durchgeführt werden.

[0022] Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Düsenkörpers mit Schlüsselfläche und einem dazugehörigen Montagewerkzeug.

[0023] Auf der linken Seite der Figur ist ein Schnitt durch eine Einspritzdüse 21 und ein Montagewerkzeug 22 dargestellt und auf der rechten Seite eine Ansicht derselben Teile von aussen. Ferner ist auf beiden Seiten die Spannmutter 23 dargestellt, die dazu dient, den Düsenkörper 24 der Einspritzdüse 21 zentrisch in dem (nicht dargestellten Düsenhalter oder Injektor) zu befestigen. An dem Düsenkörper 24 befindet sich eine Schlüsselfläche 25, die bewirkt, daß der Düsenkörper 24 nur in einer bestimmten Position formschlüssig in das Montagewerkzeug 22 paßt. Die Schlüsselfläche 25 befindet sich vorzugsweise an der Außenseite des Düsenkörpers 24. Die Stiftlöcher, die im Stande der Technik zur Ausrichtung und Fixierung des Düsenkörpers 24 dienen, sind bei der vorliegenden Erfindung nicht in der Dichtfläche 26 des Düsenkörpers 24 vorhanden. Bei der Schlüsselfläche 24 handelt es sich in diesem Fall um eine gerade Fläche, die die gewölbte Mantelfläche des Düsenkörpers 24 unterbricht. Die Schlüsselfläche 24 kann jedoch jede beliebige andere Form haben, die formschlüssig in ein dazugehöriges Montagewerkzeug 22 paßt. Sie befindet sich an einer bestimmten Position des Düsenkörpers 24.

[0024] Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Ausrichtung des Düsenkörpers mit mindestens einer Schlüsselfläche 25 relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor bei der Montage eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils. Der Düsenhalter oder Injektor und das Montagewerkzeug 22 sind dabei in einer bestimmten Position ausgerichtet. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt folgende Verfahrensschritte:

A)

Aufsetzen des Düsenkörpers 24 auf das Montagewerkzeug 22;

B)

Drehen des Düsenkörpers 24, bis er formschlüssig in das Montagewerkzeug 22 paßt und

C)

Festspannen der Einspritzdüse 21 an dem Düsenhalter oder Injektor.

[0025] Die Ausrichtung des Düsenhalters oder Injektors und des Montagewerkzeugs 22 wird dabei so gewählt, daß der Düsenkörper 24 nach dem Festspannen mit der Spannmutter 23 am Düsenhalter oder Injektor (oder an der in den Düsenhalter oder Injektor integrierten Zwischenscheibe) genau ausgerichtet ist.

[0026] Als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils ergibt sich, daß durch den Wegfall der Stiftlöcher eine eventuell auftretende innere Leckage bzw. Druckunterwanderung der Stiftlöcher nicht möglich ist. Dieser ungünstige Fall ist dagegen im Stande der Technik nicht sicher auszuschließen und erhöht die Spannungen im Düsenkörper 1 erheblich (um ca. 25 %, woraus eine frühzeitige Materialermüdung resultieren kann). Diese Nachteile im Stande der Technik werden durch die vorliegende Erfindung in vorteilhafter Weise vermieden. Ferner folgt aus dem Entfallen der Stiftlöcher bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventil ein Kostenvorteil, da 4 Bohrungen und 2 Stifte eingespart werden können.

[0027] Figur 4 zeigt eine Haltekörper-/Düsenkörperverbindung mittels einer Düsenspannmutter mit vergrößerter Bohrung.

[0028] Der in Figur 4 dargestellte Düsenkörper 1 umfasst eine Bohrung 2, in welche die Düsennadel 3 verschiebbar aufgenommen ist. Am unteren Ende der Düsennadel weist dieser einen Dichtkonus 4 auf, der mit einer chronischen Dichtfläche 5 des Düsenkörpers 1 zusammenwirkt. Bei einer Axialbewegung der Düsennadel 3 innerhalb der Bohrung 2 werden Einspritzöffnungen in den hier nicht dargestellten Brennraum einer selbstzündenen Verbrennungskraftmaschine freigegeben oder verschlossen. Der Düsenkörper 1 umfasst eine Zulaufbohrung 7, die in eine Druckkammer 8 mündet, welche die Düsennadel 3 im Bereich einer Druckstufe umgibt. Der Düsenkörper 1 ist von einer Düsenspannmutter 23 umschlossen, wodurch die Dichtfläche 9 gegen eine korrespondierende Stirnfläche 31 eines Haltekörpers 30 gedrückt wird.

[0029] Die in den Figuren 2 a) bis 2 f) dargestellte Aussparung bzw. Markierung 20 im oberen Bereich des dort mit Bezugszeichen 17 identifizierten Düsenkörpers 17 befindet sich gemäß der in Figur 4 dargestellten Ausführungsvariante im unteren Bereich eines Schaftes 37 des Düsenkörpers 1. Der in einem zweiten Schaftdurchmesser 41 ausgebildete Schaft 37 des Düsenkörpers 1 ist von einem Spannwerkzeug 42 umschlossen, welches im Bereich der Markierung 20 ein Sichtfenster 43 aufweist. Gemäß der in Figur 4 dargestellten Ausführungsvariante, ist der Schaft 37 mit einem hinsichtlich seines Durchmessers verdickten Bereich 38 ausgebildet.

[0030] Die Düsenspannmutter 23 umfasst eine ringförmig ausgebildete Freisetzung 34, in welche der obere Teil des Spannwerkzeuges 42 hineinragt und den Düsenkörper 1 an einer Schulter 44 abstützt. Über die Schulter 44 wird die in axiale Richtung wirkende Vorspannkraft in den Düsenkörper 1 eingeleitet, mit welcher der Düsenkörper 1 gegen die Stirnfläche 31 des Haltekörpers 30 gedrückt wird. Sobald die erforderliche Vorspannkraft erreicht ist, erfolgt die Montage der Düsenspannmutter 23, welche bei ihrer Montage kein Drehmoment überträgt, sondern lediglich durch die das Spannwerkzeug 42 aufgebrachte Vorspannkraft bei Erreichen des Sollanzugsdrehmomentes aufrecht erhält, so dass eine dichtende Anlage der Dichtfläche 9 an die dem Düsenkörper 1 zuweisende Stirnseite 31 des Haltekörpers 30 erreicht wird. In der in Figur 4 dargestellten Ausführungsvariante ist der erste Durchmesser der Düsenspannmutter 23, mit welchem diese das Spannwerkzeug 42 umschließt, mit Bezugszeichen 35 gekennzeichnet.

[0031] Die Markierung 20 im unteren Bereich des Schaftes 37 wird bevorzugt bei der Spritzlochfertigung angebracht und kann z. B. ein als ein Erodier- oder Laserpunkt beschaffen sein, welcher die eindeutige Zuordnung der Spritzlöcher zur Zulaufbohrung ermöglicht. Diese Markierung 20 wird maschinenlesbar ausgebildet und kann z. B. über ein Kamerasystem, ein optisches System oder auch mit dem bloßen Auge identifiert werden. Am Düsenkörper 1 kann die Markierung 20 an einer beliebigen Umfangsstelle am Umfang des Schaftes 37 angebracht werden, so dass ein Ausrichten des Düsenkörpers 1 entbehrlich ist. Bei der Montage erfolgt die Winkelausrichtung des Düsenkörpers 1 zum Haltekörper 30 durch Einlegen oder Verdrehung in ein winkelgerichtetes und winkelzentriertes Spannwerkzeug 42 relativ zum Haltekörper 30. Die Erkennung der ordnungsgemäßen Position des Düsenkörpers 1 im Haltekörper 30 erfolgt durch Abtastung der Markierung 20 am Schaft 37 des Düsenkörpers 1 durch das Sichtfenster 43, welches in der Wandung des Spannwerkzeuges 42 angeordnet ist. Die Verspannung des Verbundes aus Haltekörper 30, welcher eine mit der Zulaufbohrung 7 des Düsenkörpers 1 in Verbindung stehende weitere Zulaufbohrung 33 enthält, erfolgt durch Aufbringen einer entsprechenden eine gute Abdichtwirkung bewirkenden Axialkraft. Diese wird in den Verbund aus Haltekörper 30 und Düsenkörper eingebracht wobei sich der Düsenkörper 1 an einem Bund an der Schulter 44 des Spannwerkzeuges 42 abstützt. Um zu gewährleisten, dass lediglich der Düsenkörper 1 durch die Schulter 44 abgestützt wird, umfasst die den Düsenkörper 1 umschließende Düsenspannmutter 23 eine Freisetzung 34, die durch eine entsprechende Ausbildung des ersten Durchmessers 35 der Düsenspannmutter 23 erzeugt wird. Um den axiale Richtung verspannten Verbund aus Haltekörper 30 und Düsenkörper 1 wird anschließend die Düsenspannmutter 23 bis zum Anschlag verschraubt, wobei diese kein Drehmoment überträgt, sondern lediglich durch ein relativ geringes Gewindereibmoment belastet wird. Die Gewindespannmutter 23 erhält die axiale Vorspannung aufrecht und bewirkt ein dichtendes Anliegen der Stirnfläche 31 des Haltekörpers 30 an der Dichtfläche 9 des Düsenkörpers 1. Anschließend wird das Spannwerkzeug 42 aus der Freisetzung 43 im unteren Bereich der Düsenspannmutter 23 herausgezogen. In vorteilhafter Weise kann am Haltekörper 30 eine Ringnut 32 ausgebildet werden, um die in axialer Richtung wirkenden Vorspannkraft möglichst frühzeitig aus dem Einspritzventil auszuleiten. In die sich ringförmig am Haltekörper 30 erstreckende Ringnut 32, kann ein Niederhalter eingreifen, über welchen die Kraft ausleitbar ist.

[0032] Figur 5 zeigt eine Haltekörper-/Düsenkörper-Verbindung mit, bei welcher der Düsenkörper 1 einen reduzierten Schaftdurchmesser aufweist.

[0033] In dieser Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist die Freisetzung 34 im unteren Bereich der Düsenspannmutter 23 in einem zweiten Durchmesser 36 ausgebildet. Im Unterschied zur in Figur 4 dargestellten Ausführungsvariante ist der Schaft 37 des Düsenkörpers 1 gemäß der Darstellung in Figur 5 in einem zweiten Durchmesser 41 ausgebildet. Demzufolge kann auch das den Schaft 37 des Düsenkörpers 1 umgebende Spannwerkzeug 42 in einem geringeren Durchmesser ausgebildet werden. Aufgrund des geringem Durchmessers des Schaftes 37 ist der zweite Durchmesser 36 der Bohrung in der Düsenspannmutter 23 ebenfalls geringer ausgebildet, wodurch sich eine Anlage der Schulter 44 des Spannwerkzeuges 42 am Düsenkörper und des Düsenkörpers 1 ergibt, die mehr an der Druckkammer 8 liegt. Auch mit der in Figur 5 dargestellten Ausführungsvariante erfolgt die Einleitung einer in axiale Richtung wirkenden Vorspannkraft in den Verbund aus Haltekörper 30 und Düsenkörper 1, so dass an der Auflage 39, d. h. den Kontaktbereich zwischen der Stirnseite 31 des Haltekörpers 30 und der Dichtfläche 9 des Düsenkörpers 1 eine sehr gute Dichtwirkung erzielt wird. Auch in diesem Falle wird die Düsenspannmutter 23 auf ein am Haltekörper 30 ausgebildetes Aussengewinde aufgeschraubt und muß lediglich ein geringes Gewindereibmoment überwinden. Nach Befestigung, d. h. Vorspannung auf ein erforderliches Mindestdrehmoment, übernimmt die Düsenspannmutter 23 das Aufrechterhalten der in axiale Richtung wirkenden Vorspannkraft und hält die Stirnfläche 31 und die Dichtfläche 9 in dichtender Anlage aneinander. Danach kann ein Entfernen des Spannwerkzeuges 42 aus der Freisetzung 34 der Düsenspannmutter 23 erfolgen. Optional kann in der Freisetzung 34 für das Spannwerkzeug 42 ein Spannring oder dergleichen eingelegt werden, oder ein einmaliger Werkzeugkopf eingelgt werden um ein bei der Werkzeugfreisetzung zu großes Gasschadvolumen zu begrenzen.

Bezugszeichenliste

[0034] 

1

Düsenkörper

2

Bohrung

3

Düsennadel

4

Dichtkonus der Düsennadel

5

Konische Dichtfläche des Düsenkörpers

6

Spritzlöcher

7

Zulaufbohrung

8

Druckkammer

9

Dichtfläche des Düsenkörpers

10

Stiftloch

11

Erste Variante

16

Weitere Variante

17

Düsenkörper

18

Stromabwärts

19

Obere Dichtfläche

20

Aussparung

21

Einspritzdüse

22

Montagewerkzeug

23

Spannmutter (DSM)

24

Düsenkörper

25

Schlüsselfläche

26

Dichtfläche

30

Haltekörper

31

Stirnfläche Haltekörper

32

Ringnuthaltekörper

33

Zulaufbohrung

34

Freisetzung Düsenspannmutter für Werkzeug (42)

35

Erster Durchmeser

36

Zweiter Durchmesser

37

Schaft Düsenkörper

38

Schaftstufe

39

Auflage

40

Erster Schaftdurchmesser

41

Zweiter Schaftdurchmesser

42

Spannwerkzeug

43

Sichtfenster

44

Schulter Spannwerkzeug

Ansprüche

1. Verfahren zur Ausrichtung des Düsenkörpers (1, 17) relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor bei der Montage eines Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen mit einer an einem Düsenhalter oder Injektor festgespannten Einspritzdüse, die einen Düsenkörper (1, 17) und eine Düsennadel (3) umfasst, wobei die Düsennadel (3) in einer Bohrung (2) in dem Düsenkörper (1, 17) axial verschiebbar ist, wobei der Düsenkörper (1, 17) mindestens eine Markierung oder eine Schlüsselfläche zur Ausrichtung des Düsenkörpers (1, 17) relativ zu dem Düsenhalter oder Injektor enthält, wobei der Düsenhalter oder Injektor in einer bestimmten Position ausgerichtet ist, mit folgenden Verfahrensschritten:

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

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

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

dadurch gekennzeichnet, dass eine die Anstellung des Haltekörpers (30) in dem Düsenkörper (1) bewirkende axiale Vorspannkraft durch ein in die Freisetzung (34) eingeführtes Werkzeug (42) in den Verbund aus Haltekörper (30) / Düsenkörper (1) eingeleitet wird, bevor die Montage einer den Haltekörper (30) und den Düsenkörper (1) verbindenden Spannmutter (23) erfolgt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Erfassung der Position der mindestens einen Markierung mit Hilfe einer Kamera erfolgt, wobei von der Kamera erfasste Bilder an ein Bildverarbeitungsprogramm weitergeleitet werden, das die aktuelle Position der mindestens einen Markierung (20) ermittelt.

3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung des Düsenkörpers (1, 17) um seine Symmetrieachse automatisch erfolgt, wenn die von dem Bildverarbeitungsprogramm ermittelte aktuelle Position der mindestens einen Markierung (20) von der vorgegebenen Position abweicht.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Markierung 20 durch ein Sichtfenster (43) eines Spannwerkzeuges (42) erfasst wird.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Vorspannkraft über einen an der Ringnut (32) des Haltekörpers (30) angreifenden Niederhalter aus dem Verbund Haltekörper (30) / Düsenkörper (1) ausgeleitet wird.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Düsenhalter oder Injektor und ein Montagewerkzeug (22) in einer bestimmten Position ausgerichtet sind, mit folgenden Verfahrensschritten:

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

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

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

Claims

1. Method for orienting the nozzle body (1, 17) in relation to the nozzle holder or injector during the mounting of a fuel injection valve for internal combustion engines, with an injection nozzle firmly clamped on a nozzle holder or injector and comprising a nozzle body (1, 17) and a nozzle needle (3), the nozzle needle (3) being axially displaceable in a bore (2) in the nozzle body (1, 17), the nozzle body (1, 17) containing at least one marking or one key face for orienting the nozzle body (1, 17) in relation to the nozzle holder or injector, the nozzle holder or injector being oriented in a specific position, with the following method steps:

A) optical detection of the position of the at least one marking (20);

B) rotation of the nozzle body (1, 17) about its axis of symmetry until the position of the marking (20) coincides with a predetermined position, and

C) firm clamping of the injection nozzle on the already oriented nozzle holder (30) or injector,

characterized in that an axial prestressing force causing the adjustment of the holding body (30) in the nozzle body (1) is introduced by a tool (42) led into the clearance (34) into the composite structure consisting of holding body (30)/nozzle body (1), before the mounting of a tension nut (23) connecting the holding body (30) and the nozzle body (1) takes place.

2. Method according to Claim 1, characterized in that the optical detection of the position of the at least one marking takes place with the aid of a camera, images detected by the camera being transferred to an image processing program which determines the current position of the at least one marking (20).

3. Method according to either one of Claims 1 and 2, characterized in that the rotation of the nozzle body (1, 17) about its axis of symmetry takes place automatically when the current position of the at least one marking (20) determined by the image processing program deviates from the predetermined position.

4. Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the position of the marking (20) is detected through an inspection window (43) of a clamping tool (42).

5. Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the axial prestressing force is conducted out of the composite structure consisting of holding body (30)/nozzle body (1) via a holding-down device engaging on the annular groove (32) of the holding body (30).

6. Method according to one of Claims 1 to 5, the nozzle holder or injector and a mounting tool (22) being oriented in a specific position, with the following method steps:

A) placing of the nozzle body (24) onto the mounting tool (22) ;

B) rotation of the nozzle body (24) until it fits positively into the mounting tool (22), and

C) firm clamping of the injection nozzle (21) on the nozzle holder or injector.

Revendications

1. Procédé d'orientation d'un corps d'injecteur (1, 17) par rapport au porte-injecteur ou au système d'injection pendant le montage d'un injecteur de carburant pour moteurs à combustion interne, avec un injecteur serré sur un porte-injecteur ou système d'injection, et qui comprend un corps d'injecteur (1, 17) et une aiguille d'injecteur (3), l'aiguille d'injecteur (3) étant mobile axialement dans un alésage (2) du corps d'injecteur (1, 17), le corps d'injecteur (1, 17) ayant au moins un marquage ou une surface clé pour son orientation par rapport au porte-injecteur ou système d'injection, le porte-injecteur ou système d'injection étant orienté dans une position déterminée, avec les étapes suivantes de procédé :

A) détection optique de la position du marquage (20) ;

B) rotation du corps d'injecteur (1, 17) autour de son axe de symétrie jusqu'à ce que la position du marquage (20) coïncide avec une position prédéterminée, et

C) serrage de l'injecteur sur le porte-injecteur (30) ou système d'injection déjà orienté,

caractérisé en ce qu'
une force axiale de précontrainte produisant la mise en place du porte-injecteur (30) dans le corps d'injecteur (1) est engagée dans le composé porte-injecteur (30) / corps d'injecteur (1) par un outil (42) introduit dans un dégagement (34), avant le montage d'un écrou de serrage (23) reliant le porte-injecteur (30) et le corps d'injecteur (1).

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la détection optique de la position d'au moins un marquage s'effectue à l'aide d'une caméra, les images enregistrées par la caméra étant transmises à un programme de traitement d'image qui détermine la position effective du marquage (20).

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce que
la rotation du corps d'injecteur (1, 17) autour de son axe de symétrie s'effectue automatiquement lorsque la position effective d'au moins un marquage (20), déterminée par le programme de traitement d'image, s'écarte de la position prédéterminée.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
la position du marquage (20) est détectée à travers un regard (43) d'un outil de serrage (42).

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que
la force axiale de précontrainte est reprise du composé porte-injecteur (30)/corps d'injecteur (1) par l'intermédiaire d'un serre-flanc s'engageant sur la rainure annulaire (32) du porte-injecteur (30).

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, selon lequel le porte-injecteur ou système d'injection ainsi qu'un outil de montage (22) sont orientés dans une position déterminée, comprenant les étapes suivantes :

A) mise en place du corps d'injecteur (24) sur l'outil de montage (22) ;

B) rotation du corps d'injecteur (24) jusqu'à ce qu'il soit adapté par liaison de forme dans l'outil de montage (22), et

C) serrage de l'injecteur (21) sur le porte-injecteur ou système d'injection.

Zeichnung