| (19) |
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(11) |
EP 2 313 640 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
| (45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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10.08.2016 Patentblatt 2016/32 |
| (22) |
Anmeldetag: 30.06.2009 |
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| (51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2009/058192 |
| (87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2010/018024 (18.02.2010 Gazette 2010/07) |
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| (54) |
EINSPRITZVENTILGLIED
INJECTION VALVE MEMBER
ORGANE DE SOUPAPE D'INJECTION
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO
PL PT RO SE SI SK TR |
| (30) |
Priorität: |
11.08.2008 DE 102008041165
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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27.04.2011 Patentblatt 2011/17 |
| (73) |
Patentinhaber: Robert Bosch GmbH |
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70442 Stuttgart (DE) |
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| (72) |
Erfinder: |
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- KUEGLER, Thomas
70825 Korntal-Muenchingen (DE)
- KRASEMANN, Markus
33175 Bad Lippspringe (DE)
- OPIELKA, Horst
70469 Stuttgart (DE)
- CHRIST, Wilhelm
71634 Ludwigsburg (DE)
- NUNIC, Predrag
70469 Stuttgart (DE)
- KREHER, Thilo
70825 Korntal-Muenchingen (DE)
- MOSER, Friedrich
71640 Ludwigsburg (DE)
- KUBALIK, Guenther
71672 Marbach (DE)
- HOELZL, Herbert
71263 Weil der Stadt (DE)
- KOENINGER, Andreas
75245 Neulingen-Goebrichen (DE)
- KLING, Kerstin
71638 Ludwigsburg (DE)
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| (56) |
Entgegenhaltungen: :
WO-A1-2009/135712 DE-A1-102004 028 617 DE-A1-102007 025 962
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DE-A1- 19 936 668 DE-A1-102006 029 394
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Einspritzventilglied für einen Kraftstoffinjektor, das
mehrteilig ausgeführt ist und unterschiedliche Funktionsbereiche umfasst.
Stand der Technik
[0002] Aus der
DE 10 2006 029 394 A1 der Anmelderin ist ein Einspritzventilglied nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
bekannt. Das bekannte Einspritzventilglied weist u.a. zwei Führungskörper zur Führung
des Einspritzventilglieds auf. Weiterhin ist aus der
DE 10 2004 028 617 A1 ist eine Düsennadel für einen Kraftstoffinjektor mit einem Führungsabschnitt bekannt,
der mit einer Schicht aus Sintermetall versehen ist. Die bekannte Düsennadel umfasst
einen Düsennadelgrundkörper, der im Wesentlichen die Gestalt eines Hohlzylinders aufweist.
Ein Düsennadelende aus Sintermetall ist durch Schrumpfen oder Einpressen an dem Düsennadelgrundkörper
befestigt.
Offenbarung der Erfindung
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellkosten für einen Kraftstoffinjektor mit
einem Einspritzventilglied, das mehrteilig ausgeführt und unterschiedliche Funktionsbereiche
umfasst, zu reduzieren.
[0004] Die Aufgabe ist bei einem Einspritzventilglied für einen Kraftstoffinjektor mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass sich
die Verbindungsstange durch mindestens einen der Führungskörper hindurch erstreckt.
Zu diesem Zweck weist der Führungskörper ein zentrales Durchgangsloch auf, dessen
Durchmesser an den Durchmesser der Verbindungsstange angepasst ist. Die Verbindung
zwischen Führungskörper und Verbindungsstange kann kraftschlüssig, formschlüssig oder
stoffschlüssig ausgeführt sein.
[0005] Das Einspritzventilglied wird auch als Düsennadel bezeichnet. Die vorliegende Erfindung
betrifft relativ lange Düsennadeln, die an zwei Stellen in einem Injektorgehäuse des
Kraftstoffinjektors geführt sind. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung ist
die Düsennadel modular aufgebaut und umfasst zwei separate Führungskörper, die mit
unterschiedlichen Verbindungsstangen, insbesondere unterschiedlich langen Verbindungsstangen,
verwendet werden können. Dadurch wird auf einfache Art und Weise das Bereitstellen
eines Baukastens mit unterschiedlichen Injektorlängen ermöglicht.
[0006] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Einspritzventilglieds ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbindungsstange aus einem anderen Material gebildet ist als die Führungskörper.
Die Verbindungsstange ist vorzugsweise aus einem Material gebildet, das eine hohe
Axialsteifigkeit der Verbindungsstange sicherstellt. Die Führungskörper sind demgegenüber
vorzugsweise aus einem Material gebildet, das eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist.
[0007] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Einspritzventilglieds ist dadurch
gekennzeichnet, dass die Verbindungsstange aus einem Keramikmaterial, einem einfachen
Baustahl, der gut schweißbar ist, einem Kunststoffmaterial und/oder einem Gussmaterial
gebildet ist. Die Verbindungsstange kann vollständig aus einem der genannten Materialien
gebildet sein. Es ist aber auch möglich, dass die Verbindungsstange aus unterschiedlichen
Materialien gebildet ist. Die Verbindungsstange kann auch axiale Abschnitte aufweisen,
die, zumindest teilweise, aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind. Gemäß einem
wesentlichen Aspekt der Erfindung ist die Verbindungsstange so ausgeführt, dass sie
auf einfache Art und Weise in unterschiedlichen Längen gefertigt und vorratsmäßig
bereitgestellt werden kann.
[0008] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Einspritzventilglieds ist dadurch
gekennzeichnet, dass die Führungskörper aus einem Keramikmaterial, einem Kunststoffmaterial,
einem Sintermaterial und/oder einem vorzugsweise randschichtgehärteten Stahl gebildet
sind. Die Führungskörper können vollständig aus einem der genannten Materialien gebildet
sein. Es ist aber auch möglich, dass die Führungskörper aus unterschiedlichen Materialien
gebildet sind. Insbesondere können die Führungskörper an Führungsflächen besonders
behandelt und/oder beschichtet sein.
[0009] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Einspritzventilglieds ist dadurch
gekennzeichnet, dass das Einspritzventilglied eine Spitze umfasst, die an der separaten
Verbindungsstange befestigt ist. Die Spitze hat eine Dichtfunktion und ist, zumindest
teilweise, aus einem vorzugsweise besonders verschleißfesten Material gebildet.
[0010] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Einspritzventilglieds ist dadurch
gekennzeichnet, dass die Verbindungsstange die Gestalt eines vollen oder hohlen, geraden
Kreiszylinders aufweist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise die Fertigung und
vorratsmäßige Bereitstellung von unterschiedlich langen Verbindungsstangen ermöglicht.
Die Verbindungsstangen können aber auch Bereiche mit unterschiedlichen Außendurchmessern
aufweisen. Darüber hinaus kann an den Verbindungsstangen zumindest ein Bund vorgesehen
sein, der zum Beispiel eine Anlagefläche für eine Schließfeder aufweist.
[0011] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Einspritzventilglieds ist dadurch
gekennzeichnet, dass die Führungskörper jeweils die Gestalt eines vollen oder hohlen,
geraden Kreiszylinders aufweisen. Die Führungskörper weisen in axialer Richtung vorzugsweise
eine deutlich geringere Ausdehnung als die Verbindungsstange auf. Die Mantelfläche
der Führungskörper stellt eine Führungsfläche dar, mit welcher der jeweilige Führungskörper
in einer Führungsbohrung beziehungsweise einem Führungsbohrungsabschnitt des Kraftstoffinjektors
in axialer Richtung hin und her bewegbar geführt ist. Vorzugsweise sind an einem der
Führungskörper Abflachungen vorgesehen, die den Durchtritt von Kraftstoff im Bereich
der Führung ermöglichen.
[0012] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Einspritzventilglieds ist dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens ein Ende der Verbindungsstange innerhalb eines der
Führungskörper angeordnet ist. Dieses Ende kann kraftschlüssig, formschlüssig oder
stoffschlüssig mit dem Führungskörper verbunden sein. Darüber hinaus kann dieses Ende
alternativ oder zusätzlich mit einem Ende eines Zapfens verbunden sein, an dessen
anderem Ende eine Spitze vorgesehen ist.
[0013] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Einspritzventilglied ist dadurch
gekennzeichnet, dass ein Mittelteil zwischen den zwei Führungskörpern zur Darstellung
eines Baukastens mit unterschiedlichen, beispielsweise unterschiedlich langen, Kraftstoffinjektoren,
die Einspritzventilglieder mit beispielsweise unterschiedlichen Längen und/oder Axialsteifigkeiten
umfassen, unterschiedlich lang und/oder steif ausgeführt ist. Gemäß einem wesentlichen
Aspekt der Erfindung wird ein Baukasten mit unterschiedlichen Kraftstoffinjektoren
bereitgestellt. Durch die Variation des Mittelteils kann der Baukasten besonders kostengünstig
dargestellt werden.
[0014] Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Kraftstoffinjektor für Speichereinspritzsysteme,
zum Einspritzen von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff in einen Brennraum einer
Brennkraftmaschine, mit einem Injektorgehäuse, in welchem ein vorab beschriebenes
Einspritzventilglied hin und her bewegbar ist, um ein Einspritzen von mit Hochdruck
beaufschlagtem Kraftstoff aus dem Kraftstoffinjektor in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine
zu steuern. Die Erfindung betrifft gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung einen
Baukasten für einen Kraftstoffinjektor mit Einspritzventilgliedern, die Führungskörper
umfassen, die auf einfache Art und Weise mit unterschiedlichen Verbindungsstangen,
insbesondere unterschiedlich langen Verbindungsstangen, kombinierbar sind.
[0015] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele
im Einzelnen beschrieben sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
[0016] Es zeigen:
- Figur 1
- eine stark vereinfachte Darstellung eines Kraftstoffinjektors mit einem Einspritzventilglied
im Längsschnitt;
- Figur 2
- eine stark vereinfachte Darstellung eines Einspritzventilglieds im Längsschnitt mit
unterschiedlichen Funktionsbereichen und die
- Figuren 3 bis 12
- Einspritzventilglieder im Längsschnitt, die gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen
der Erfindung ausgeführt sind.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
[0017] In Figur 1 ist ein Kraftstoffinjektor 1 mit einem Injektorgehäuse 2 stark vereinfacht
im Längsschnitt dargestellt. Das Injektorgehäuse 2 ist mehrteilig ausgeführt und ragt
mit seinem brennraumnahen Ende 3 in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine. In dem
Injektorgehäuse 2 ist ein Einspritzventilglied 4 hin und her bewegbar geführt, das
auch als Düsennadel bezeichnet wird. An seinem brennraumfernen Ende weist das Einspritzventilglied
4 eine Spitze 5 mit einer Dichtkante auf, die an einer Dichtfläche des Injektorgehäuses
in Anlage kommen kann. Wenn sich die Dichtkante an der Düsennadelspitze in Anlage
an der zugehörigen Dichtfläche befindet, dann ist der Kraftstoffinjektor 1 geschlossen.
Wenn der Druck in einem Steuerraum 6 am brennraumfernen Ende der Düsennadel 4 gezielt
abgesenkt wird, dann öffnet die Düsennadel 4, wobei die Spitze 5 mit der Dichtkante
von der zugehörigen Dichtfläche abhebt, um eine Strömungsverbindung aus einem Druckraum
im Inneren des Injektorgehäuses 2 in den Brennraum freizugeben.
[0018] An seinem brennraumfernen Ende weist das Einspritzventilglied 4 einen Führungs- und/oder
Dichtabschnitt 8 auf, durch welchen das Einspritzventilglied 4 an einer ersten Führungsstelle
in dem Injektorgehäuse 2 geführt ist. An einer zweiten Führungsstelle ist die Düsennadel
4 mit Hilfe eines Führungs- und/oder Leitungsabschnitts 9 in dem Injektorgehäuse 2
geführt. An dem Führungs- und/oder Leitungsabschnitt 9 können Abflachungen vorgesehen
sein, die den Durchtritt von Kraftstoff ermöglichen.
[0019] Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung sind die beiden Abschnitte oder Flächen
8, 9 an separaten Führungskörpern ausgebildet, die beide an einer gemeinsamen Verbindungsstange
10 befestigt sind.
[0020] In Figur 2 ist ein Einspritzventilglied 20 allein im Längsschnitt dargestellt, das
dem Einspritzventilglied 4 aus Figur 1 ähnelt. Das Einspritzventilglied 20 oder die
Düsennadel 20 umfasst zwei Führungskörper 21, 22, die an den Enden einer Verbindungsstange
24 befestigt sind. An dem Führungskörper 21 ist auf der der Verbindungsstange 24 abgewandten
Stirnseite eine Spitze 25 befestigt. Die Spitze 25 kann auch einstückig mit dem Führungskörper
21 verbunden sein. Die Spitze 25 hat die Funktion Dichten. Der Führungskörper 21 hat
die Funktionen Führen und gegebenenfalls Kraftstoffleiten. Die Verbindungsstange 24
hat die Funktion Verbinden. Dabei ist ein wesentlicher Aspekt, ob die Verbindungsstange
24 im Betrieb ihre Länge verändert. Der Führungskörper 22 hat die Funktionen Führen
und Dichten.
[0021] In Figur 3 ist eine Düsennadel 30 mit zwei Führungskörpern 31, 32 dargestellt, die
an einer Verbindungsstange 34 befestigt sind. An dem Führungskörper 31 ist eine Spitze
35 befestigt. Zur Erhöhung ihrer Verschleißfestigkeit sind die Führungskörper 31,
32 mit einer verschleißfesten Beschichtung versehen. Darüber hinaus ist die Spitze
25 ebenfalls mit einer verschleißfesten Beschichtung versehen.
[0022] In Figur 4 ist eine Düsennadel 40 mit zwei Führungskörpern 41, 42 dargestellt, die
an den Enden einer Verbindungsstange 44 befestigt sind. Der Verbindungskörper 41 ist
über einen Verbindungsabschnitt 46 einstückig mit einer Spitze 45 verbunden. Auf der
anderen Seite geht von dem Führungskörper 41 ein Stummel 47 aus, dessen freies Ende
an der Verbindungsstange 44 befestigt ist. Ein ähnlicher Stummel 48 geht von dem Führungskörper
42 aus, und dient zur Befestigung an dem anderen Ende der Verbindungsstange 44. Die
Verbindungsstange 44 hat die Gestalt eines geraden Vollzylinders und ist vorzugsweise
aus einem Keramikwerkstoff, einem einfachen Baustahl, der gut schweißbar ist, oder
einem Kunststoff gebildet. Die Führungskörper 41, 42 sind vorzugsweise aus einem Keramikwerkstoff,
einem Kunststoff, einem Sintermaterial oder aus einem randschichtgehärteten Stahl
gebildet.
[0023] In Figur 5 ist eine Düsennadel 50 mit zwei Führungskörpern 51, 52 dargestellt, die
an einer Verbindungsstange 54 befestigt sind. Der Führungskörper 51 ist durch einen
Verbindungsabschnitt 56 einstückig mit einer Spitze 55 verbunden. Die Verbindungsstange
54 ist aus einem Gusswerkstoff gebildet. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung
erfolgt die Befestigung der Führungskörper 51, 52 an der Verbindungsstange 54 durch
Umgießen. Zu diesem Zweck geht von dem Führungskörper 51 ein Stummel 57 aus, an dessen
Ende ein Bund 59 ausgebildet ist. Analog geht von dem Führungskörper 52 ein Stummel
58 aus, an dessen Ende ein Bund 53 ausgebildet ist. Der Bund 53, 59 und ein Teil des
zugehörigen Stummels 58, 57 ist mit dem Gussmaterial, aus dem die Verbindungsstange
54 gebildet ist, gegossen. Als Gussmaterial kann ein Stahlgusswerkstoff oder ein Aluminiumgusswerkstoff
verwendet werden.
[0024] In Figur 6 ist ein Einspritzventilglied 60 im Längsschnitt dargestellt, das zwei
Führungskörper 61, 62 umfasst, die beide ein zentrales Durchgangsloch aufweisen, durch
das sich eine Verbindungsstange 64 hindurch erstreckt. An einem Ende der Verbindungsstange
64 ist eine Spitze 65 ausgebildet. Die beiden Führungskörper 61, 62 können durch eine
Pressverbindung auf der Verbindungsstange 64 befestigt sein. Alternativ können die
beiden Führungskörper 61, 62 stoffschlüssig mit der Verbindungsstange 64 verbunden
sein.
[0025] In Figur 7 ist ein Einspritzventilglied 70 dargestellt, das dem Einspritzventilglied
40 aus Figur 4 ähnelt. Das Einspritzventilglied 70 umfasst zwei Führungskörper 71,
72, die an einer Verbindungsstange 74 befestigt sind. Eine Spitze 75 ist durch einen
Verbindungsabschnitt 76 einstückig mit dem Führungskörper 71 verbunden. An einer ersten
Trennstelle 73 ist ein Ende der Verbindungsstange 74 an einem Stummel 77 befestigt,
der wiederum an dem Führungskörper 71 befestigt ist. Ein weiterer Stummel 78 ist an
dem Führungskörper 72 befestigt und an einer weiteren Trennstelle 79 wiederum mit
der Verbindungsstange 74 verbunden.
[0026] In Figur 8 ist ein Einspritzventilglied 80 gezeigt, das dem Einspritzventilglied
60 aus Figur 6 ähnelt. Das Einspritzventilglied 80 umfasst zwei Führungskörper 81,
82, die auf einer durchgehenden Verbindungsstange 84 befestigt sind. An einem Ende
der Verbindungsstange 84 ist eine Spitze 85 ausgebildet. Die Führungskörper 81, 82
sind vorzugsweise aus Kunststoff oder einer Metalllegierung, insbesondere mit der
Bezeichnung 100 Cr6, gebildet.
[0027] In Figur 9 ist ein Einspritzventilglied 90 mit zwei Führungskörpern 91, 92 dargestellt,
die an einer Verbindungsstange 94 befestigt sind. Die beiden Führungskörper 91, 92
umfassen jeweils ein zentrales Durchgangsloch. Die Verbindungsstange 94 erstreckt
sich mit ihrem brennraumfernen Ende durch den Führungskörper 92 hindurch. Das brennraumnahe
Ende der Verbindungsstange 94 ist, in axialer Richtung betrachtet, etwa in der Mitte
des Führungskörpers 91 angeordnet. An dem brennraumnahen Ende der Verbindungsstange
94 liegt ein brennraumfernes Ende eines Zapfens 96 an, an dessen brennraumnahen Ende
eine Spitze 95 ausgebildet ist. Der Zapfen 96 ist an einer Trennstelle 98 vorzugsweise
stoffschlüssig mit der Verbindungsstange 94 und/oder dem Führungskörper 91 verbunden.
In diesem Fall stellt der Führungskörper 91 gleichzeitig ein Verbindungsglied zwischen
der Verbindungsstange 94 und dem Zapfen 96 mit der Spitze 95 dar.
[0028] In Figur 10 ist ein Einspritzventilglied 100 mit zwei Führungskörpern 101, 102 im
Längsschnitt dargestellt, die auf einer Verbindungsstange 104 befestigt sind. Die
Verbindungsstange 104 hat die Gestalt eines geraden Hohlzylinders, der an beiden Enden
offen ist. Auf das brennraumnahe Ende der Verbindungsstange 104 ist eine Spitze 105
aufgesteckt. Die Spitze 105 ist über einen Verbindungsabschnitt 106 einstückig mit
einem Zapfen 107 verbunden, der in der Verbindungsstange 104 angeordnet ist. Der Führungskörper
101 umfasst ein zentrales Durchgangsloch, durch das sich die Verbindungsstange 104
hindurch erstreckt. Von dem Führungskörper 102 geht ein zentraler Zapfen 108 aus,
der in das brennraumferne Ende der Verbindungsstange 104 eingesteckt ist. Die Befestigung
der Spitze 105 und der Führungskörper 101, 102 an der Verbindungsstange 104 kann stoffschlüssig,
formschlüssig oder kraftschlüssig erfolgen.
[0029] In Figur 11 ist ein Einspritzventilglied 110 mit zwei Führungskörpern 111, 112 im
Längsschnitt dargestellt. Die beiden Führungskörper 111, 112 haben die Gestalt von
Hülsen, die sich um eine Verbindungsstange 114 herum erstrecken, welche die Gestalt
eines geraden Hohlzylinders aufweist. Die Verbindungsstange 114 ist an ihrem brennraumfernen
Ende 118 geschlossen und an ihrem brennraumnahen Ende offen. In das offene, brennraumnahe
Ende der Verbindungsstange 114 ist eine Spitze 115 eingesteckt, von der ein Zapfen
116 ausgeht, der teilweise in der Verbindungsstange 114 angeordnet ist.
[0030] In Figur 12 ist ein Einspritzventilglied 120 in zwei verschiedenen Längen dargestellt.
Das Einspritzventilglied 120 umfasst zwei Führungskörper 121, 122, die an unterschiedlichen
Verbindungsstangen 124, 134 befestigbar sind. Der Führungskörper 121 weist eine Spitze
125 auf, die durch einen Verbindungsabschnitt 126 einstückig mit dem Führungskörper
121 verbunden ist. Von der der Spitze 125 abgewandten Stirnseite des Führungskörpers
121 geht ein Stummel 127 aus, der mit Hilfe einer Verbindungsmuffe 128 an dem brennraumnahen
Ende der Verbindungsstange 124, 134 befestigt ist. Ein analoger Stummel 129 geht von
der brennraumnahen Stirnseite des Führungskörpers 122 aus. Das brennraumnahe Ende
des Stummels 129 ist mit Hilfe einer weiteren Verbindungsmuffe 131 an dem brennraumfernen
Ende der Verbindungsstange 124, 134 befestigt.
[0031] Die Verbindungsstange 134 ist zum einen kürzer als die Verbindungsstange 124. Darüber
hinaus umfasst die Verbindungsstange 134 einen im Durchmesser reduzierten Bereich
135, der einen geringeren Außendurchmesser als die Verbindungsstange 124 aufweist.
[0032] Gemäß einem weiteren wesentlichen Aspekt der Erfindung kann die Axialsteifigkeit
des Einspritzventilglieds beziehungsweise der Düsennadel gezielt eingestellt werden.
Die Axialsteifigkeit beeinflusst wesentlich die Injektorfunktion, wie zum Beispiel
die Öffnungsgeschwindigkeit, die Kleinstmengenfähigkeit etc. Gemäß einem weiteren
wesentlichen Aspekt der Erfindung wird auf einfache Art und Weise die Schaffung eines
Baukastens mit Kraftstoffinjektoren ermöglicht, die unterschiedlich lang sind. Durch
den erfindungsgemäßen modularen Aufbau der Düsennadel können kostengünstig unterschiedliche
Längen der Düsennadel bereitgestellt werden. Die Verbindungsstange 10; 24; 34; 44;
54; 64; 74; 84; 94; 104; 114; 124; 134 hat im Wesentlichen die Aufgabe, die beiden
Führungskörper 21, 22; 31, 32; 41, 42; 51, 52; 61, 62; 71, 72; 81, 82; 91, 92; 101,
102; 111, 112; 121, 122 miteinander und/oder mit der Düsennadelspitze 25; 35; 45;
55; 65; 75; 85; 95; 115; 125 zu verbinden. Dabei trägt die Verbindungsstange wesentlich
zur Gesamtsteifigkeit der Düsennadel in axialer Richtung bei. Kern der Erfindung ist
die Entkopplung der Funktionsbereiche Düsennadelspitze und Führungskörper von den
Baukasten-abhängigen Größen Nadellänge und Axialsteifigkeit.
[0033] Die Einstellung der erforderlichen Länge und Axialsteifigkeit erfolgt lediglich in
einem Bauteil, der Verbindungsstange, während die Funktionsbereiche Düsennadelspitze
und Führungskörper unverändert bleiben. Dieses Konzept liefert unter anderem die folgenden
Vorteile: Mehr Gleichteile, was sich positiv auf die Logistik und die Kosten auswirkt;
Varianz in einem relativ einfachen Bauteil mit geringeren Anforderungen an Genauigkeit
und Toleranzen, was sich positiv auf die Kosten auswirkt. Darüber hinaus ist es möglich,
die Verbindungsstange aus einem anderen Werkstoff herzustellen, was sich positiv auf
die Kosten auswirkt und eventuell Vorteile für eine gewünschte Verbindungstechnik
mit sich bringt.
[0034] In Figur 12 ist angedeutet, dass sich die Gesamtsteifigkeit der Düsennadel 120 aus
den Einzelsteifigkeiten der Komponenten 141, 142 und 143 zusammensetzt. Dabei ist
die Axialsteifigkeit abhängig von den jeweiligen Querschnittsflächen und der Länge
des zugehörigen Bauteils sowie vom Elastizitätsmodul. Bei einer längeren Variante
kann die Axialsteifigkeit der Düsennadel 120 konstant gehalten werden, wenn die Einzelsteifigkeiten
141 bis 143 der Komponenten konstant bleiben. Da die Komponenten 141 und 143 geometrisch
immer gleich gehalten werden, sind auch die zugehörigen Steifigkeiten konstant. Entsprechend
muss auch die Steifigkeit der Komponente 142 mit der Verbindungsstange 124; 134 konstant
bleiben. Das ist möglich, wenn das Verhältnis aus Querschnittsfläche und Länge der
Verbindungsstange 124; 134 konstant gehalten wird.
[0035] Die Verbindungsstange 124; 134 kann als Vollquerschnitt aus Stangenmaterial oder
als Hohlquerschnitt aus Rohrmaterial ausgeführt werden. Die Ausführung der Verbindungsstange
124; 134 als Hohlquerschnitt kann sowohl funktionale als auch fertigungstechnische
Vorteile haben. Der Durchmesser an den Fügestellen sollte aus prozesstechnischer Sicht
und für eine gleich bleibende Festigkeit für alle Varianten der Verbindungsstange
124; 134 konstant bleiben, wie in Figur 12 gezeigt ist. Für einen Vollquerschnitt
bedeutet dies gegebenenfalls einen Absatz auf einen kleineren und/oder größeren Durchmesser.
Bei einem Hohlquerschnitt kann die Anpassung der Querschnittsfläche über den Innendurchmesser
erfolgen, während der Außendurchmesser konstant bleiben kann.
1. Einspritzventilglied (30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100; 110) für einen Kraftstoffinjektor
(1), das mehrteilig ausgeführt ist und unterschiedliche Funktionsbereiche umfasst,
wobei das Einspritzventilglied (30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100; 110) zwei Führungskörper
(31, 32; 41, 42; 51, 52; 61, 62; 71, 72; 81, 82; 91, 92; 101, 102; 111, 112) umfasst,
die an einer separaten Verbindungsstange (34; 44; 54; 64; 74; 84; 94; 114) befestigt
sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Verbindungsstange (64; 84; 94; 114) durch mindestens einen der Führungskörper
(61, 62; 81, 82; 92; 101, 102; 111, 112) hindurch erstreckt.
2. Einspritzventilglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstange (34; 44; 54; 64; 74; 84; 94; 114) aus einem anderen Material
gebildet ist als die Führungskörper (31, 32; 41, 42; 51, 52; 61, 62; 71, 72; 81, 82;
91, 92; 101, 102; 111, 112).
3. Einspritzventilglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstange (34; 44; 54; 64; 74; 84; 94; 114) aus einem Keramikmaterial,
einem einfachen Baustahl, der gut schweißbar ist, einem Kunststoffmaterial und/oder
einem Gussmaterial gebildet ist.
4. Einspritzventilglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskörper (31, 32; 41, 42; 51, 52; 61, 62; 71, 72; 81, 82; 91, 92; 101,
102; 111, 112) aus einem Keramikmaterial, einem Kunststoffmaterial, einem Sintermaterial
und/oder einem vorzugsweise randschichtgehärteten Stahl gebildet sind.
5. Einspritzventilglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventilglied (30; 40; 50; 60; 80; 90; 100; 110) eine Spitze (35; 45;
55; 65; 85; 95; 105; 115) umfasst, die an der separaten Verbindungsstange (34; 44;
54; 64; 84; 94; 114) befestigt ist.
6. Einspritzventilglied nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Führungskörper (31; 41; 51; 71) einstückig mit einer Spitze (35; 45; 55;
75) verbunden ist.
7. Einspritzventilglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstange (34; 44; 54; 64; 74; 84; 94; 114) die Gestalt eines vollen
oder hohlen, geraden Kreiszylinders aufweist.
8. Einspritzventilglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskörper (31, 32; 41, 42; 51, 52; 61, 62; 71, 72; 81, 82; 91, 92; 101,
102; 111, 112) jeweils die Gestalt eines vollen oder hohlen, geraden Kreiszylinders
aufweisen.
9. Einspritzventilglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ende der Verbindungsstange (94) innerhalb einem der Führungskörper
(91) angeordnet ist.
10. Einspritzventilglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittelteil zwischen den zwei Führungskörpern (31, 32; 41, 42; 51, 52; 61, 62;
71, 72; 81, 82; 91, 92; 101, 102; 111, 112) zur Darstellung eines Baukastens mit unterschiedlichen,
beispielsweise unterschiedlich langen, Kraftstoffinjektoren, die Einspritzventilglieder
(30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100; 110) mit beispielsweise unterschiedlichen Längen
und/oder Axialsteifigkeiten umfassen, unterschiedlich lang und/oder steif ausgeführt
ist.
11. Kraftstoffinjektor (1) für Speichereinspritzsysteme, zum Einspritzen von mit Hochdruck
beaufschlagtem Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Injektorgehäuse
(2), in welchem ein Einspritzventilglied (30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100; 110) nach
einem der vorhergehenden Ansprüche hin und her bewegbar ist, um ein Einspritzen von
mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff aus dem Kraftstoffinjektor (1) in einen Brennraum
einer Brennkraftmaschine zu steuern.
1. Injection valve member (30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100; 110) for a fuel injector
(1), which injection valve member (30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100; 110) is configured
in multiple pieces and comprises different functional regions, the injection valve
member (30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100; 110) comprising two guide bodies (31, 32;
41, 42; 51, 52; 61, 62; 71, 72; 81, 82; 91, 92; 101, 102; 111, 112) which are fastened
to a separate connecting rod (34; 44; 54; 64; 74; 84; 94; 114), characterized in that the connecting rod (64; 84; 94; 114) extends through at least one of the guide bodies
(61, 62; 81, 82; 92; 101, 102; 111, 112).
2. Injection valve member according to Claim 1, characterized in that the connecting rod (34; 44; 54; 64; 74; 84; 94; 114) is formed from a different material
than the guide bodies (31, 32; 41, 42; 51, 52; 61, 62; 71, 72; 81, 82; 91, 92; 101,
102; 111, 112).
3. Injection valve member according to either of the preceding claims, characterized in that the connecting rod (34; 44; 54; 64; 74; 84; 94; 114) is formed from a ceramic material,
a simple construction steel which can be welded satisfactorily, a plastic material
and/or a cast material.
4. Injection valve member according to one of the preceding claims, characterized in that the guide bodies (31, 32; 41, 42; 51, 52; 61, 62; 71, 72; 81, 82; 91, 92; 101, 102;
111, 112) are formed from a ceramic material, a plastic material, a sintered material
and/or a preferably case-hardened steel.
5. Injection valve member according to one of the preceding claims, characterized in that the injection valve member (30; 40; 50; 60; 80; 90; 100; 110) comprises a tip (35;
45; 55; 65; 85; 95; 105; 115) which is fastened to the separate connecting rod (34;
44; 54; 64; 84; 94; 114).
6. Injection valve member according to one of Claims 1 to 4, characterized in that one of the guide bodies (31; 41; 51; 71) is connected integrally to a tip (35; 45;
55; 75).
7. Injection valve member according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting rod (34; 44; 54; 64; 74; 84; 94; 114) has the shape of a solid or
hollow, straight circular cylinder.
8. Injection valve member according to one of the preceding claims, characterized in that the guide bodies (31, 32; 41, 42; 51, 52; 61, 62; 71, 72; 81, 82; 91, 92; 101, 102;
111, 112) in each case have the shape of a solid or hollow, straight circular cylinder.
9. Injection valve member according to one of the preceding claims, characterized in that at least one end of the connecting rod (94) is arranged within one of the guide bodies
(91).
10. Injection valve member according to one of the preceding claims, characterized in that a centre part between the two guide bodies (31, 32; 41, 42; 51, 52; 61, 62; 71, 72;
81, 82; 91, 92; 101, 102; 111, 112) is configured with a different length and/or rigidity
in order to produce a kit with different fuel injectors, for example of different
length, which comprise injection valve members (30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100; 110)
with, for example, different lengths and/or axial rigidities.
11. Fuel injector (1) for common rail injection systems, for injecting fuel which is loaded
at high pressure into a combustion chamber of an internal combustion engine, having
an injector housing (2), in which an injection valve member (30; 40; 50; 60; 70; 80;
90; 100; 110) according to one of the preceding claims can be moved to and fro, 'in
order to control an injection of fuel which is loaded at high pressure out of the
fuel injector (1) into a combustion chamber of an internal combustion engine.
1. Organe de soupape d'injection (30 ; 40 ; 50 ; 60 ; 70 ; 80 ; 90 ; 100 ; 110) pour
un injecteur de carburant (1) qui est réalisé en plusieurs parties et qui comprend
différentes régions fonctionnelles, l'organe de soupape d'injection (30 ; 40 ; 50
; 60 ; 70 ; 80 ; 90 ; 100 ; 110) comprenant deux corps de guidage (31, 32 ; 41, 42
; 51, 52 ; 61, 62 ; 71, 72 ; 81, 82 ; 91, 92 ; 101, 102 ; 111, 112) qui sont fixés
à une tige de connexion séparée (34 ; 44 ; 54 ; 64 ; 74 ; 84 ; 94 ; 114),
caractérisé en ce que
la tige de connexion (64 ; 84 ; 94 ; 114) s'étend à travers au moins l'un des corps
de guidage (61, 62 ; 81, 82 ; 92 ; 101, 102 ; 111, 112).
2. Organe de soupape d'injection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige de connexion (34 ; 44 ; 54 ; 64 ; 74 ; 84 ; 94 ; 114) est formée d'un autre
matériau que le corps de guidage (31, 32 ; 41, 42 ; 51, 52 ; 61, 62 ; 71, 72 ; 81,
82 ; 91, 92 ; 101, 102 ; 111, 112).
3. Organe de soupape d'injection selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la tige de connexion (34 ; 44 ; 54 ; 64 ; 74 ; 84 ; 94 ; 114) est formée d'un matériau
en céramique, d'un acier de construction simple facile à souder, d'un matériau en
plastique et/ou d'un matériau en fonte.
4. Organe de soupape d'injection selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que les corps de guidage (31, 32 ; 41, 42 ; 51, 52 ; 61, 62 ; 71, 72 ; 81, 82 ; 91, 92
; 101, 102 ; 111, 112) sont formés d'un matériau en céramique, d'un matériau en plastique,
d'un matériau fritté et/ou d'un acier de préférence trempé superficiellement.
5. Organe de soupape d'injection selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'organe de soupape d'injection (30 ; 40 ; 50 ; 60 ; 80 ; 90 ; 100 ; 110) comprend
une pointe (35 ; 45 ; 55 ; 65 ; 85 ; 95 ; 105 ; 115) qui est fixée à la tige de connexion
séparée (34 ; 44 ; 54 ; 64 ; 84 ; 94 ; 114).
6. Organe de soupape d'injection selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'un des corps de guidage (31 ; 41 ; 51 ; 71) est connecté d'une seule pièce à une
pointe (35 ; 45 ; 55 ; 75).
7. Organe de soupape d'injection selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la tige de connexion (34 ; 44 ; 54 ; 64 ; 84 ; 94 ; 114) présente la forme d'un cylindre
circulaire droit, plein ou creux.
8. Organe de soupape d'injection selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que les corps de guidage (31, 32 ; 41, 42 ; 51, 52 ; 61, 62 ; 71, 72 ; 81, 82 ; 91, 92
; 101, 102 ; 111, 112) présentent à chaque fois la forme d'un cylindre circulaire
droit, plein ou creux.
9. Organe de soupape d'injection selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'au moins une extrémité de la tige de connexion (94) est disposée à l'intérieur de
l'un des corps de guidage (91).
10. Organe de soupape d'injection selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'une partie centrale entre les deux corps de guidage (31, 32 ; 41, 42 ; 51, 52 ; 61,
62 ; 71, 72 ; 81, 82 ; 91, 92 ; 101, 102 ; 111, 112), en vue de réaliser un caisson
avec des injecteurs de carburant différents, par exemple de longueurs différentes,
qui comprennent des organes de soupape d'injection (30 ; 40 ; 50 ; 60 ; 70 ; 80 ;
90 ; 100 ; 110) ayant par exemple des longueurs différentes et/ou des rigidités axiales
différentes, est réalisée avec une longueur et/ou une rigidité différente.
11. Injecteur de carburant (1) pour systèmes d'injection d'accumulateurs, pour l'injection
de carburant sollicité par une haute pression dans une chambre de combustion d'un
moteur à combustion interne, comprenant un boîtier d'injecteur (2) dans lequel un
organe de soupape d'injection (30 ; 40 ; 50 ; 60 ; 70 ; 80 ; 90 ; 100 ; 110) selon
l'une quelconque des revendications précédentes peut se déplacer suivant un mouvement
de va et vient, afin de commander une injection de carburant sollicité par une haute
pression hors de l'injecteur de carburant (1) dans une chambre de combustion d'un
moteur à combustion interne.
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