DE102004060151A1 - Nozzle assembly for injector housing, has needle with closing surface that is mechanically coupled to sealing edges in closing direction of needle so that fluid e.g. fuel, flow via injection hole is prevented and allowed in other positions - Google Patents

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Hartmut Gross
Grit Dr. Krüger
Robert Kuchler
Eberhard Kull
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Abstract

The assembly has a nozzle needle (4) with a closing surface and nozzle body (2). Sealing edges (20, 21) are arranged above and below an injection hole (22) in a closing direction of the nozzle needle. The surface is mechanically coupled to the sealing edges in the closing direction of the nozzle needle, such that fluid e.g. fuel, flow through the injection hole is prevented and is allowed in other positions. An independent claim is also included for a valve with an injector housing in which a nozzle assembly is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düsenbaugruppe und ein Einspritzventil mit einem Injektorgehäuse, in dem eine Düsenbaugruppe angeordnet ist. Die Düsenbaugruppe hat einen Düsenkörper, in dem mindestens ein Einspritzloch ausgebildet ist, und eine Düsennadel, die in ihrer Schließposition einen Fluidfluss durch das Einspritzloch verhindert und in sonstigen Positionen den Fluidfluss durch das Einspritzloch freigibt.The The invention relates to a nozzle assembly and an injection valve having an injector housing in which a nozzle assembly is arranged. The nozzle assembly has a nozzle body, in the at least one injection hole is formed, and a nozzle needle, in their closed position prevents fluid flow through the injection hole and in other Positions the fluid flow through the injection hole releases.

Immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich der zulässigen Schadstoffemissionen von Brennkraftmaschinen, die in Kraftfahrzeugen angeordnet sind, machen es erforderlich, diverse Maßnahmen vorzunehmen, durch die die Schadstoffemissionen gesenkt werden. Ein Ansatzpunkt hierbei ist, die von der Brennkraftmaschine erzeugten Schadstoff-Emissionen zu senken. Wesentlich hierfür ist, dass die der Brennkraftmaschine zugeordneten Kraftstoffeinspritzventile den Kraftstoff sehr präzise zumessen können und eine Leckage des Kraftstoffs vermieden wird, wenn kein Kraftstoff zugemessen werden soll. Dies ist insbesondere dann eine große Herausforderung, wenn das Spritzloch in der Schließposition der Düsennadel von einem Fluid abgedichtet wird, durch eine erste und zweite Dichtkante, die in der Düsennadel ausgebildet sind, wobei die erste Dichtkante radial außen ausgebildet ist zu einer Mündung des Spritzlochs an einer Sitzfläche des Düsenkörpers und die zweite Dichtkante radial innen ausgebildet ist zu einer Mündung des Spritzlochs an der Sitzfläche des Düsenkörpers. Die Dichtkanten sind in diesem Fall statisch überbestimmt, was zur Folge hat, dass aufgrund von Fertigungstoleranzen leicht Undichtigkeiten und Leckage-Ströme auftreten können.always Stricter legal regulations regarding permissible pollutant emissions of internal combustion engines, which are arranged in motor vehicles, make it necessary to carry out various measures the pollutant emissions are lowered. One starting point here is the pollutant emissions generated by the internal combustion engine reduce. Essential for this is that the fuel injection valves associated with the internal combustion engine the fuel very precisely can eat and leakage of the fuel is avoided when no fuel should be measured. This is a big challenge, especially when the injection hole in the closed position of the nozzle needle is sealed by a fluid, by a first and second sealing edge, in the nozzle needle are formed, wherein the first sealing edge formed radially on the outside is to an estuary the spray hole on a seat of the nozzle body and the second sealing edge is formed radially inward to an opening of the Spray hole on the seat of the nozzle body. The Sealing edges are statically overdetermined in this case, with the result has that due to manufacturing tolerances easy leaks and leakage currents may occur.

Derartige zwei Dichtkanten je Düsennadel werden insbesondere häufig eingesetzt bei Registerdüsen-Einspritzventilen. So ist beispielsweise aus der DE 103 15 820 A1 ein Düsenkörper und ein entsprechendes Ventil mit einer Registerdüsenanordnung bekannt. Das Ventil hat ein Gehäuse, in dem ein als Piezoaktuator ausgebildeter Ventilantrieb und ein Düsenkörper angeordnet sind. Der Düsenkörper hat eine erste Reihe von Einspritzöffnungen und axial beabstandet dazu eine zweite Reihe von Einspritzöffnungen. In einer Ausnehmung des Düsenkörpers ist eine Ventilhohlnadel längs verschiebbar angeordnet. Die Ventilhohlnadel weist eine Längsbohrung auf, die konzentrisch zur Längsachse der Ventilhohlnadel ausgebildet ist und sich über deren gesamte Länge erstreckt. In der Längsbohrung ist eine Ventilnadel längs verschiebbar angeordnet. Die Ventilhohlnadel weist einen ersten Dichtbereich und einen zweiten Dichtbereich auf, in denen jeweils Dichtkanten ausgebildet sind. Die Ventilhohlnadel ist so angeordnet, dass sie in ihrer Schließposition einen Fluidfluss durch die äußeren Einspritzöffnungen verhindert und in sonstigen Positionen den Fluidfluss durch die äußeren Einspritzöffnungen frei gibt. Die Ventilnadel verhindert in ihrer Schließposition einen Fluidfluss durch die inneren Einspritzöffnungen und gibt in sonstigen Positionen den Fluidfluss durch die inneren Einspritzöffnungen frei.Such two sealing edges per nozzle needle are in particular frequently used in register nozzle injection valves. For example, from the DE 103 15 820 A1 a nozzle body and a corresponding valve with a register nozzle arrangement known. The valve has a housing in which a designed as a piezo actuator valve drive and a nozzle body are arranged. The nozzle body has a first row of injection openings and axially spaced therefrom a second series of injection openings. In a recess of the nozzle body a valve hollow needle is arranged longitudinally displaceable. The hollow valve needle has a longitudinal bore which is formed concentrically to the longitudinal axis of the valve hollow needle and extends over the entire length thereof. In the longitudinal bore a valve needle is arranged longitudinally displaceable. The valve hollow needle has a first sealing region and a second sealing region, in each of which sealing edges are formed. The valve hollow needle is arranged so that it prevents fluid flow through the outer injection openings in its closed position and in other positions, the fluid flow through the outer injection openings free. The valve needle in its closed position prevents fluid flow through the inner injection openings and releases the fluid flow through the inner injection openings in other positions.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Düsenbaugruppe und ein Ventil zu schaffen, die beziehungsweise das ein präzises Zumessen von Fluid ermöglicht.The The object of the invention is a nozzle assembly and a valve to create, which or allows a precise metering of fluid.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The Task is solved by the characteristics of the independent Claims. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Gemäß eines ersten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Düsenbaugruppe, die mindestens eine Düsennadel mit einer Schließfläche und einen Düsenkörper umfasst. In dem Düsenkörper ist mindestens eine Einspritzlochreihe mit mindestens einem Einspritzloch ausgebildet. Darüber hinaus ist in dem Düsenkörper mindestens eine erste Dichtkante zu der ersten Einspritzlochreihe ausgebildet, die in Schließrichtung der Düsennadel oberhalb von dem ersten Einspritzloch angeordnet ist, und/oder in dem eine zweite Dichtkante ausgebildet ist. Die zweite Dichtkante ist in Schließrichtung der Düsennadel unterhalb von dem ersten Einspritzloch angeordnet. Die Schließfläche der Düsennadel ist in der Schließposition der Düsennadel mit der ersten Dichtkante und/oder der zweiten Dichtkante mechanisch gekoppelt. Dadurch ist ein Fluidfluss durch das erste Einspritzloch verhindert und in sonstigen Positionen ein Fluidfluss durch das erste Einspritzloch freigegeben.According to one In the first aspect, the invention is characterized by a nozzle assembly, the at least one nozzle needle with a closing surface and comprises a nozzle body. In the nozzle body is at least one injection hole row with at least one injection hole educated. About that In addition, at least in the nozzle body a first sealing edge is formed to the first injection hole row, in the closing direction the nozzle needle is arranged above the first injection hole, and / or in which is formed a second sealing edge. The second sealing edge is in the closing direction the nozzle needle arranged below the first injection hole. The closing surface of the nozzle needle is in the closed position the nozzle needle with the first sealing edge and / or the second sealing edge mechanically coupled. This is a fluid flow through the first injection hole prevents and in other positions a fluid flow through the first injection hole released.

Die Ausbildung der ersten Dichtkante und/oder zweiten Dichtkante in dem Düsenkörper hat den Vorteil, dass die erste Dichtkante und/oder zweite Dichtkante statisch zu dem ersten Einspritzloch angeordnet ist. Durch die statische Anordnung ist ein definierter konstruktiver Bezug zu dem ersten Einspritzloch gegeben, der sich nur aufgrund der Verschleißeigenschaften der jeweiligen Dichtkante verändern kann. Die Position der ersten Dichtkante und/oder zweiten Dichtkante zu dem ersten Einspritzloch hängt nicht von der radialen Ausrichtung der Düsennadel ab, die Schwankungen unterliegen kann.The Forming the first sealing edge and / or second sealing edge in the nozzle body has the Advantage that the first sealing edge and / or second sealing edge static is arranged to the first injection hole. By the static Arrangement is a defined constructive relation to the first Injection hole given, which only due to the wear characteristics change the respective sealing edge can. The position of the first sealing edge and / or second sealing edge depends on the first injection hole not from the radial orientation of the nozzle needle, the variations may be subject.

Darüber hinaus weist die erste Dichtkante und/oder zweite Dichtkante ein günstigeres Verschleißverhalten auf. Die Summe aller Kräfte, die auf die erste Dichtkante und/oder zweite Dichtkante im Düsenkörper wirken ist im Vergleich zu in der Düsennadel ausgebildeten Dichtkanten geringer.In addition, the first sealing edge and / or second sealing edge on a more favorable wear behavior. The sum of all forces that are on the first sealing edge and / or second sealing edge acting in the nozzle body is lower compared to formed in the nozzle needle sealing edges.

Ferner werden Änderungen am effektiven Dichtdurchmesser, verursacht durch elastische Verformungen und Verschleiß an der Dichtgeometrie, durch die Ausgestaltung der ersten Dichtkante und/oder zweiten Dichtkante auf ein Minimum reduziert. Der Dichtdurchmesser hat entscheidenden Einfluss auf das Einspritzverhalten und den Drosselbereich, in dem das Einspritzventil betrieben werden kann. Dadurch wird eine stabile Funktion des Einspritzventils erreicht.Further will changes at the effective sealing diameter, caused by elastic deformations and wear on the sealing geometry, by the configuration of the first sealing edge and / or second sealing edge reduced to a minimum. The sealing diameter has a decisive influence on the injection behavior and the throttle area, in which the injection valve can be operated. This will be a Stable function of the injector achieved.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Düsenbaugruppe schließt die Schließfläche der Düsennadel mit einer Mittelachse der Düsennadel einen ersten Winkel ein. Die erste Dichtkante wird durch eine erste Konusfläche und eine zweite Konusfläche gebildet und/oder die zweite Dichtkante wird durch eine dritte Konusfläche und eine vierte Konusfläche gebildet. Die erste Dichtkante und/oder die zweite Dichtkante sind so ausgebildet, dass eine Gerade, die in einer Schnittebene durch die Mittelachse des Düsenkörpers liegt, die erste Dichtkante und/oder zweite Dichtkante schneidet und mit der Mittelachse einen zweiten Winkel bildet, wobei der zweite Winkel dem ersten Winkel entspricht. Die Ausbildung der ersten Dichtkante/und oder zweiten Dichtkante mittels jeweils zweier Konusflächen hat den Vorteil, dass die insbesondere bei sehr hohen Betriebsdrücken des Fluids auftretende dynamische Verformung des Düsenkörpers minimiert wird. Die Dichtkanten wirken als zusätzliche Versteifungen.In an advantageous embodiment of the nozzle assembly includes the closing surface of the nozzle needle with a central axis of the nozzle needle a first angle. The first sealing edge is replaced by a first conical surface and a second cone surface is formed and / or the second sealing edge is defined by a third conical surface and a fourth cone surface formed. The first sealing edge and / or the second sealing edge are designed such that that a straight line passing through the central axis in a cutting plane the nozzle body lies, the first sealing edge and / or second sealing edge cuts and with the central axis forms a second angle, wherein the second angle to the corresponds to the first angle. The formation of the first sealing edge / and or second sealing edge by means of two conical surfaces the advantage that the particular at very high operating pressures of Fluid occurring dynamic deformation of the nozzle body is minimized. The sealing edges act as additional Stiffeners.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Düsenbaugruppe bildet die erste Konusfläche mit der Geraden einen dritten Winkel, die zweite Konusfläche mit der Geraden einen vierten Winkel. Der dritte Winkel ist größer als der vierte Winkel. Die erste Dichtkante entsteht durch die Verschneidung von der ersten Konusfläche und der zweiten Konusfläche.In an advantageous embodiment of the nozzle assembly forms the first conical surface with the line a third angle, the second cone surface with the straight a fourth angle. The third angle is greater than the fourth angle. The first sealing edge is created by the intersection from the first cone surface and the second cone surface.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Düsenbaugruppe bildet die dritte Konusfläche mit der Geraden G einen fünften Winkel und die vierte Konusfläche mit der Geraden G einen sechsten Winkel. Der sechste Winkel ist größer als der fünfte Winkel. Die zweite Dichtkante entstehen durch die Verschneidung von der dritten Konusfläche mit der vierten Konusfläche.In a further advantageous embodiment of the nozzle assembly forms the third conical surface with the straight G a fifth Angle and the fourth cone surface with the line G a sixth angle. The sixth angle is greater than the fifth Angle. The second sealing edge caused by the intersection from the third cone surface with the fourth cone surface.

Je nach Ausführungsform stehen die erste Dichtkante und/oder die zweite Dichtkante durch den dritten Winkel und den vierten Winkel, sowie den fünften Winkel und den sechsten Winkel in einer definierten Sitzwinkelposition zur Schließfläche der Düsennadel. Die Winkel werden bevorzugt so gewählt, dass der dritte Winkel größer als der vierte Winkel ist und der sechste Winkel größer als der fünfte Winkel ist. Dadurch werden Änderungen am effektiven Dichtdurchmesser der ersten Dichtkante und/oder zweiten Dichtkante, verursacht durch elastische Verformungen und Verschleiß an der Dichtgeometrie, auf ein Minimum reduziert. Denn die erste Dichtkante und/oder zweite Dichtkante und damit die Dichtwirkung der ersten Dichtkante und/oder zweiten Dichtkante bildet sich bei Verschleiß fortschreitend in Richtung Einspritzloch aus.ever according to embodiment are the first sealing edge and / or the second sealing edge through the third angle and the fourth angle, as well as the fifth angle and the sixth angle in a defined seat angle position to the closing surface of Nozzle needle. The angles are preferably chosen such that the third angle greater than the fourth angle is and the sixth angle is greater than the fifth angle. This will make changes at the effective sealing diameter of the first sealing edge and / or second Sealing edge, caused by elastic deformation and wear on the Sealing geometry, reduced to a minimum. Because the first sealing edge and / or second sealing edge and thus the sealing effect of the first sealing edge and / or second sealing edge forms progressively when worn in the direction of the injection hole.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Düsenbaugruppe wird die erste Dichtkante durch die erste Konusfläche und die zweite Konusfläche ausgebildet und die dritte Konusfläche wirkt mit einer Schnittkante der Düsennadel zusammen. Dies hat den Vorteil, dass in dem Düsenkörper nur drei Konusflächen gefertigt werden müssen.In an advantageous embodiment of the nozzle assembly is the first Sealing edge formed by the first cone surface and the second cone surface and the third cone surface interacts with a cutting edge of the nozzle needle. This has the Advantage that in the nozzle body only three conical surfaces must be made.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Düsenbaugruppe bildet die dritte Konusfläche mit der Schließfläche der Düsennadel in der Schließposition der Düsennadel den fünften Winkel und die Mantelfläche der Düsennadel mit der dritten Konusfläche den sechsten Winkel. Der sechste Winkel ist größer als der fünfte Winkel und gewährleistet dadurch, dass Änderungen am effektiven Dichtdurchmesser auf ein Minimum reduziert werden.In a further advantageous embodiment of the nozzle assembly forms the third conical surface with the closing surface of the nozzle needle in the closed position the nozzle needle the fifth Angle and the lateral surface the nozzle needle with the third cone surface the sixth angle. The sixth angle is greater than the fifth angle and guaranteed in that changes be reduced to a minimum on the effective sealing diameter.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Düsenbaugruppe ist in der Düsennadel im Bereich ihrer Nadelspitze eine axiale Ausnehmung ausgebildet. Aufgrund der geringeren Materialstärke, ist die Düsennadel im Bereich ihrer Nadelspitze flexibler.In A further advantageous embodiment of the nozzle assembly is in the nozzle needle formed in the region of its needle tip an axial recess. Due to the lower material thickness, the nozzle needle is more flexible in the area of its needle point.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Düsenbaugruppe hat die Düsennadel in der axialen Ausnehmung eine Ringnut, die so ausgebildet ist, dass die Materialdichte der Düsennadel senkrecht zu der Schließfläche der Düsennadel in dem Bereich der ersten Dichtkante verringert ist. Dies hat den Vorteil, dass durch die Ringnut in der axialen Ausnehmung die Materialdichte der Düsennadel senkrecht zu der Dichtfläche des Düsenkörpers in der radialen Erstreckung der Düsennadel verringert und auf diese Weise die Flexibilität der Düsennadel im Bereich der Schließfläche einfach variiert werden kann.In a further advantageous embodiment of the nozzle assembly has the nozzle needle in the axial recess an annular groove which is formed so that the material density of the nozzle needle perpendicular to the closing surface of the nozzle needle is reduced in the region of the first sealing edge. This has the Advantage that through the annular groove in the axial recess, the material density the nozzle needle perpendicular to the sealing surface of the nozzle body in the radial extent of the nozzle needle reduces and in this way the flexibility of the nozzle needle in the area of the closing surface easy can be varied.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Düsenbaugruppe ist die Schließfläche der Düsennadel so ausgebildet, dass die Schließfläche der Düsennadel die Düsennadel zuerst mit der ersten Dichtkante des Düsenkörpers mechanisch koppelt. Dies hat den Vorteil, dass an der ersten Dichtkante zu erst eine Dichtwirkung aufgebaut wird. Dies eignet sich insbesondere dafür, Fertigungsungenauigkeiten auszugleichen.In a further advantageous embodiment of the nozzle assembly is the closing surface of the nozzle needle designed so that the closing surface of the nozzle needle the nozzle needle first mechanically coupled to the first sealing edge of the nozzle body. This has the advantage that at the first sealing edge first to a sealing effect is built. This is particularly suitable for compensating for manufacturing inaccuracies.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Düsenbaugruppe weist die erste Dichtkante bezogen auf die Gerade einen Überstand auf. Dies hat den Vorteil, dass über den Überstand der Schließzeitpunkt der ersten Dichtkante beeinflusst werden kann.In a further advantageous embodiment the nozzle assembly, the first sealing edge with respect to the straight line on a supernatant. This has the advantage that over the supernatant of the closing time of the first sealing edge can be influenced.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Düsenbaugruppe beträgt der Überstand bis zu 5 μm. In diesem Bereich ist eine besonders gute Dichtwirkung gewährleistet.In a further advantageous embodiment of the nozzle assembly is the supernatant up to 5 μm. In this area a particularly good sealing effect is guaranteed.

Gemäß eines zweiten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Einspritzventil mit einem Ventilgehäuse, das die Düsenbaugruppe umfasst. Eine Düsennadel ist in dem Ventilgehäuse und der Düsenbaugruppe angeordnet. In der Schließposition unterbindet die Düsennadel einen Fluidfluss durch ein Einspritzloch und gibt diesen ansonsten frei. Ein solches Einspritzventil hat den Vorteil, dass der Fluidfluss durch das Einspritzloch präzise und zuverlässig gesteuert werden kann.According to one second aspect, the invention is characterized by an injection valve with a valve housing, the nozzle assembly includes. A nozzle needle is in the valve body and the nozzle assembly arranged. In the closed position prevents the nozzle needle a fluid flow through an injection hole and gives it otherwise free. Such an injection valve has the advantage that the fluid flow through the injection hole precisely and reliable can be controlled.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert.embodiments The invention are explained below with reference to the schematic drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen Querschnitt durch ein Steuerventil, 1 a cross section through a control valve,

2 eine erste Ausführungsform der Düsenbaugruppe, 2 A first embodiment of the nozzle assembly,

3 die erste Ausführungsform der Düsenbaugruppe mit der äußeren Düsennadel außerhalb der Schließposition, 3 the first embodiment of the nozzle assembly with the outer nozzle needle outside the closed position,

und 4 eine zweite Ausführungsform der Düsenbaugruppe.and 4 a second embodiment of the nozzle assembly.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.elements same construction or function are cross-figurative with the same Reference number marked.

1 zeigt ein Ventil, das bevorzugt als Einspritzventil, insbesondere zum Zumessen von Dieselkraftstoff in den Brennraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Das Einspritzventil umfasst ein Injektorgehäuse 1, einen Düsenkörper 2 und einen Injektorkörper 3. Der Injektorkörper 3 nimmt einen Aktuator auf, der bevorzugt als Piezoaktuator 13 ausgebildet ist. Der Piezoaktuator 13 umfasst einen Stapel von piezoelektrischen Elementen, die sich beim Zuführen von elektrischer Energie in axialer Richtung bezogen auf das Ventil ausdehnen. Der Piezoaktuator 13 wirkt auf einen Übertrager 14, der wiederum auf ein Servoventil 15 einwirkt. Mittels des Servoventils 15 ist ein Druck in einem Steuerraum 17 einstellbar durch entsprechendes Absteuern von Fluid in einen Leckageraum 16, der in dem Injektorkörper 3 ausgebildet ist. Eine äußere Düsennadel 5 ist in einer äußeren Düsennadelausnehmung 6 des Injektorkörpers 3 angeordnet, und wird durch eine Feder 18 in ihre Schließposition vorgespannt, in der sie das erste Einspritzloch 22 verschließt. In der äußeren Düsennadel 5 ist in einer inneren Düsennadelausnehmung 7 eine innere Düsennadel 4 angeordnet. Bei Druckabfall in dem Steuerraum 17 geben dann die äußere Düsennadel 5 und bei weiterem Druckabfall die innere Düsennadel 4 ein erstes Einspritzloch 22 und im folgenden ein zweites Einspritzloch 23 frei. Die innere Düsennadel 4 und die äußere Düsennadel 5 sind so ausgebildet, dass über den Druck im Steuerraum 17 zumindest der Kraftstofffluss durch die erste Reihe der Einspritzlöcher 22 gesteuert werden kann, wenn gleichzeitig der Kraftstofffluss durch die zweite Reihe der Einspritzlöcher 23 unterbunden ist. Das Ventil umfasst ferner eine Hochdruckbohrung 19, über die Kraftstoff unter hohem Druck, beispielsweise 2000 bar, zugeführt wird. 1 shows a valve, which is preferably designed as an injection valve, in particular for metering diesel fuel into the combustion chamber of a cylinder of an internal combustion engine. The injection valve comprises an injector housing 1 , a nozzle body 2 and an injector body 3 , The injector body 3 picks up an actuator, preferably as a piezo actuator 13 is trained. The piezoactuator 13 comprises a stack of piezoelectric elements which expand in the axial direction with respect to the valve when electrical energy is supplied. The piezoactuator 13 acts on a transformer 14 , in turn, on a servo valve 15 acts. By means of the servo valve 15 is a pressure in a control room 17 adjustable by appropriate Absteuern of fluid in a leakage chamber 16 in the injector body 3 is trained. An outer nozzle needle 5 is in an outer nozzle needle recess 6 of the injector body 3 arranged, and is by a spring 18 biased into their closed position, in which they the first injection hole 22 closes. In the outer nozzle needle 5 is in an inner nozzle needle recess 7 an inner nozzle needle 4 arranged. With pressure drop in the control room 17 then give the outer nozzle needle 5 and with further pressure drop, the inner nozzle needle 4 a first injection hole 22 and in the following a second injection hole 23 free. The inner nozzle needle 4 and the outer nozzle needle 5 are designed to be above the pressure in the control room 17 at least the flow of fuel through the first row of injection holes 22 can be controlled, if at the same time the fuel flow through the second row of injection holes 23 is prevented. The valve further includes a high pressure bore 19 , is supplied via the fuel under high pressure, for example 2000 bar.

Der Düsenkörper 2 und die äußere Düsennadel 5 und die innere Düsennadel 4 bilden eine Düsenbaugruppe. Die innere Düsennadel 4 ist bevorzugt koaxial in einer inneren Düsennadelausnehmung 7 der äußeren Düsennadel 5 geführt.The nozzle body 2 and the outer nozzle needle 5 and the inner nozzle needle 4 form a nozzle assembly. The inner nozzle needle 4 is preferably coaxial in an inner Düsennadelausnehmung 7 the outer nozzle needle 5 guided.

Das Unterbinden des Kraftstoffflusses durch die erste Reihe der Einspritzlöcher 22 in der Schließposition der äußeren Düsennadel 5 erfolgt durch ein Zusammenwirken einer ersten Dichtkante 20 und einer zweiten Dichtkante 21, die in dem Düsenkörper 2 ausgebildet sind und mit einer Schließfläche 10 der Düsennadel 4 zusammenwirken. Die Schließfläche 10 ist bevorzugt, wie in 2 dargestellt, als Konusmantel ausgebildet.Preventing fuel flow through the first row of injection holes 22 in the closed position of the outer nozzle needle 5 takes place by an interaction of a first sealing edge 20 and a second sealing edge 21 in the nozzle body 2 are formed and with a closing surface 10 the nozzle needle 4 interact. The closing surface 10 is preferred as in 2 shown formed as a cone jacket.

In 2 ist eine erste Ausführungsform der Düsenbaugruppe gemäß 1 dargestellt. Die Düsenbaugruppe umfasst den Düsenkörper 1, die äußere Düsennadel 5, die innere Düsennadel 4, das erste Einspritzloch 22 und das zweite Einspritzloch 23. Die äußere Düsennadel 5 und die innere Düsennadel 4 befinden sich in der Schließposition. In dem Düsenkörper 2 ist die erste Dichtkante 20 und die zweite Dichtkante 21 ausgebildet. Der Düsenkörper kann in anderen Ausführungsformen jedoch auch nur mit der ersten Dichtkante 20 oder der zweiten Dichtkante 21 ausgebildet werde. Die erste Dichtkante 20 wird durch die erste Konusfläche 28 und die zweite Konusfläche 29 gebildet. Die zweite Dichtkante 21 wird durch die dritte Ko nusfläche 30 und die vierte Konusfläche 31 gebildet. Zwischen der zweiten Konusfläche 29 und der dritten Konusfläche 30 ist das erste Einspritzloch 22 ausgebildet. An der äußeren Düsennadel 5 ist eine Schließfläche 10 ausgebildet, die mit einer Mittelachse 27 des Düsenkörpers 1 einen ersten Winkel α1 aufweist. Die erste Konusfläche 28 bildet mit der Schließfläche 10 den dritten Winkel β1. Die zweite Konusfläche 29 bildet mit der Schließfläche 10 den vierten Winkel β2. Die dritte Konusfläche 30 bildet mit der Schließfläche 10 den fünften Winkel β3 und die vierte Konusfläche 31 bildet mit der Schließfläche 10 den sechsten Winkel β4. Die Winkel β1 – β4 sind bevorzugt so zu wählen, dass der dritte Winkel β1 deutlich größer als der vierte Winkel β2 ist und der fünfte Winkel β3 deutlich kleiner als der sechste Winkel β4 ist. Dies hat den Vorteil, dass bei zunehmendem Verschleiß der ersten Dichtkante 20 und der zweiten Dichtkante 21 die Dichtkantengeometrie näher an das Einspritzloch 22 rückt.In 2 is a first embodiment of the nozzle assembly according to 1 shown. The nozzle assembly includes the nozzle body 1 , the outer nozzle needle 5 , the inner nozzle needle 4 , the first injection hole 22 and the second injection hole 23 , The outer nozzle needle 5 and the inner nozzle needle 4 are in the closed position. In the nozzle body 2 is the first sealing edge 20 and the second sealing edge 21 educated. However, in other embodiments, the nozzle body can only be used with the first sealing edge 20 or the second sealing edge 21 be trained. The first sealing edge 20 is through the first cone surface 28 and the second cone surface 29 educated. The second sealing edge 21 is through the third co nusfläche 30 and the fourth cone surface 31 educated. Between the second cone surface 29 and the third cone surface 30 is the first injection hole 22 educated. At the outer nozzle needle 5 is a closing area 10 formed with a central axis 27 of the nozzle body 1 has a first angle α 1 . The first cone surface 28 forms with the closing surface 10 the third angle β 1 . The second cone surface 29 forms with the closing surface 10 the fourth angle β 2 . The third cone surface 30 forms with the closing surface 10 the fifth angle β 3 and the fourth cone surface 31 forms with the closing surface 10 the sixth angle β 4 . The angles β 1 -β 4 are preferably to be selected so that the third angle β 1 is significantly greater than the fourth angle β 2 and the fifth angle β 3 is significantly smaller than the sixth angle β 4 . This has the advantage that with increasing wear of the first sealing edge 20 and the second sealing edge 21 the sealing edge geometry closer to the injection hole 22 disengaged.

Darüber hinaus ist in der äußeren Düsennadel 5 eine axiale Ausnehmung 32 mit einer Ringnut ausgebildet. Die axiale Ausnehmung 32 in der Düsennadel 5 kann in einer alternativen Ausführungsform auch an dem radial äußeren Ende der Düsennadel 5 ausgebildet sein.In addition, in the outer nozzle needle 5 an axial recess 32 formed with an annular groove. The axial recess 32 in the nozzle needle 5 may also be at the radially outer end of the nozzle needle in an alternative embodiment 5 be educated.

In 3 ist die erste Ausführungsform der Düsenbaugruppe gemäß 1 in mit der äußeren Düsennadel außerhalb der Schließposition dargestellt. Der Fluidfluss durch das erste Einspritzloch 22 und das zweite Einspritzloch 23 ist in dieser Position der äußeren Düsennadel möglich. Eine Gerade G, die in einer Schnittebene durch die Mittelachse des Düsenkörpers liegt, schneidet die erste Dichtkante 20 und die zweite Dichtkante 21 und bildet mit der Mittelachse einen zweiten Winkel α2. Der zweite Winkel α2 entspricht dem ersten Winkel α1.In 3 is the first embodiment of the nozzle assembly according to 1 in with the outer nozzle needle outside the closed position shown. The fluid flow through the first injection hole 22 and the second injection hole 23 is possible in this position of the outer nozzle needle. A straight line G, which lies in a sectional plane through the central axis of the nozzle body, cuts the first sealing edge 20 and the second sealing edge 21 and forms with the central axis a second angle α 2 . The second angle α 2 corresponds to the first angle α 1 .

In 4 ist eine zweite Ausführungsform der Düsenbaugruppe gemäß 1 dargestellt, die einen Düsenkörper 2, eine äußere Düsennadel 5, eine innere Düsennadel 4 sowie das erste Einspritzloch 22 und das zweite Einspritzloch 23 umfasst. Die erste Dichtkante 20 wird durch die erste Konusfläche 28 und die zweite Konusfläche 29 gebildet. Eine Schnittkante 24 der Düsennadel 5 wird durch eine äußere Mantelfläche der äußeren Düsennadel 5 und der Schließfläche 10 gebildet. Die Schnittkante 24 liegt in der dargestellten Schließposition der Düsennadel an der dritten Konusfläche 30 des Düsenkörpers an. Die äußere Düsennadel 5 ist mit dem Düsenkörper 2 mechanisch gekoppelt. Hierdurch bildet sich ein Dichtbereich aus, der den Fluidfluss unterbindet. Darüber hinaus ist in der äußeren Düsennadel 5 eine axiale Ausnehmung 32 mit einer Ringnut ausgebildet.In 4 is a second embodiment of the nozzle assembly according to 1 shown a nozzle body 2 , an outer nozzle needle 5 , an inner nozzle needle 4 as well as the first injection hole 22 and the second injection hole 23 includes. The first sealing edge 20 is through the first cone surface 28 and the second cone surface 29 educated. A cut edge 24 the nozzle needle 5 is through an outer circumferential surface of the outer nozzle needle 5 and the closing surface 10 educated. The cutting edge 24 lies in the illustrated closed position of the nozzle needle on the third cone surface 30 of the nozzle body. The outer nozzle needle 5 is with the nozzle body 2 mechanically coupled. As a result, a sealing region forms, which prevents the flow of fluid. In addition, in the outer nozzle needle 5 an axial recess 32 formed with an annular groove.

Die in den 2 bis 4 dargestellten Ausführungsformen sind nicht abschließend. Die Ausbildung der ersten und/oder zweiten Dichtkante im Düsenkörper ist auch bei Einsatz nur einer einzigen Düsennadel möglich. Ferner ist die wahlweise Ausbildung jeweils einer Dichtkante im Düsenkörper und der Düsennadel möglich.The in the 2 to 4 illustrated embodiments are not exhaustive. The formation of the first and / or second sealing edge in the nozzle body is possible even when using only a single nozzle needle. Furthermore, the optional formation of a respective sealing edge in the nozzle body and the nozzle needle is possible.

Claims (12)

Düsenbaugruppe, die mindestens eine Düsennadel (4) mit einer Schließfläche (10) und einen Düsenkörper (2) umfasst, in dem mindestens eine Einspritzlochreihe mit mindestens einem Einspritzloch (22) ausgebildet ist und in dem mindestens eine erste Dichtkante (20) zu der ersten Einspritzlochreihe ausgebildet ist, die in Schließrichtung der Düsennadel (4) oberhalb von dem ersten Einspritzloch (22) angeordnet ist, und/oder in dem eine zweite Dichtkante (21) ausgebildet ist, die in Schließrichtung der Düsennadel (4) unterhalb von dem ersten Einspritzloch (22) angeordnet ist, und die Schließfläche (10) der Düsennadel (2) in der Schließposition der Düsennadel (4) mit der ersten Dichtkante (20) und/oder der zweiten Dichtkante (21) mechanisch gekoppelt ist und ein Fluidfluss durch das erste Einspritzloch (22) verhindert und in sonstigen Positionen ein Fluidfluss durch das erste Einspritzloch (22) freigibt.Nozzle assembly, the at least one nozzle needle ( 4 ) with a closing surface ( 10 ) and a nozzle body ( 2 ), in which at least one injection hole row with at least one injection hole ( 22 ) is formed and in the at least one first sealing edge ( 20 ) is formed to the first injection hole row, which in the closing direction of the nozzle needle ( 4 ) above the first injection hole ( 22 ) is arranged, and / or in which a second sealing edge ( 21 ) is formed, which in the closing direction of the nozzle needle ( 4 ) below the first injection hole ( 22 ) is arranged, and the closing surface ( 10 ) of the nozzle needle ( 2 ) in the closed position of the nozzle needle ( 4 ) with the first sealing edge ( 20 ) and / or the second sealing edge ( 21 ) is mechanically coupled and a fluid flow through the first injection hole ( 22 ) prevents and in other positions a fluid flow through the first injection hole ( 22 ) releases. Düsenbaugruppe nach Anspruch 1, bei der die Schließfläche (10) der Düsennadel (2) mit einer Mittelachse (27) der Düsennadel (2) einen ersten Winkel (α1) einschließt, die erste Dichtkante (20) durch eine erste Konusfläche (28) und eine zweite Konusfläche (29) gebildet wird und/oder die zweite Dichtkante (21) durch eine dritte Konusfläche (30) und eine vierte Konusfläche (31) gebildet wird und die erste Dichtkante (20) und/oder zweite Dichtkante (21) so ausgebildet sind, dass eine Gerade (G), die in einer Schnittebene durch die Mittelachse (27) des Düsenkörpers (2) liegt, die erste Dichtkante (20) und/oder zweite Dichtkante (21) schneidet und mit der Mittelachse (27) einen zweiten Winkel (α2) bildet, wo bei der zweite Winkel (α2) dem ersten Winkel (α1) entspricht.Nozzle assembly according to claim 1, wherein the closing surface ( 10 ) of the nozzle needle ( 2 ) with a central axis ( 27 ) of the nozzle needle ( 2 ) includes a first angle (α 1 ), the first sealing edge ( 20 ) through a first cone surface ( 28 ) and a second cone surface ( 29 ) is formed and / or the second sealing edge ( 21 ) by a third conical surface ( 30 ) and a fourth cone surface ( 31 ) is formed and the first sealing edge ( 20 ) and / or second sealing edge ( 21 ) are formed so that a straight line (G), which in a sectional plane through the central axis ( 27 ) of the nozzle body ( 2 ), the first sealing edge ( 20 ) and / or second sealing edge ( 21 ) and with the central axis ( 27 ) forms a second angle (α 2 ), where at the second angle (α 2 ) corresponds to the first angle (α 1 ). Düsenbaugruppe nach Anspruch 2, bei der die erste Konusfläche (28) mit der Geraden (G) einen dritten Winkel (β1) bildet, die zweite Konusfläche (29) mit der Geraden (G) einen vierten Winkel (β2) bildet und der dritte Winkel (β1) größer als der vierte Winkel (β2) ist.Nozzle assembly according to claim 2, wherein the first cone surface ( 28 ) forms a third angle (β 1 ) with the straight line (G), the second cone surface ( 29 ) forms a fourth angle (β 2 ) with the straight line (G) and the third angle (β 1 ) is greater than the fourth angle (β 2 ). Düsenbaugruppe nach Anspruch 2, bei der die dritte Konusfläche (30) mit der Geraden (G) einen fünften Winkel (β3) bildet und die vierte Konusfläche (31) mit der Geraden (G) einen sechsten Winkel (β4) bildet und der fünfte Winkel (β3) kleiner als der sechste Winkel (β4) ist.Nozzle assembly according to claim 2, wherein the third cone surface ( 30 ) forms with the straight line (G) a fifth angle (β 3 ) and the fourth cone surface ( 31 ) forms a sixth angle (β 4 ) with the straight line (G) and the fifth angle (β 3 ) is smaller than the sixth angle (β 4 ). Düsenbaugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die erste Dichtkante (20) durch die erste Konusfläche (28) und die zweite Konusfläche (29) ausgebildet ist und die dritte Konusfläche (30) mit einer Schnittkante (24) der Düsennadel (4) zusammenwirkt.Nozzle assembly according to one of the preceding claims, wherein the first sealing edge ( 20 ) through the first cone surface ( 28 ) and the second cone surface ( 29 ) is formed and the third cone surface ( 30 ) with a cutting edge ( 24 ) of the nozzle needle ( 4 ) cooperates. Düsenbaugruppe nach Anspruch 5, bei der die dritte Konusfläche (30) mit der Schließfläche (10) der Düsennadel (4) in der Schließposition der Düsennadel (4) den fünften Winkel (β3) und die Mantelfläche der Düsennadel (4) mit der dritten Konusfläche (30) den sechsten Winkel (β4) bildet und der fünfte Winkel (β3) kleiner als der sechste Winkel (β4) ist.Nozzle assembly according to claim 5, wherein the third conical surface ( 30 ) with the closing surface ( 10 ) of the Nozzle needle ( 4 ) in the closed position of the nozzle needle ( 4 ) the fifth angle (β 3 ) and the lateral surface of the nozzle needle ( 4 ) with the third conical surface ( 30 ) forms the sixth angle (β 4 ) and the fifth angle (β 3 ) is smaller than the sixth angle (β 4 ). Düsenbaugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der in der Düsennadel (4) im Bereich ihrer Nadelspitze eine axiale Ausnehmung (32) ausgebildet ist.Nozzle assembly according to one of the preceding claims, in which in the nozzle needle ( 4 ) in the region of its needle tip an axial recess ( 32 ) is trained. Düsenbaugruppe nach Anspruch 8, bei der die Düsennadel (4) eine Ringnut in der axialen Ausnehmung (32) hat, die so ausgebildet ist, dass die Materialdichte der Düsennadel senkrecht zu der Schließfläche (10) der Düsennadel (4) in dem Bereich der ersten Dichtkante (20) verringert ist.Nozzle assembly according to claim 8, wherein the nozzle needle ( 4 ) an annular groove in the axial recess ( 32 ), which is formed so that the material density of the nozzle needle perpendicular to the closing surface ( 10 ) of the nozzle needle ( 4 ) in the region of the first sealing edge ( 20 ) is reduced. Düsenbaugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Schließfläche (10) der Düsennadel (4) so ausgebildet ist, dass die Schließfläche (10) der Düsennadel (4) die Düsennadel (4) in Schließrichtung zuerst mit der ersten Dichtkante (20) des Düsenkörpers (2) mechanisch koppelt.Nozzle assembly according to one of the preceding claims, wherein the closing surface ( 10 ) of the nozzle needle ( 4 ) is formed so that the closing surface ( 10 ) of the nozzle needle ( 4 ) the nozzle needle ( 4 ) in the closing direction first with the first sealing edge ( 20 ) of the nozzle body ( 2 ) mechanically coupled. Düsenbaugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die erste Dichtkante (20) bezogen auf die Gerade (G) einen Überstand (U) aufweist.Nozzle assembly according to one of the preceding claims, wherein the first sealing edge ( 20 ) with respect to the straight line (G) has a supernatant (U). Düsenbaugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Überstand (U) bis zu 5 μm beträgt.nozzle assembly according to any one of the preceding claims, wherein the supernatant (U) up to 5 μm is. Ventil mit einem Injektorgehäuse (1), in dem eine Düsenbaugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche angeordnet ist.Valve with an injector housing ( 1 ) in which a nozzle assembly according to any one of the preceding claims is arranged.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102006033687A1 (en) * 2006-07-20 2008-01-24 Siemens Ag Injector nozzle e.g. for fuel injection, has nozzle needle, and conical-trained sealing area with body jet, circuit and nozzle needle provided which axially moves bag shaped capsules
DE102012205840A1 (en) * 2012-04-11 2013-10-17 Continental Automotive Gmbh Injector for injecting fuel into lifting cylinder combustion engine, in motor car, has valve provided between outer and inner valve needles to control connection between line and hole, where outer valve needle closes valve and another valve
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