Injektor zur Einspritzung von Kraftstoff

Abstract

 Bei einem Injektor (1) zur Einspritzung von Kraftstoff in einem Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit einer Ventilnadel (6) und einem Steuerkolben (13), die jeweils im Injektor (1) axial verschiebbar geführt sind, sowie mit einer Druckstange (14), über die der Steuerkolben (13) auf die Ventilnadel (6) wirkt, sind der Steuerkolben (13) und die Druckstange (14) miteinander starr verbunden, wobei der Steuerkolben (13) aus einem hochwertigeren Material als die Druckstange (14) besteht. Die Werkstoffauswahl für Steuerkolben und Druckstange kann individuell auf den jeweiligen Anwendungs- bzw. Belastungsfall erfolgen.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einem Injektor nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

[0002] Bei einem bekannten Injektor dieser Art (z.B. DE 100 20 867 A1) ist der Steuerkolben im Injektorgehäuse axial verschiebbar geführt und begrenzt einen Steuerraum. Auf seiner vom Steuerraum abgewandten Seite weist der Steuerkolben ein Sackloch auf, in dem das eine Ende einer Druckstange so aufgenommen ist, dass sich die Druckstange relativ zum Steuerkolben geringfügig neigen kann. Die Druckstange wirkt an ihrem anderen Ende auf eine axial verschiebbar geführte Ventilnadel, welche die Einspritzöffnungen des Injektors entweder verschließt oder freigibt, um eine gezielte Einspritzung von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff in den Brennraum der Kraftmaschine zu ermöglichen.

Vorteile der Erfindung

[0003] Beim erfindungsgemäßen Injektor ist der Einsatz des hochwertigeren Werkstoffes auf den Kontaktbereich des Steuerkolbens zu seiner Führung beschränkt. Die Druckstange kann aus einem kostengünstigeren Material bestehen, das die auftretenden Beanspruchungen ebenfalls aushalten kann. Die Werkstoffauswahl für Steuerkolben und Druckstange kann individuell auf den jeweiligen Anwendungs- bzw. Belastungsfall erfolgen. Der Steuerkolben und die Druckstange sind form- bzw. kraftschlüssig oder stoffschlüssig miteinander verbunden, z.B. miteinander verschraubt, verpresst, verklebt, verschweißt, verlötet, etc.

[0004] Der erfindungsgemäße Injektor hat insbesondere folgende Vorteile:

• Werkstoffauswahl je nach technischer Anforderung frei wählbar;
• Einsatz unterschiedlicher Fertigungsverfahren für Steuerkolben und Druckstange möglich (z.B. Kombination von Dreh- und Umformteil, etc.);
• Baukastenprinzip möglich;
• Einsatz ohne Umkonstruktion der restlichen Injektorbauteile möglich;
• Umbau der bisherigen Montagelinien nicht erforderlich;
• Reduzierung der Ausschusskosten durch Aufteilung der Präzisionsarbeitsgänge auf mehrere Bauteile;
• Größere Auswahlmöglichkeit unter hochspezialisierten Zulieferern für die einzelnen Bauteile;
• Auslegung des Steuerkolbens als Gelenkkolben möglich;
• Kostenreduzierung.

[0005] Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

[0006] Die einzige Figur zeigt schematisch einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Injektors.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

[0007] Der in der Figur gezeigte Injektor 1 dient zur Einspritzung von Kraftstoff in einem Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine und weist ein Injektorgehäuse 2 und einen in den Brennraum der Brennkraftmaschine ragenden Düsenkörper 3 auf, der mittels einer Spannmutter 4 unten am Injektorgehäuse 2 befestigt ist.

[0008] Von einem nicht gezeigten zentralen Hochdruckspeicher (Common Rail) wird der Kraftstoff einem ringförmigen Druckraum 5 des Düsenköpers 3 zugeführt. In einer axialen Führungsbohrung des Düsenkörpers 3 ist eine Ventilnadel 6 verschiebbar gelagert. Die Ventilnadel 6 hat im Bereich des Druckraums 5 eine Druckschulter 7, an welcher der im Druckraum 5 herrschende Kraftstoffdruck im Öffnungssinn (d.h. nach innen) angreift. Das in der Figur abgeschnitten dargestellte untere Ende der Ventilnadel 6 dient dazu, nicht gezeigte Spritzlöcher des Düsenkörpers 3 zu öffnen oder zu schließen, um eine gezielte Einspritzung von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine zu ermöglichen.

[0009] Oben am Injektorgehäuse 2 ist ein Ventilstück 8 mit einem zentralen Sackloch 9 befestigt, von dessen Endfläche eine zentrale Ablaufbohrung 10 abgeht. Außerdem mündet in das Sackloch 9 eine zentrale Zulaufbohrung 11. Der Mündungsbereich der beiden Bohrungen 10, 11 des Sacklochs 9 bildet einen Steuerraum 12, der durch die Stirnfläche eines Steuerkolbens 13 begrenzt ist. Der Steuerkolben 13 ist an seinem oberen Ende im Sackloch 9 axial verschiebbar geführt und mit seinem unteren Ende an einer Druckstange 14 (Verbindungsstelle 15) befestigt, die an der oberen Stirnseite der Ventilnadel 6 anliegt.

[0010] Solange die Verbindung der Ablaufbohrung 10 zu einem nicht gezeigten Entlastungsraum gesperrt ist und der Steuerraum 12 über die Zulaufbohrung 11 mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff gefüllt ist, bleibt der Steuerkolben 13 in seiner unteren Endstellung und verhindert über die Druckstange 14 das Öffnen der Ventilnadel 6. Wenn der Steuerraum 12 über die Ablaufbohrung 10 mit dem Entlastungsraum verbunden wird, ist der Steuerkolben 13 in seine obere Endstellung verschiebbar, und die Ventilnadel 6 öffnet, wenn der im Druckraum 5 herrschende Kraftstoffdruck ausreicht, die Ventilnadel 6 gegen die Wirkung einer Rückstellfeder zu öffnen.

[0011] Der Steuerkolben 13 besteht aus einem hochwertigen Material, um den Verschleiß zwischen Steuerkolben 13 und Sackloch 9 zu minimieren. Die Druckstange 14 besteht aus einem kostengünstigeren Material, das die auftretenden Beanspruchungen ebenfalls aushalten kann. Die Werkstoffauswahl für Steuerkolben 13 und Druckstange 14 kann individuell auf den jeweiligen Anwendungs- bzw. Belastungsfall abgestimmt werden.

[0012] Der Steuerkolben 13 und die Druckstange 14 sind miteinander form- bzw. kraftschlüssig oder stoffschlüssig verbunden, wobei die Mittelachsen beider Teile in enger Toleranz zueinander fluchten müssen. Die beiden Teile können z.B. miteinander verschraubt, verpresst, verklebt, verschweißt, verlötet etc. sein. Im Falle einer Verpressung kann das Ende der Druckstange 14 kugelförmig ausgebildet sein, so dass die Druckstange 14 weiterhin noch alle Freiheitsgrade in radialer Richtung besitzt.

Ansprüche

1. Injektor (1) zur Einspritzung von Kraftstoff in einem Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einer Ventilnadel (6) und einem Steuerkolben (13), die jeweils im Injektor (1) axial verschiebbar geführt sind, sowie mit einer Druckstange (14), über die der Steuerkolben (13) auf die Ventilnadel (6) wirkt,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Steuerkolben (13) und die Druckstange (14) miteinander starr verbunden sind und dass der Steuerkolben (13) aus einem hochwertigeren Material als die Druckstange (14) besteht.

2. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (13) und die Druckstange (14) miteinander kraft- oder formschlüssig verbunden sind.

3. Injektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (13) und die Druckstange (14) miteinander verpresst sind.

4. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (13) und die Druckstange (14) miteinander stoffschlüssig verbunden sind.

5. Injektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (13) und die Druckstange (14) miteinander verschweißt sind.

6. Injektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (13) und die Druckstange (14) miteinander verklebt sind.

Zeichnung