DE102008031273A1 - Nozzle needle for nozzle assembly group of fuel injector, particularly common rail injector for combustion chamber, comprises guide piston for supporting nozzle needle in nozzle body - Google Patents

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Abstract

The nozzle needle (100) comprises a guide piston (110) for supporting the nozzle needle in a nozzle body (11). The guide piston of the nozzle needle comprises a nozzle needle borehole (130) starting from its front side (111). The inner surface (131) of the nozzle needle borehole is aligned on an outer surface (231) of a pressure piston (200) for the nozzle needle. An independent claim is included for a nozzle assembly group for a fuel injector of an internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düsennadel sowie eine Düsenbaugruppe für einen Kraftstoffinjektor eines Verbrennungsmotors. Ferner betrifft die Erfindung einen Kraftstoffinjektor, insbesondere einen Common-Rail-Kraftstoffinjektor, mit einer erfindungsgemäßen Düsennadel bzw. einer erfindungsgemäßen Düsenbaugruppe für einen Brennraum eines Verbrennungsmotors.The The invention relates to a nozzle needle and a nozzle assembly for a fuel injector of an internal combustion engine. Furthermore, the invention relates to a fuel injector, in particular a common rail fuel injector, with an inventive Nozzle needle or an inventive Nozzle assembly for a combustion chamber of an internal combustion engine.

Immer strenger werdende, gesetzliche Vorschriften bezüglich zulässiger Schadstoffemissionen von Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge machen es erforderlich, Maßnahmen zu treffen, durch welche die Schadstoffemissionen gesenkt werden können. Ein Ansatzpunkt hierbei ist es, eine verbesserte Gemischaufbereitung in den Brennräumen des Verbrennungsmotors zu erzielen. Eine entsprechend verbesserte Gemischaufbereitung kann erreicht werden, wenn Kraftstoff unter einem hohen Druck mittels eines Kraftstoffinjektors zugemessen wird. Im Falle eines Diesel-Verbrennungsmotors betragen solche Kraftstoffdrücke bis über 2.000 bar, wobei derartige Fluiddrücke hohe Anforderungen an das Material und an eine Konstruktion einer Düsenbaugruppe des Kraftstoffinjektors stellen.always Stricter, statutory regulations regarding permissible Pollutant emissions from internal combustion engines for motor vehicles make it necessary to take action by which the pollutant emissions can be lowered. A starting point Here it is, an improved mixture preparation in the combustion chambers of the internal combustion engine. A correspondingly improved Mixture preparation can be achieved if fuel is under is metered to a high pressure by means of a fuel injector. In the case of a diesel internal combustion engine, such fuel pressures are to over 2,000 bar, with such fluid pressures high demands on the material and on a construction of a Set the nozzle assembly of the fuel injector.

Bei einem Kraftstoffinjektor erfolgt eine Steuerung einer Einspritzung von Kraftstoff üblicherweise mittels einer Düsennadel, die im Kraftstoffinjektor verschiebbar gelagert ist und eine Düsenöffnung der Düsenbaugruppe in Abhängigkeit von ihrer Stellung freigibt oder verschließt. Eine mechanische Ansteuerung der Düsennadel erfolgt üblicherweise durch einen Aktor, der entweder direkt, oder über ein Servoventil und einen Steuerraum auf ein Übertragungsglied (Kolben) wirkt, welches mit der Düsennadel meist mechanisch zusammenwirkt. Die Düsennadel und das Übertragungsglied sind hierbei üblicherweise in einer Gleitführung mit einem geringen Spiel gleitgelagert, wobei eine Schmierung dieser Lagerung in der Regel durch den einzuspritzenden Kraftstoff erfolgt.at a fuel injector is controlled by an injection of fuel usually by means of a nozzle needle, which is slidably mounted in the fuel injector and a nozzle opening the nozzle assembly releases depending on their position or closes. A mechanical control of the nozzle needle is usually done by an actor who is either direct, or via a servo valve and a control room on a transmission link (Piston) acts, which with the nozzle needle usually mechanically interacts. The nozzle needle and the transfer member are usually in a sliding guide Sliding with a small clearance, with a lubrication of this Storage is usually carried out by the fuel to be injected.

Aufgrund der im Kraftstoffinjektor herrschenden, hohen Kraftstoffdrücke entstehen innerhalb des Kraftstoffinjektors relativ große Leckagemengen, wobei zwischen einer so genannten Dauerleckage und einer so genannten Schaltleckage unterschieden wird. Die Dauerleckage macht dabei einen größeren Anteil an einem gesamten Leckage-Volumenstrom aus. Insbesondere an einer Führung der Düsennadel innerhalb der Düsenbaugruppe tritt solch ein hoher Dauerleckage-Volumenstrom auf.by virtue of the prevailing in the fuel injector, high fuel pressures arise within the fuel injector relatively large Leakage quantities, whereby between a so-called permanent leakage and a so-called switching leakage is distinguished. The permanent leak makes a larger share of an entire Leakage volume flow off. In particular, at a tour the nozzle needle within the nozzle assembly occurs such a high continuous leakage volume flow.

Die Dauerleckage ist in einem hohen Maße von einem Führungsdurchmesser und einem dazugehörigen Führungsdichtspalt zwischen der Düsennadel und einem Düsenkörper der Düsenbaugruppe, sowie von dessen Länge und einem Kraftstoffdruck abhängig. Dauerleckage führt zu einer Erwärmung des Kraftstoffs, wobei eine damit verbundene Verringerung einer Viskosität des Kraftstoffs wiederum den Dauerleckage-Volumenstrom erhöht. Hierbei kann eine Kühlung des Kraftstoffs notwendig werden, was jedoch einen Gesamtwirkungsgrad eines Systems mit einem solchen Kraftstoffinjektor reduziert.The Permanent leakage is to a large extent of a guide diameter and an associated guide seal gap between the nozzle needle and a nozzle body the nozzle assembly, as well as its length and a fuel pressure dependent. Permanent leakage leads to a heating of the fuel, with an associated Reducing a viscosity of the fuel in turn increases the continuous leakage volume flow. This can be a Cooling of the fuel will be necessary, but a Overall efficiency of a system with such a fuel injector reduced.

Die Dauerleckage muss durch eine erhöhte Förderleistung einer Kraftstoffpumpe ausgeglichen werden, was jedoch eine Verringerung der Leistung des Verbrennungsmotors zur Folge hat. In einem Betrieb des Verbrennungsmotors wird ferner in Folge einer elastischen Verformung der Führung der Düsennadel im Düsenkörper mit einem zunehmendem Kraftstoffdruck der Führungsdichtspalt größer, wodurch eine Zuname der Dauerleckage beachtlich verstärkt wird. Ziel ist es daher, die Dauerleckage von Kraftstoff in einen Kraftstoffinjektor weitestgehend zu minimieren.The Permanent leakage must be due to an increased delivery rate a fuel pump to be balanced, but a reduction the performance of the internal combustion engine has the consequence. In one operation the internal combustion engine is further due to an elastic deformation the leadership of the nozzle needle in the nozzle body with an increasing fuel pressure of the guide seal gap larger, making a surname of permanent leakage considerable is reinforced. The aim is therefore the long-term leakage of fuel to minimize as much as possible in a fuel injector.

Eine Reduzierung der Dauerleckage an der Führung der Düsennadel ist durch eine Gestaltung des Führungsdichtspalts selbst möglich, indem dieser möglichst klein gehalten wird. Eine damit verbundene Reduzierung von Bauteiltoleranzen sowie gegebenenfalls eine aufwändige Oberflächengestaltung bzw. -behandlung durch Reduzierung einer Oberflächenrauheit ist ef fektiv, bedingt jedoch einen erhöhten Fertigungsaufwand und ist je nach einem gewünschtem Ergebnis sehr kostenintensiv. Ferner konnte bisher durch eine Auslesepaarung von Düsennadel und Düsenkörper ein geringes Spiel im Führungsdichtspalt erzielt werden.A Reduction of the permanent leakage at the guide of the nozzle needle is by a design of the Führungsdichtspalts itself possible by keeping this as small as possible becomes. An associated reduction of component tolerances as well optionally a complex surface design or treatment by reducing surface roughness is ef fektiv, but requires an increased production costs and is very costly depending on a desired result. Furthermore, so far could by a read pairing of nozzle needle and nozzle body a small clearance in the guide sealing gap be achieved.

Bei den zukünftig zu erwartenden, steigenden Kraftstoffdrücken, ist aufgrund einer Aufweitung des Führungsdichtspalts mit einer weiteren Zunahme der Dauerleckage zu rechnen. Daher sind Maßnahmen erforderlich, die Dauerleckage von Kraftstoff zu verringern und somit eine Förderleistung der Kraftstoffpumpe und daraus resultierend die Schadstoffemissionen des betreffenden Verbrennungsmotors zu minimieren.at the future expected, rising fuel pressures, is due to an expansion of the guide seal gap with to expect a further increase of the permanent leakage. Therefore, measures are necessary to reduce the duration of fuel leakage and thus a delivery of the fuel pump and from it resulting in the pollutant emissions of the respective internal combustion engine to minimize.

Die DE 199 14 713 C2 offenbart eine Einrichtung zur Minimierung einer Erhöhung einer Dauerleckage an einer Führung einer Düsennadel eines Kraftstoffinjektors. Hierfür weist ein Düsenkörper hochdruckseitig im Bereich eines Ringraums zum Betätigen der Düsennadel einen Ringkanal um die Düsennadel herum auf. Hierbei entsteht an der Führung der Düsennadel eine um die Düsennadel vollständig herumlaufende, freistehende Wandung, die als eine Art Dichtlippe wirkt. Ein sich im Ringraum und somit auch im Ringkanal einstellender Kraftstoffdruck sorgt dafür, dass es in einem Bereich der freistehenden Wandung zu keiner Aufweitung eines Führungsspiels zwischen einem Führungskoben des Düsenkörpers und der Düsennadel kommt. Darüber hinaus wird die freistehende Wandung im Bereich ihrer integralen Verbindung mit dem Düsenkörper durch den Kraftstoffdruck an die Düsennadel gedrückt.The DE 199 14 713 C2 discloses a means for minimizing an increase in permanent leakage on a guide of a nozzle needle of a fuel injector. For this purpose, a nozzle body on the high pressure side in the region of an annular space for actuating the nozzle needle has an annular channel around the nozzle needle around. This results in the leadership of the nozzle needle around the nozzle needle completely running around, freestanding wall, which acts as a kind of sealing lip. An adjusting itself in the annulus and thus also in the annular channel fuel pressure ensures that there is no widening of a guide clearance between a guide in a region of the freestanding wall Nozzle body and the nozzle needle comes. In addition, the freestanding wall is pressed in the region of its integral connection with the nozzle body by the fuel pressure to the nozzle needle.

Die DE 10 2005 039 688 A1 offenbart eine gebaute Düse für einen Kraftstoffinjektor, welche eine druckausgeglichene Führung für eine Düsennadel aufweist, wobei sich ein Führungsspiel mit einem steigenden Kraftstoffdruck nicht verändert oder kleiner wird. Hierdurch wird eine Abmessung eines Führungsdichtspalts zwischen einem Führungskolben der Düsennadel und einer Führungsbohrung, in welchem ein Systemdruck abgebaut wird, beibehalten oder verringert, und so ein starker Anstieg der Dauerleckage verhindert. Hierfür weist eine Düsenbaugruppe des Kraftstoffinjektors einen zweiteiligen Düsenkörper auf, welcher aus einer druckausgeglichenen Führung für die Düsennadel und dem eigentlichen Düsenkörper besteht. Hierdurch ist es möglich, dass der Systemdruck von außen auf die Führung der Düsenadel drücken kann und dadurch der Führungsdichtspalt zwischen der Düsennadel und deren Führungsbohrung konstant gehalten oder verkleinert wird.The DE 10 2005 039 688 A1 discloses a built-in nozzle for a fuel injector having a pressure balanced guide for a nozzle needle, wherein a guide clearance does not change or decrease with increasing fuel pressure. Thereby, a dimension of a guide seal gap between a guide piston of the nozzle needle and a guide bore, in which a system pressure is released, maintained or reduced, and thus prevents a large increase in the permanent leakage. For this purpose, a nozzle assembly of the fuel injector on a two-part nozzle body, which consists of a pressure-balanced guide for the nozzle needle and the actual nozzle body. This makes it possible that the system pressure can press from the outside on the leadership of the nozzle needle and thereby the guide seal gap between the nozzle needle and the guide bore is kept constant or reduced.

Die DE 10 2005 034 879 A1 offenbart eine zweiteilige Düsennadel aufweisend einen Führungskolben zum Führen der Düsennadel in einer Führungsbohrung eines Düsenkörpers, und einen Nadelkolben zum Verschließen einer Düsenöffnung des Düsenkörpers. Hierbei sind der Nadelkolben und der Führungskolben z. B. mittels einer Verschraubung aneinander festlegbar. Der Führungskolben weist einen Hohlraum auf, der sich von demjenigen Ende des Führungskolbens in diesen hinein erstreckt, welches dem Nadelkolben zugewandt ist. Korrespondierend zum Hohlraum im Führungskolben weist der Nadelkolben eine koaxiale Ausnehmung auf, welche sich in Richtung eines Sitzkegels des Nadelkolbens erstreckt. Unterhalb einer Düsennadelschulter weist der Nadelkolben quer zu seiner Längserstreckung eine Durchgangsbohrung auf, durch welche Fluid in die Ausnehmung des Nadelkolbens und von dort aus in den Hohlraum des Führungskolbens gelangen kann. Hierdurch ist es möglich, dem Hohlraum des Führungskolbens einen Systemdruck aufzuprägen, diesen mit einem steigenden Druck aufzuweiten und daher eine Erhöhung der Dauerleckage zu minimieren.The DE 10 2005 034 879 A1 discloses a two-piece nozzle needle having a guide piston for guiding the nozzle needle in a guide bore of a nozzle body, and a needle piston for closing a nozzle opening of the nozzle body. Here, the needle piston and the guide piston z. B. by means of a screw together fixed. The guide piston has a cavity which extends from that end of the guide piston in this, which faces the needle piston. Corresponding to the cavity in the guide piston, the needle piston has a coaxial recess which extends in the direction of a seat cone of the needle piston. Below a nozzle needle shoulder, the needle piston transversely to its longitudinal extent on a through hole through which fluid can pass into the recess of the needle piston and from there into the cavity of the guide piston. This makes it possible to impose a system pressure on the cavity of the guide piston, to widen it with an increasing pressure and therefore to minimize an increase in the permanent leakage.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Düsennadel und eine verbesserte Düsenbaugruppe für einen Kraftstoffinjektor, sowie einen verbesserten Kraftstoffinjektor für einen Verbrennungsmotor anzugeben. Erfindungsgemäß sollen dabei Schadstoffemissionen und/oder ein Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors reduziert sein. Ferner soll erfindungsgemäß die Düsennadel bzw. die Düsenbaugruppe möglichst einfach aufgebaut und rationell zu fertigen sein. Darüber hinaus soll mittels der erfindungsgemäßen Düsennadel und/oder der erfin dungsgemäßen Düsenbaugruppe eine Dauerleckage im Bereich einer Führung für die Düsennadel reduziert sein.It It is an object of the invention to provide an improved nozzle needle and an improved nozzle assembly for a Fuel injector, as well as an improved fuel injector for an internal combustion engine. According to the invention thereby Pollutant emissions and / or fuel consumption of the internal combustion engine be reduced. Furthermore, according to the invention the Nozzle needle or nozzle assembly as possible easy to build and efficient to manufacture. About that In addition, by means of the nozzle needle according to the invention and / or the inventions to the invention nozzle assembly a permanent leakage in the area of a guide for the nozzle needle be reduced.

Die Aufgabe der Erfindung wird mittels einer Düsennadel für eine Düsenbaugruppe, gemäß Anspruch 1, mittels einer Düsenbaugruppe für einen Kraftstoffinjektor, gemäß Anspruch 3 sowie mittels eines Kraftstoffinjektors für einen Verbrennungsmotor, gemäß Anspruch 21 gelöst. Zusätzliche Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen abhängigen Ansprüchen.The The object of the invention is by means of a nozzle needle for a nozzle assembly according to claim 1, by means of a nozzle assembly for a fuel injector, according to claim 3 and by means of a fuel injector for an internal combustion engine, according to claim 21 solved. Additional embodiments The invention will become apparent from the other dependent Claims.

Eine erfindungsgemäße Düsennadel weist von ihrer Stirnseite ausgehend eine Düsennadelbohrung auf, wobei eine Innenfläche der Düsennadelbohrung derart ausgestaltet ist, dass eine Außenfläche eines Druckkolbens für die Düsennadel daran lagerbar ist bzw. daran angreifen kann. Hierbei erstreckt sich die Düsennadelbohrung von der Stirnseite eines Führungskolbens der Düsennadel in einen Bereich eines Führungsabschnitts der Düsennadel hinein. Eine für den Druckkolben relevante Innenfläche der Düsennadelbohrung liegt dabei in einem Bereich des Führungsabschnitts der Düsennadel. D. h. ein mechanischer Kontakt zwischen dem Druckkolben und der Düsennadel findet innerhalb der Düsennadel in einem Bereich des Führungsabschnitts der Düsennadel statt.A inventive nozzle needle has from starting from a nozzle needle bore, wherein an inner surface of the nozzle needle bore is so is designed that an outer surface of a Pressure piston for the nozzle needle can be stored thereon is or can attack. In this case, the nozzle needle bore extends from the end face of a guide piston of the nozzle needle into a region of a guide portion of the nozzle needle. A relevant for the pressure piston inner surface the nozzle needle bore is located in an area of the Guide section of the nozzle needle. Ie. a mechanical one Contact between the plunger and the nozzle needle finds within the nozzle needle in a region of the guide section the nozzle needle instead.

Eine erfindungsgemäße Düsenbaugruppe weist einen Düsenkörper auf, welcher an einen Fluidhochdruck eines Kraftstoffinjektors bzw. eines Einspritzventils anschließbar ist, wobei innerhalb des Düsenkörpers eine von einem Druckkolben betätigbare Düsennadel wenigstens abschnittsweise geführt ist. Der Druckkolben ist in eine von einer Stirnseite der Düsennadel, sich in Richtung der Düsennadel erstreckende Düsennadelbohrung teilweise einsetzbar, wobei der Druckkolben derart innen an einer Seitenwandung der Düsennadelbohrung ansitzbar bzw. lagerbar ist, dass sich die Düsennadel bei Aufbringen einer Schließkraft mittels des Druckkolbens, in einem Abschnitt der Düsennadelbohrung in einem Durchmesser vergrößert. Hierbei ist ein Abschnitt, in welchem der Druckkolben innen an der Seitenwandung der Düsennadelbohrung ansitzt bzw. angreift, in einem Bereich eines Führungsabschnitts der Düsennadel angeordnet.A has nozzle assembly according to the invention a nozzle body, which at a fluid high pressure a fuel injector or an injection valve connected is, wherein within the nozzle body one of a pressure piston operable nozzle needle at least is performed in sections. The pressure piston is in one from one end of the nozzle needle, in the direction of the Düsennadel extending nozzle needle bore partially can be used, wherein the pressure piston so inside on a side wall the nozzle needle bore ansitzbar or storable is that the nozzle needle when applying a closing force by means of the pressure piston, in a section of the nozzle needle bore enlarged in diameter. Here is a Section in which the pressure piston is inside on the side wall the nozzle needle bore is or attacks, in one area a guide portion of the nozzle needle arranged.

Die erfindungsgemäße Düsennadel ist dabei in einer Düsenbohrung des Düsenkörpers der erfindungsgemäßen Düsennadelbaugruppe derart angeordnet, dass sie in einer Schließstellung einen Kraftstoff- bzw. Fluidfluss durch wenigstens eine Düsenöffnung mittels eines an ihr vorgesehenen Nadelkolbens versperrt, und in einer Offenstellung den Fluidfluss durch die Düsenöffnung(en) freigibt. Zwischen dem im Führungsabschnitt der Düsennadel vorgesehenem Führungskolben und einem Führungsschaft des Düsenkörpers, entlang welchem sich die Düsenbohrung im Düsenkörper erstreckt, ist ein Führungsdichtspalt ausgebildet, der über einen mit der Düsenbohrung in Fluidkommunikation stehenden Ringraum hydraulisch koppelbar ist, welcher seinerseits durch eine Hochdruckleitung hindurch mit einem Hochdruckkreis des Kraftstoffs hydraulisch verbindbar ist.The nozzle needle according to the invention is arranged in a nozzle bore of the nozzle body of the nozzle needle assembly according to the invention such that in a closed position, it blocks a fuel or fluid flow through at least one nozzle opening by means of a needle piston provided on it, and in an open position the fluid flow through the nozzle opening (s) releases. Between the provided in the guide portion of the nozzle needle guide piston and a guide shaft of the nozzle body, along which the nozzle bore extends in the nozzle body, a Führungsdichtspalt is formed, which is hydraulically coupled via a standing with the nozzle bore in fluid communication annulus, which in turn through a high-pressure line with a High pressure circuit of the fuel is hydraulically connectable.

Gemäß der Erfindung sitzt der Druckkolben mit einem Abschnitt seitlich innen an der Seitenwandung der Düsennadelbohrung an und kann dadurch eine Schließkraft über die Seitenwandung in die Düsennadel einleiten. Hierbei kann der Druckkolben in der Düsennadelbohrung bzw. mit einem Abschnitt an der Seitenwandung in einem gewissen Bereich entlanggleiten. Wie weit der anliegende Druckkolben in die Düsennadelbohrung eindringen kann, hängt unter anderem von den Elastizitäten des Druckkolbens und der Düsennadel, sowie von einer Schließkraft auf den Druckkolben und einer Öffnungskraft auf die Düsennadel ab. Hierbei ist es bevorzugt, dass ein freies Ende des Druckkolbens einen Boden der bevorzugt als Sacklochbohrung ausgebildeten Düsennadelbohrung in sämtlichen Einsatzsituationen nicht berühren kann.According to the Invention sits the pressure piston with a portion laterally inside on the side wall of the nozzle needle bore and can thereby a closing force on the side wall into the nozzle needle. Here, the pressure piston in the nozzle needle bore or with a section at the Sliding sidewall in a certain area along. How far the applied pressure piston penetrate into the nozzle needle bore depends, among other things, on the elasticities the pressure piston and the nozzle needle, as well as a closing force on the pressure piston and an opening force on the nozzle needle from. It is preferred that a free end of the pressure piston a bottom of the preferably designed as a blind hole nozzle needle bore in all operational situations can not touch.

Erfindungsgemäß sind die seitliche Innenfläche der Düsennadelbohrung und die betreffende Außenfläche des Druckkolbens derart aufeinander abgestimmt, dass der Druckkolben mit sei ner Außenfläche an der Innenfläche der Düsennadelbohrung anliegen kann. Hierbei sitzt der Druckkolben mit einem Bereich eines Längsendabschnitts derart an der Seitenwandung der Düsennadelbohrung an, dass sich die Düsennadel in Abhängigkeit von der Schließkraft, welche vom Druckkolben innen auf die Seitenwandung der Düsennadel und von dort aus in die Düsennadel einwirkt, in einem Bereich ihres Führungskolbens im Durchmesser vergrößert. Hierbei sind die Elastizitäten und die Geometrien der Düsennadel und des Druckkolbens aufeinander abgestimmt. Bevorzugt erfolgt diese Abstimmung unter Einbeziehung der Schließkraft des Druckkolbens und eines Kraftstoffdrucks derart, dass immer ein gewünschtes Führungsspiel zwischen der Düsennadel und dem Düsenkörper herrscht. Dieses beträgt bevorzugt ca. 1,5 bis 2,0 μm.According to the invention the lateral inner surface of the nozzle needle bore and the respective outer surface of the plunger coordinated so that the pressure piston with ner ner outer surface abut against the inner surface of the nozzle needle bore can. In this case, the pressure piston is seated with a region of a longitudinal end section such on the side wall of the nozzle needle bore that the nozzle needle depending on the closing force, which from the pressure piston inside to the side wall of the nozzle needle and from there into the nozzle needle, in one area their guide piston in diameter increases. Here are the elasticities and the geometries of the nozzle needle and the pressure piston matched. This is preferably done Tuning taking into account the closing force of the pressure piston and a fuel pressure such that always a desired leadership game between the nozzle needle and the nozzle body prevails. This is preferably about 1.5 to 2.0 microns.

Weitet sich also ein Führungsdichtspalt zwischen dem Führungskolben der Düsennadel und dem Düsenkörper aufgrund eines erhöhten Kraftstoffdrucks, so soll dieses Aufweiten durch eine entsprechende Vergrößerung des Durchmessers eines Abschnitts des Führungskolbens ausgeglichen werden. Vergrößert sich beispielsweise der Führungsdichtspalt um ca. 1 μm, so sollte sich der Führungskolben an einem Abschnitt um ca. 2 μm in seinem Durchmesser vergrößern. Diese Kompensation erstreckt sich bevorzugt über das gesamte Einsatzspektrum der Düsennadel bzw. der Düsenbaugruppe. Insbesondere soll diese Kompensation für hohe Kraftstoffdrücke bzw. hohe Schließkräfte angewendet werden. Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, die Schießkraft derart zu wählen, dass ein Abschnitt des Führungsdichtspalts minimal bzw. nahezu Null wird, was für die Ruhephasen der Düsennadel zwischen zwei (Einzel-)Einspritzungen von Vorteil sein kann.expands Thus, a guide sealing gap between the guide piston the nozzle needle and the nozzle body due an increased fuel pressure, so this expansion by a corresponding increase in the diameter a portion of the guide piston are balanced. For example, increases the Führungsdichtspalt about 1 micron, so should the guide piston increase in diameter by about 2 μm on a section. This compensation preferably extends over the entire Range of application of the nozzle needle or nozzle assembly. In particular, this compensation for high fuel pressures or high closing forces are applied. Further is it possible according to the shooting force to choose such that a portion of the guide seal gap is minimal or almost zero, which is for the resting phases of Nozzle needle between two (single) injections advantage can be.

Eine innere Ausgestaltung der Düsennadel bzw. eine Form der Düsennadelbohrung bzw. deren Innendurchmesserverlauf ist dabei derart auf den damit zusammenwirkenden Abschnitt des Druckkolbens abgestimmt, dass sich bei einem steigenden Kraftstoffdruck die Düsennadel in einem Bereich ihres Führungskolbens aufweiten kann, und somit einer Aufweitung des Führungsdichtspalts, welche durch den hohen Kraftstoffdruck bestimmt wird, entgegenwirkt. Hierbei können ein Dickenverlauf der Seitenwandung der Düsennadelbohrung und der Druckkolben derart aufeinander abgestimmt werden, dass ein Abschnitt des Führungsdichtspalts bei einem steigenden Kraftstoffdruck kleiner wird, im Wesentlichen konstant bleibt oder geringfügig größer wird.A internal configuration of the nozzle needle or a shape of the Düsennadelbohrung or the inner diameter course is doing so on the cooperating portion of the pressure piston tuned that with increasing fuel pressure, the nozzle needle can expand in a region of its guide piston, and thus an expansion of the guide seal gap, which by the high fuel pressure is determined, counteracts. in this connection can be a thickness profile of the side wall of the nozzle needle bore and the pressure piston are matched to one another such that a Section of the guide seal gap with a rising Fuel pressure becomes smaller, remains substantially constant or slightly larger.

Eine Art und Weise, wie auf eine Aufweitung des Führungskolbens der Düsennadel durch die mit dem Druckkolben zusammenwirkende Seitenwandung Einfluss genommen werden soll, hängt von einem tolerierbaren Leckage-Volumenstrom und von den Führungseigenschaften der Düsennadel innerhalb des Düsenkörpers ab. So ist es einerseits möglich, den Leckage-Volumenstrom stark zu minimieren, was jedoch eine erhöhte Reibung zwischen dem Führungsschaft (also einer Wand der Düsenbohrung im Bereich des Führungsschafts) und der Düsennadel zur Folge hat. Andererseits ist es möglich, einen etwas größeren Leckage-Volumenstrom zuzulassen und dadurch die Reibung zwischen dem Führungskolben und dem Düsenkörper zu minimieren.A Way, as on a widening of the guide piston the nozzle needle by cooperating with the pressure piston Sidewall influence is dependent on a tolerable leakage flow rate and the guiding properties the nozzle needle within the nozzle body from. So it is possible on the one hand, the leakage volume flow to greatly minimize, however, increased friction between the guide shaft (ie a wall of the nozzle bore in Area of the guide shaft) and the nozzle needle entails. On the other hand it is possible to do something allow larger leakage volume flow and thereby the friction between the guide piston and the nozzle body to minimize.

Die Düsennadelbohrung erstreckt sich für eine gewisse Distanz in die Düsennadel hinein, wobei es in Ausführungsformen der Erfindung möglich ist, die Düsennadelbohrung an eine Düsennadelschulter heranreichen zu lassen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung ist es möglich, die Düsennadelbohrung nur in einem stirnseitigen Längsendabschnitt des Führungskolbens vorzusehen.The Nozzle needle bore extends for a certain Distance into the nozzle needle into it, where in embodiments the invention is possible, the nozzle needle bore to get close to a nozzle needle shoulder. In other Embodiments of the invention make it possible the nozzle needle bore only in a frontal Längsendabschnitt to provide the guide piston.

Folgt man der Düsennadelbohrung von der Stirnseite des Führungskolbens nach innen, so ist diese wenigstens an einem Abschnitt derart ausgestaltet, dass sie sich verjüngt. Hierdurch ist es erfindungsgemäß möglich, dass ein entsprechend ausgestalteter Längsendabschnitt des Druckkolbens an diesem sich verjüngenden Abschnitt ansitzen bzw. angreifen kann. Dementsprechend ergibt sich auch eine Geometrie der Seitenwandung in Längsrichtung der Düsennadel. Hierbei vergrößert sich eine Wanddicke der Seitenwandung wenigstens an einem Ab schnitt nach innen entlang der Längsrichtung der Düsennadelbohrung. Es sei darauf hingewiesen, dass die Düsennadelbohrung durchaus einen Abschnitt aufweisen kann, in welchem ihr Durchmesser konstant ist. Es ist lediglich notwendig, dass ein Abschnitt der Düsennadelbohrung einen sich verjüngenden Durchmesser aufweist.If one follows the nozzle needle bore from the end face of the guide piston inwards, then this is configured at least at one portion such that it tapers. This makes it possible according to the invention that a suitably designed longitudinal end portion of the pressure piston at can sit or attack this tapered section. Accordingly, there is also a geometry of the side wall in the longitudinal direction of the nozzle needle. Here, a wall thickness of the side wall increases at least at a section from inward along the longitudinal direction of the nozzle needle bore. It should be noted that the nozzle needle bore may well have a section in which its diameter is constant. It is only necessary that a portion of the nozzle needle bore has a tapered diameter.

Um einen homogenen Kräfteübertrag vom Druckkolben auf die Düsennadel zu erreichen, sind die entsprechenden Kontaktflächen eines Bereichs des Längsendabschnitts des Druckkolbens und einer Innenseite der Seitenwandung des Führungskolbens aufeinander abgestimmt, d. h. kommen zur Deckung. Um ein Entlanggleiten des Längsendabschnitts des Druckkolbens an seiner Anlagefläche innerhalb der Düsennadelbohrung zu gewährleisten, ist der betreffende Abschnitt an der Innenseite der Düsennadelbohrung in Längsrichtung der Düsennadel bevorzugt länger ausgestaltet als der betreffende Bereich am Längsendabschnitt des Druckkolbens, bzw. umgekehrt für Ausführungsformen mit einer gekrümmten Innenseite der Seitenwandung.Around a homogeneous transfer of forces from the pressure piston to reach the nozzle needle are the corresponding Contact surfaces of a region of the longitudinal end section the pressure piston and an inner side of the side wall of the guide piston to each other agreed, d. H. come to cover. To slide along the Longitudinal section of the pressure piston at its contact surface to ensure within the nozzle needle bore, is the relevant section on the inside of the nozzle needle hole in the longitudinal direction of the nozzle needle preferably longer designed as the area in question at the longitudinal end portion of the pressure piston, or vice versa for embodiments with a curved inside of the side wall.

Es ist darauf zu achten, dass während eines Betriebs der Druckkolben in der Düsennadelbohrung nicht verklemmt. Hierfür kann eine betreffende Fläche (Innenfläche der Düsennadelbohrung, Außenfläche des Druckkolbens) entsprechend ausgestaltet (Vertiefungen, Noppen) sein, sodass einerseits ein Verklemmen des Druckkolbens in der Düsennadelbohrung verhindert und andererseits dadurch auch eine Entlüftung (s. u.) eines Raums zwischen dem freien Ende des Druckkolbens und dem Boden der Düsennadelbohrung gewährleistet ist.It Care must be taken to ensure that during operation of the pressure piston not jammed in the nozzle needle hole. Therefor can a relevant area (inner surface of the Nozzle needle bore, outer surface of the pressure piston) be designed accordingly (depressions, pimples), so on the one hand a jamming of the pressure piston in the nozzle needle bore prevents and on the other hand by a vent (see below) a space between the free end of the plunger and ensured the bottom of the nozzle needle bore is.

Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass ein Angriffsabschnitt zwischen dem Druckkolben und der Düsennadelbohrung bzw. der Innenseite der umlaufenden Seitenwandung des Führungskolbens, in Längsrichtung der Düsennadel ein symmetrischer, flächiger Bereich, insbesondere ein Ringbereich ist. Je größer die flächenmäßige Überdeckung zwischen der Seitenwandung und dem Druckkolben, desto homogener lässt sich eine Kraft in die Düsennadel einleiten. Die hierbei zueinander korrespondierenden Flächen (betreffende Innenfläche der Düsennadelbohrung und Außenfläche des Druckkolbens) sind eine oder zwei Kegelmantelflächen, und/oder eine oder zwei Mantelflächen einer rotierenden gekrümmten Linie, insbesondere einer Evolvente, wodurch sich ein wenigstens teilsphärischer Körper ergibt.According to the invention it is preferred that an engaging portion between the plunger and the nozzle needle bore or the inside of the circumferential Side wall of the guide piston, in the longitudinal direction the nozzle needle a symmetrical, areal area, in particular, a ring area. The bigger the area overlap between the Side wall and the pressure piston, the more homogeneous to introduce a force into the nozzle needle. The hereby mutually corresponding surfaces (relevant inner surface the nozzle needle bore and outer surface the pressure piston) are one or two conical surfaces, and / or one or two lateral surfaces of a rotating curved line, in particular an involute, resulting in gives an at least partially spherical body.

Erfindungsgemäß können zwei Kegelmantelflächen zum Einsatz kommen. Darüber hinaus ist es z. B. möglich, die Innenfläche der Düsennadelbohrung abschnittsweise als eine sich in Längsrichtung verjüngende Kegelmantelfläche auszubilden und die damit zur Anlage kommende Außenfläche des Druckkolbens aus einer rotierenden gekrümmten Linie, also einem teilsphärischen Körper aufzubauen, oder umgekehrt. Als teilsphärischer Körper ist z. B. ein Abschnitt einer Kugel, eines Ellipsoids, eines Paraboloids, eines Hyperboloids oder eines hyperbolischen Kegels anwendbar. Erfindungsgemäß ist jedenfalls darauf zu achten, dass sich eine ausreichende Flächenüberdeckung zwischen den beiden Flächen ergibt, ohne dass sich der Druckkolben innerhalb der Düsennadelbohrung verklemmt.According to the invention two conical surfaces are used. About that In addition, it is z. B. possible, the inner surface of the Düsennadelbohrung sections as a tapered in the longitudinal direction Form cone surface and thus the plant coming outer surface of the plunger from a rotating curved line, so a partially spherical Build body, or vice versa. As a part-spherical Body is z. B. a section of a sphere, an ellipsoid, a paraboloid, hyperboloid or hyperbolic Cone applicable. In any case according to the invention Make sure that there is sufficient surface coverage between the two surfaces, without the Pressure piston jammed inside the nozzle needle bore.

Zur Entlüftung der Düsennadelbohrung, insbesondere zur Entlüftung des verbleibenden Raums zwischen dem Boden der Düsennadelbohrung und dem freien Ende des Druckkolbens, kann der Druckkolben eine Bohrung aufweisen, die einen niederdruckseitigen Raum mit der Düsennadelbohrung verbindet. Dies kann auch durch eine entsprechend strukturierte Oberfläche des Druckkolbens bzw. der inneren Seitenwandung, z. B. mit einer Facette oder Noppen/Vertiefungen, realisiert sein. Ferner kann der Druckkolben und/oder die Seitenwand entsprechend eine Nut oder einen Kanal aufweisen.to Venting the nozzle needle bore, in particular to vent the remaining space between the floor the nozzle needle bore and the free end of the plunger, For example, the pressure piston may have a bore which is a low pressure side Room with the nozzle needle hole connects. This can too through a correspondingly structured surface of the pressure piston or the inner side wall, z. With a facet or nubs / depressions, be realized. Furthermore, the pressure piston and / or the side wall correspondingly have a groove or a channel.

Ferner umfasst die Erfindung einen Kraftstoffinjektor mit einer Injektorbaugruppe, einer Düsenbaugruppe und einer erfindungsgemäßen Düsennadel, oder einer Injektorbaugruppe und einer erfindungsgemäßen Düsenbaugruppe.Further the invention includes a fuel injector with an injector assembly, a nozzle assembly and an inventive Nozzle needle, or an injector and an inventive Nozzle assembly.

Gemäß der Erfindung lässt sich im Bereich der Düsennadelführung des Kraftstoffinjektors die Dauerleckage dadurch redu zieren, dass in eine hohlgebohrte Düsennadel gezielt eine Querkraft eingebracht wird. Hierdurch ist es erfindungsgemäß möglich, ein bestehendes Design eines Kraftstoffinjektors beizubehalten bzw. dieses nur geringfügig ändern zu müssen, wobei je nach einer Auslegung des Kraftstoffinjektors ähnliche technische Vorteile wie durch eine gebaute Düse erzielbar sind.According to the Invention can be in the field of nozzle needle guide of the fuel injector reduce the permanent leakage by in a hollow-drilled nozzle needle targeted a transverse force is introduced. This makes it possible according to the invention maintain an existing design of a fuel injector or to change this only slightly, being similar depending on a design of the fuel injector technical advantages as achievable by a built nozzle are.

Erfindungsgemäß erreicht man, insbesondere bei hohen Kraftstoffdrücken, eine drastische Verringerung eines Dauerleckage-Volumenstroms, wobei eine Temperaturerhöhung des Kraftstoffs aufgrund der geringeren Leckage reduziert ist. Ferner ist der Kraftstoffinjektor gegenüber Partikel robuster auslegbar, da bei einem niedrigen Kraftstoffdruck ein größerer Führungsdichtspalt anwendbar ist. Darüber hinaus ergibt sich erfindungsgemäß eine Reduzierung einer maximalen Schließkraft für die Düsennadel und somit eine Reduzierung eines Verschleißes zwischen der Düsennadel und dem Düsenkörper. Des Weiteren ergibt sich durch die erfindungsgemäße Verringerung des Führungsdichtspalts bei hohen Fluiddrücken, eine Verringerung der Shot-zu-Shot-Streuungen des Kraftstoffinjektors.According to the invention, especially at high fuel pressures, a drastic reduction of a continuous leakage volume flow is achieved, wherein a temperature increase of the fuel is reduced due to the lower leakage. Further, the fuel injector is more robust to particulates because a larger pilot seal gap is applicable at low fuel pressure. In addition, the invention results in a reduction of a maximum closing force for the nozzle needle and thus a reduction of wear between the nozzle needle and the nozzle body. Furthermore, the reduction of the guide sealing gap according to the invention at high fluid pressures results in a reduction in the Shot-to-Shot Scattering of the Fuel Injector.

Gemäß der Erfindung wird einem unerwünschten Aufweiten des Führungsdichtspalts entgegengewirkt und eine gute Gleitlagerung der Düsennadel weitgehend unabhängig vom Kraftstoffdruck gewährleistet. Dadurch dass der Druckkolben an seinem der Düsennadel abgewandten Ende mit Fluidhochdruck beaufschlagt ist, wirkt im Betrieb eine Kraft auf den Führungskolben der Düsennadel ein. Durch die erfindungsgemäße Anordnung und Geometrie zwischen dem Druckkolben und dem Führungskolben, wirken radial nach außen gerichtete Kräfte von innen auf den Führungskolben, welche mit steigendem Kraftstoffdruck zunehmen, wodurch einer Aufweitung des Führungsdichtspalts entgegengewirkt wird. Hierbei handelt es sich quasi um ein selbstregelndes System in Bezug auf eine Konstanz der Größe des Führungsdichtspalts. Ferner wird erfindungsgemäß der Führungsdichtspalt immer so klein gehalten, dass der Dauerleckage-Volumenstrom gering ist. Darüber hinaus kann durch die Selbstregelung auch verhindert werden, dass sich der Führungskolben zu stark aufweitet, sodass erfindungsgemäß die Düsennadel im Düsenkörper nicht festsitzen kann.According to the Invention will undesirably widen the guide seal gap counteracted and a good sliding bearing of the nozzle needle ensured largely independent of the fuel pressure. Characterized in that the pressure piston facing away from the nozzle needle at its End is subjected to fluid high pressure, a force acts during operation on the guide piston of the nozzle needle. By the inventive arrangement and geometry between the pressure piston and the guide piston act radially externally directed forces from the inside on the guide piston, which increase with increasing fuel pressure, causing a widening the guide sealing gap is counteracted. This acts It is almost a self-regulating system in terms of a constancy of Size of the guide seal gap. Further According to the invention, the guide seal gap always kept so small that the continuous leakage volume flow is low is. In addition, self-regulation can also prevents the guide piston too strong expands so that according to the invention the nozzle needle can not get stuck in the nozzle body.

Gegenüber der gebauten Düse ist es erfindungsgemäß möglich, wenigstens denselben Effekt der Reduzierung der Dauerleckage zu erzielen, wobei es möglich ist, eine Anzahl von benötigten Bauteilen somit auch eine Anzahl an Herstellungsschritten zu verringern. Hierdurch ergeben sich deutliche Kostenvorteile gegenüber der gebauten Düse. Im Gegensatz zu Ansätzen, die eine Verschraubung einer mehrteiligen Düsennadel zur Erreichung eines mit Fluidhochdruck beaufschlagbaren Düsennadelhohlraums vorsehen, erhält man erfindungsgemäß eine höhere Maßhaltigkeit der Düsennadel, da die Bearbeitung der Düsennadel an einem Stück und in einer Aufspannung erfolgen kann.Across from the built nozzle, it is possible according to the invention at least the same effect of reducing the duration of leakage whereby it is possible to obtain a number of required ones Components also reduce a number of manufacturing steps. This results in significant cost advantages the built nozzle. Unlike approaches that a screw connection of a multi-part nozzle needle to achieve a pressurized with fluid high pressure nozzle needle cavity provide, according to the invention gives a higher Dimensional accuracy of the nozzle needle, since the processing the nozzle needle in one piece and in one clamping can be done.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: 1 eine zentrale Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors, und die 2 bis 6 jeweils schematisch dargestellte zentrale Schnittansichten von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Düsennadel bzw. der erfindungsgemäßen Düsenbaugruppe.The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments with reference to the accompanying drawings. In the drawing show: 1 a central sectional view of a fuel injector according to the invention, and the 2 to 6 each schematically illustrated central sectional views of embodiments of the nozzle needle according to the invention or the nozzle assembly according to the invention.

Wenn im Folgenden von einer Düsennadel 100 die Rede ist, so ist damit eine einsatzbereite Düsennadel 100 gemeint, die so wie sie ist, in einem Kraftstoffinjektor 1 bzw. einer Düsenbaugruppe 10 des Kraftstoffinjektors 1 eingesetzt werden kann. Ferner kann in Ausführungsformen der Erfindung unter der Bezeichnung Düsennadel 100, eine Düsennadel 100 mit einem damit verbundenen Druckkolben 200 verstanden werden. D. h. eine solche Düsennadel 100 umfasst zusätzlich den Druckkolben 200; bezeichnet ist eine solche Anordnung 100, 200 dann im Folgenden als Düsennadel 100.If below from a nozzle needle 100 the speech is, so it is a ready-to-use nozzle needle 100 meant as it is in a fuel injector 1 or a nozzle assembly 10 of the fuel injector 1 can be used. Further, in embodiments of the invention, the term nozzle needle 100 , a nozzle needle 100 with an associated pressure piston 200 be understood. Ie. such a nozzle needle 100 additionally includes the pressure piston 200 ; is designated such an arrangement 100 . 200 then in the following as a nozzle needle 100 ,

1 zeigt einen Kraftstoffinjektor 1, der eine Düsenbaugruppe 10 und eine Injektorbaugruppe 20 umfasst. Die Düsen baugruppe 10 und die Injektorbaugruppe 20 sind mittels einer Düsenspannmutter 30 fluiddicht aneinander festgelegt. 1 shows a fuel injector 1 , which is a nozzle assembly 10 and an injector assembly 20 includes. The nozzle assembly 10 and the injector assembly 20 are by means of a nozzle retaining nut 30 fluid tight together.

Die Injektorbaugruppe 20 weist einen Injektorkörper 21 auf, an oder in welchem ein Aktor 22 vorgesehen ist. Der Aktor 22 ist bevorzugt als ein Piezoaktor 22 ausgebildet, kann z. B. jedoch auch als ein elektromagnetischer Aktor 22 ausgelegt sein. Der Aktor 22 kann mit einem mechanischen oder hydraulischen Übertrager (in der Zeichnung nicht dargestellt) verbunden sein, der im Injektorköper 21 angeordnet ist. Der Aktor 22 und der Übertrager bilden dann einen Stellantrieb.The injector assembly 20 has an injector body 21 on, on or in which an actor 22 is provided. The actor 22 is preferred as a piezoelectric actuator 22 trained, z. But also as an electromagnetic actuator 22 be designed. The actor 22 can be connected to a mechanical or hydraulic transformer (not shown in the drawing), which in Injektorköper 21 is arranged. The actor 22 and the transmitter then form an actuator.

Der Injektorkörper 21 weist ferner einen hochdruckseitigen Fluidanschluss 23 für einen einzuspritzenden Kraftstoff K auf, wobei der Fluidanschluss 23 mit einer im Injektorkörper 21 ausgebildeten Hochdruckleitung 24 hydraulisch gekoppelt ist. Über den Hochdruckanschluss 23 ist der Kraftstoffinjektor 1 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Hochdruckfluidkreis eines Verbrennungsmotors hydraulisch verbindbar. Die Hochdruckleitung 24 versorgt einen im Injektorkörper 21 ausgebildeten Steuerraum 27 sowie die Düsenbaugruppe 10 (s. u.) mit Kraftstoff K unter einem Fluidhochdruck pH.The injector body 21 further includes a high pressure side fluid port 23 for a fuel K to be injected, wherein the fluid port 23 with one in the injector body 21 trained high pressure line 24 hydraulically coupled. Via the high pressure connection 23 is the fuel injector 1 can be hydraulically connected to a high pressure fluid circuit of an internal combustion engine, not shown in the drawing. The high pressure line 24 supplies one in the injector body 21 trained control room 27 as well as the nozzle assembly 10 (see below) with fuel K under a fluid high pressure p H.

Am (in der Zeichnung nicht dargestellt) oder im Steuerraum 27 ist ein Ventilglied 28 vorgesehen, welches in einer mechanischen Verbindung mit dem Aktor 22 steht. In Abhängigkeit von der Stellung des Ventilglieds 28 ist der Steuerraum 27 mit einer Niederdruckseite (pN) des Kraftstoffinjektors 1 hydraulisch ge- oder entkoppelt. Der Druck im Steuerraum 27 wirkt über einen Kolben 29 und einen Druckkolben 200 über eine Stirnseite 111 auf/in die Düsennadel 100 der Düsenbaugruppe 10 ein (s. u.). Hierbei ist die Stirnseite 111 der Düsennadel 100 einem Düsennadelsitz 18 bzw. einem Sitzkegel 121 der Düsennadel 100 abgewandt.On (not shown in the drawing) or in the control room 27 is a valve member 28 provided, which in a mechanical connection with the actuator 22 stands. Depending on the position of the valve member 28 is the control room 27 with a low pressure side (p N ) of the fuel injector 1 hydraulically coupled or decoupled. The pressure in the control room 27 acts via a piston 29 and a pressure piston 200 over a front side 111 on / in the nozzle needle 100 the nozzle assembly 10 on (see below). Here is the front page 111 the nozzle needle 100 a nozzle needle seat 18 or a seat cone 121 the nozzle needle 100 away.

Ferner wird die Düsennadel 100 über eine in einem Federraum 25 des Injektorkörpers 21 angeordnete Düsennadelfeder 26 entweder direkt oder wie in der Zeichnung dargestellt, über den Druckkolben 200 in Richtung ihres Düsennadelsitzes 18 gedrückt, um bei einem Nichtanliegen des Fluidhochdrucks pH sicher geschlossen zu sein. In Ausführungsformen der Erfindung kann der Kolben 29 mit dem Druckkolben 200 stofflich einstückig ausgebildet sein.Furthermore, the nozzle needle 100 about one in a spring room 25 of the injector body 21 arranged nozzle needle spring 26 either directly or as shown in the drawing, over the plunger 200 in the direction of her nozzle needle seat 18 pressed to be closed when not in the high-pressure fluid p H safely. In embodiments of the invention, the piston 29 with the pressure piston 200 be formed materially in one piece.

Die Düsenbaugruppe 10 des Kraftstoffinjektors 1 weist einen Düsenkörper 11 mit einer Düsenbohrung 12 und einem Ringraum 14 an der Düsenbohrung 12 auf, wobei in der Düsenbohrung 12 die bevorzugt stofflich einstückig ausgebildete Düsennadel 100 verschieblich angeordnet ist. Der im Düsenkörper 11 ausgebildete und die Düsennadel 100 im Bereich ihrer Düsennadelschulter 115 umgebende Ringraum 14 ist mit der Hochdruckleitung 24 des Injektorkörpers 21 hydraulisch verbunden, wodurch, bei einem Anliegen des Fluidhochdrucks pH am Hochdruckanschluss 23, im Ringraum 14 nahezu immer der Fluidhochdruck pH anliegt.The nozzle assembly 10 of the fuel injector 1 has a nozzle body 11 with a nozzle bore 12 and an annulus 14 at the nozzle bore 12 on, being in the nozzle bore 12 the preferred materially integrally formed nozzle needle 100 slidably arranged. The in the nozzle body 11 trained and the nozzle needle 100 in the area of her nozzle needle shoulder 115 surrounding annulus 14 is with the high pressure line 24 of the injector body 21 hydraulically connected, whereby, in the case of a high-pressure fluid pressure p H at the high-pressure connection 23 in the annulus 14 almost always the fluid high pressure p H is applied.

Je nach einem Druck im Steuerraum 27 wird die Düsennadel 100 entweder in ihren Düsennadelsitz 18 gepresst (Ventilglied 28 in Schließposition, im Steuerraum 27 herrscht Fluidhochdruck pH) oder bewegt sich, falls der Steuerraum 27 mit einem Niederdruckbereich (pN) des Kraftstoffinjektors 1 hydraulisch verbunden ist (Ventilglied 28 in Offenposition), aufgrund des Fluidhochdrucks pH im Ringraum 14 und der an ihr ausgebildeten Düsennadelschulter 115 von ihrem Düsennadelsitz 18 weg, wodurch Kraftstoff K durch wenigstens eine in der Zeichnung nicht dargestellte Düsenöffnung der Düsenbaugruppe 10 in einen Brennraum 2 eines Verbrennungsmotors eingespritzt werden kann.Depending on a pressure in the control room 27 becomes the nozzle needle 100 either in her jet needle seat 18 pressed (valve member 28 in closed position, in the control room 27 prevails fluid high pressure p H ) or moves, if the control room 27 with a low pressure region (p N ) of the fuel injector 1 hydraulically connected (valve member 28 in open position), due to the fluid high pressure p H in the annulus 14 and the nozzle needle shoulder formed on it 115 from her jet needle seat 18 away, whereby fuel K through at least one nozzle opening, not shown in the drawing of the nozzle assembly 10 in a combustion chamber 2 an internal combustion engine can be injected.

Andere Ausführungsformen des Kraftstoffinjektors 1 sind natürlich anwendbar. So ist es z. B. möglich, die Düsennadel 100 mittels des Aktors 22 direkt oder invers anzusteuern. Bei einer direkt betätigten Düsennadel 100 ist der Druckkolben 200 Bestandteil einer Kopfplatte des Aktors 22. Darüber hinaus ist es möglich, eine nach außen öffnende Düsennadel 100 anzuwenden. Ferner soll die Erfindung nicht auf einen in derOther embodiments of the fuel injector 1 are of course applicable. So it is z. B. possible, the nozzle needle 100 by means of the actuator 22 directly or inversely to control. With a directly operated nozzle needle 100 is the pressure piston 200 Part of a head plate of the actuator 22 , In addition, it is possible to have an outwardly opening nozzle needle 100 apply. Furthermore, the invention should not be limited to one in the

1 dargestellten Common-Rail-Injektor 1 beschränkt sein, sondern ist auch auf andere Injektoren 1, wie z. B. einen Pumpe-Düse-Injektor 1, anwendbar. 1 illustrated common rail injector 1 it is limited to other injectors 1 , such as B. a pump-nozzle injector 1 , applicable.

Der Kraftstoffinjektor 1 hat aufgrund seines konstruktiven Aufbaus eine innere Dauerleckage über eine Führung bzw. Gleitlagerung des Führungskolbens 110 der Düsennadel 100 und dem Düsenkörper 11 bzw. dessen Führungsschaft 13, in welchem ein Abschnitt der Düsenbohrung 12 ausgebildet ist. Diese Dauerleckage macht ca. Zweidrittel einer Gesamtleckage des Kraftstoffinjektors 1 aus. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Dauerleckage des Kraftstoffinjektors 1 möglichst niedrig zu halten, um so eine möglichst kleine Hockdruckpumpe für ein Einspritzsystem verwenden zu können. Hintergrund hierfür ist eine Reduzierung der aufzuwendenden Leistung der Hochdruckpumpe für das Einspritzsystem, welches den Kraftstoffinjektor 1 aufweist. Gemäß der Erfindung ist es möglich, die Dauerleckage an der Führung der Düsennadel 100 signifikant zu reduzieren, ähnlich einem Prinzip der gebauten Düse.The fuel injector 1 has due to its structural design an internal permanent leakage via a guide or sliding bearing of the guide piston 110 the nozzle needle 100 and the nozzle body 11 or its leadership 13 in which a portion of the nozzle bore 12 is trained. This permanent leakage accounts for about two-thirds of a total fuel injector leakage 1 out. The aim of the present invention is the permanent leakage of the fuel injector 1 Keep as low as possible in order to use as small a high-pressure pump for an injection system. The background to this is a reduction in the power required of the high-pressure pump for the injection system, which is the fuel injector 1 having. According to the invention, it is possible to permanently leak at the leadership of the nozzle needle 100 significantly reduce, similar to a principle of the built nozzle.

Die 2 bis 6 zeigen jeweils in einer schematischen Ansicht die im erfindungsgemäßen Düsenkörper 11 montierte erfindungsgemäße Düsennadel 100. Hierbei umfasst die Düsennadel 100 den Führungskolben 110 und einen damit einstückig ausgebildeten, im Durchmesser kleineren Nadelkolben 120, der an seinem freien, unteren Ende den Sitzkegel 121 aufweist. Der Sitzkegel 121 ist innen am Düsennadelsitz 18 dichtend zur Anlage bringbar und kann wenigstens die eine Düsenöffnung freigeben oder fluiddicht verschließen.The 2 to 6 each show in a schematic view of the nozzle body according to the invention 11 assembled nozzle needle according to the invention 100 , Here, the nozzle needle includes 100 the guide piston 110 and an integrally formed, smaller diameter needle piston 120 The seat cone at its free, lower end 121 having. The seat cone 121 is inside the nozzle needle seat 18 sealing brought to the plant and can release at least the one nozzle opening or close fluid-tight.

Der Nadelkolben 120 geht über die Düsennadelschulter 115 in den Führungskolben 110 über, wobei die Düsennadelschulter 115 im Bereich des mit Fluidhochdruck pH beaufschlagten Ringraums 14 angeordnet ist. Der Nadelkolben 120 befindet sich in einem Nadelschaft 15 des Düsenkörpers 11, wobei zwischen dem Nadelschaft 15 und dem Nadelkolben 120 ein Nadelspalt 17 in der Düsenbohrung 12 ausgebildet ist, der im Wesentlichen einen ungedrosselten Zulauf von Kraftstoff K zum Sitzkegel 121 der Düsennadel 100 ermöglicht.The needle piston 120 goes over the nozzle needle shoulder 115 in the guide piston 110 over, with the nozzle needle shoulder 115 in the region of the pressurized fluid with high pressure p H annulus 14 is arranged. The needle piston 120 is located in a needle shaft 15 of the nozzle body 11 , being between the needle shaft 15 and the needle piston 120 a needle gap 17 in the nozzle bore 12 is formed, which is essentially an unthrottled inlet of fuel K to the seat 121 the nozzle needle 100 allows.

Der Führungskolben 110 ist im Führungsschaft 13 geführt bzw. gelagert, wobei zwischen der Düsenbohrung 12 des Führungsschafts 13 und dem Führungskolben 110 ein Führungsdichtspalt 16 ausgebildet ist, der einen gedrosselten Durchtritt an Kraftstoff K vom Ringraum 14 zur Niederdruckseite (pN) und von dort zu einem niederdruckseitigen Fluidanschluss 19 des Kraftstoffinjektors 1 ermöglicht. Mit einem steigenden Kraftstoffdruck pH im Ringraum 14 und somit auch im Führungsdichtspalt 16, wird der Führungsschaft 13 aufgeweitet und somit der Führungsdichtspalt 16 vergrößert. Gemäß der Erfindung erfolgt nun eine Kompensation dieser Vergrößerung des Führungsdichtspalts 16, indem der Führungskolben 110 der Düsennadel 100 in einem ähnlichen Maß aufgeweitet wird.The guide piston 110 is in the leadership 13 guided or stored, wherein between the nozzle bore 12 of the leadership 13 and the guide piston 110 a guide seal gap 16 is formed, a throttled passage of fuel K from the annulus 14 to the low pressure side (p N ) and from there to a low pressure side fluid port 19 of the fuel injector 1 allows. With a rising fuel pressure p H in the annulus 14 and thus also in the guide sealing gap 16 , becomes the leadership 13 expanded and thus the Führungsdichtspalt 16 increased. According to the invention, compensation for this enlargement of the guide sealing gap now takes place 16 by removing the guide piston 110 the nozzle needle 100 is widened to a similar degree.

Eine Kompensation der Vergrößerung des Führungsdichtspalts 16 im Führungsschaft 13 wird durch eine stirnseitig hohl gebohrte Düsennadel 100 und einem mit der Düsennadel 100 zusammenwirkenden Druckkolben 200 erreicht, der in die hohl gebohrte Düsennadel 100 eingreift. Gemäß der Erfindung erhält die Düsennadel 100 im Bereich ihres Führungsabschnitts 101 eine Düsennadelbohrung 130, in der der Druckkolben 200, welcher z. B. als ein Hubeinstellbolzen oder ein Zwischenelement ausgebildet sein kann, mit einer zur Düsennadelbohrung 130 geeigneten Geometrie, anteilig eine Schließkraft S (siehe 2) in eine gewünschte Querkraftkomponente Q aufteilt und so mit einer steigenden Schließkraft S auf den Druckbolzen 200 den Führungsdichtspalt 16 konstant hält oder verringert. Eine jeweilige geometrische Auslegung der Düsennadelbohrung 130 und eines damit zusammenwirkenden Bereichs des Druckkolbens 200 bestimmt eine Höhe der aus der Schließkraft S resultierenden Querkraft Q und somit eine Größe der Reduzierung des Dauerleckage-Volumenstroms des Kraftstoffs K.A compensation of the enlargement of the guide seal gap 16 in the leadership 13 is through a frontally hollow drilled nozzle needle 100 and one with the nozzle needle 100 cooperating pressure piston 200 reached, in the hollow-drilled nozzle needle 100 intervenes. According to the invention receives the nozzle needle 100 in the area of their leadership section 101 a nozzle needle hole 130 in which the pressure piston 200 which z. B. may be formed as a Hubeinstellbolzen or an intermediate element, with a nozzle for the nozzle bore 130 suitable geometry, proportionately a closing force S (see 2 ) Divides into a desired lateral force component Q and so with an increasing closing force S on the pressure pin 200 the guide seal gap 16 keeps constant or decreases. One each Steady geometric design of the nozzle needle bore 130 and a cooperating portion of the plunger 200 determines a level of the lateral force Q resulting from the closing force S, and thus a magnitude of reduction in the steady-state leakage flow rate of the fuel K.

2 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung, wobei der Führungskolben 110 der Düsennadel 100 von seiner Stirn seite 111 ausgehend, die sich verjüngende Düsennadelbohrung 130 aufweist. Hierbei erstreckt sich die Düsennadelbohrung 130 in eine Längsrichtung L der Düsennadel 100 in den Führungskolben 110 hinein. Eine Innenfläche 131 bzw. eine Innengeometrie 131 der Düsennadelbohrung 130 ist in Längsrichtung L als ein Mantel eines Kegelstumpfs oder auch als ein Kegelmantel ausgebildet. Korrespondierend hierzu ist ein Längsendabschnitt 230 des Druckkolbens 200 ebenfalls als ein Mantel eines Kegelstumpfs bzw. ein Kegelmantel ausgebildet. Die korrespondierenden Durchmesser der Düsennadelbohrung 130 und des Längsendabschnitts 230 des Druckkolbens 200 sind dabei derart aufeinander abgestimmt, dass ein freies Ende 232 des Druckkolbens 200 im gesamten Einsatzbereich der Düsennadel 100 nicht an einem Boden 132 der Düsennadelbohrung 130 ansitzen kann. 2 shows a first embodiment of the invention, wherein the guide piston 110 the nozzle needle 100 from his forehead page 111 starting, the tapered nozzle needle bore 130 having. In this case, the nozzle needle bore extends 130 in a longitudinal direction L of the nozzle needle 100 in the guide piston 110 into it. An inner surface 131 or an internal geometry 131 the nozzle needle bore 130 is formed in the longitudinal direction L as a jacket of a truncated cone or as a cone sheath. Corresponding to this is a longitudinal end section 230 of the pressure piston 200 also formed as a jacket of a truncated cone or a cone sheath. The corresponding diameter of the nozzle needle bore 130 and the longitudinal end portion 230 of the pressure piston 200 are coordinated in such a way that a free end 232 of the pressure piston 200 throughout the range of use of the nozzle needle 100 not on a floor 132 the nozzle needle bore 130 can sit down.

Drückt der Druckkolben 200 in die Düsennadelbohrung 130 hinein, so gelangt eine Außenfläche 231 bzw. eine Außengeometrie 231 des Längsendabschnitts 230 des Druckkolbens 200 in Kontakt mit der Innenfläche 131 einer radialsymmetrischen Seitenwandung 112 der Düsennadelbohrung 130 und überträgt die Schließkraft S auf die Düsennadel 100. Durch die konische Ausgestaltung einer Innenseite der Düsennadelbohrung 130 und des entsprechenden Abschnitts des Druckkolbens 200 ergibt sich die Querkraft Q auf die Seitenwandung 112, welche radial nach außen auf den gesamten Umfang des Führungskolbens 110 wirkt. Ist die Schließkraft S groß genug, so gleitet der Druckkolben 200 weiter in die Düsennadelbohrung 130 hinein und weitet einen entsprechenden Abschnitt des Führungskolbens 110 auf. Dieser Abschnitt ist als Angriffsabschnitt 150 bezeichnet und betrifft hauptsächlich denjenigen Bereich, an welchem der Längsendabschnitt 230 des Druckkolbens 200 an der Innenfläche 131 der Seitenwandung 112 des Führungskolbens 110 angreift und an welchem der Führungskolben 110 aufgeweitet wird. Dieser Angriffsabschnitt 115 erstreckt sich in den Führungsabschnitt 101 der Düsennadel 100 hinein bzw. ist ein Bereich dieses Führungsabschnitts 101.Press the pressure piston 200 into the nozzle needle hole 130 into it, so enters an outer surface 231 or an external geometry 231 of the longitudinal end section 230 of the pressure piston 200 in contact with the inner surface 131 a radially symmetrical side wall 112 the nozzle needle bore 130 and transmits the closing force S to the nozzle needle 100 , Due to the conical design of an inner side of the nozzle needle bore 130 and the corresponding portion of the plunger 200 the lateral force Q results on the side wall 112 which extends radially outwards onto the entire circumference of the guide piston 110 acts. If the closing force S is large enough, the pressure piston slides 200 further into the nozzle needle bore 130 in and expands a corresponding portion of the guide piston 110 on. This section is as an attack section 150 and refers mainly to the area where the longitudinal end portion 230 of the pressure piston 200 on the inner surface 131 the side wall 112 of the guide piston 110 attacks and on which of the guide piston 110 is widened. This attack section 115 extends into the guide section 101 the nozzle needle 100 in or is an area of this guide section 101 ,

In 2 ist ferner eine optionale Entlüftung 202 der Düsennadelbohrung 130, insbesondere eines Raums zwischen dem freien Ende 232 des Druckkolbens 200 und dem Boden 132 der Düsennadelbohrung 130 vorgesehen. In dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Entlüftung 202 als ein Kanal 202 in der Seitenwandung 112 ausgebildet. Dies kann z. B. eine Nut 202 sein, die vom Raum unterhalb des freien Endes des Druckkolbens 200 zur Stirnseite 111 des Führungskolbens 110 führt. Die 3 zeigt eine weitere mögliche Entlüftung 202. So ist es möglich, eine entsprechende Bohrung 202 durch den Längsendabschnitt 230 des Druckkolbens 200 zur Niederdruckseite pN herzustellen. Hierbei ist es bevorzugt, dass die entsprechende Bohrung 202 vom freien Ende 232 des Druckkolbens 200 ausgeht und zum Bereich des Fluidniederdrucks PN führt. Darüber hinaus ist es möglich, eine Entlüftungsbohrung 202 innerhalb der Düsennadel 100 vorzusehen. Ferner zeigen die 4 und 5 zu den 2 und 3 analoge Entlüftungen 202.In 2 is also an optional vent 202 the nozzle needle bore 130 , in particular a space between the free end 232 of the pressure piston 200 and the floor 132 the nozzle needle bore 130 intended. In the illustrated embodiment, the vent 202 as a channel 202 in the side wall 112 educated. This can be z. B. a groove 202 be from the space below the free end of the plunger 200 to the front 111 of the guide piston 110 leads. The 3 shows another possible vent 202 , So it is possible to drill a hole 202 through the longitudinal end portion 230 of the pressure piston 200 to produce low pressure side p N. It is preferred that the corresponding bore 202 from the free end 232 of the pressure piston 200 goes out and leads to the region of the fluid low pressure P N. In addition, it is possible to have a vent hole 202 inside the nozzle needle 100 provided. Furthermore, the show 4 and 5 to the 2 and 3 analogue vents 202 ,

3 zeigt eine gegenüber 2 nicht so weit in den Führungskolben 101 hineinreichende Düsennadelbohrung 130, in welcher ferner ein Druckkolben 200 mit einem anders konfigurierten Längsendabschnitt 230 aufgenommen ist. Die Düsennadelbohrung 130 der 3 ist ebenfalls wie bei 2 im Wesentlichen konisch ausgebildet. Der betreffende Abschnitt des Druckkolbens 200 jedoch, ist an seinen Seiten abgerundet ausgebildet. Hierdurch ergibt sich ein Angriffsabschnitt 150, welcher innerhalb des Führungsabschnitts 101 liegt, wodurch sich im Vergleich mit der 2 ein etwas kürzerer Angriffsabschnitt 150. 3 shows one opposite 2 not so far in the guide piston 101 in-reaching nozzle needle bore 130 in which further comprises a pressure piston 200 with a differently configured longitudinal end section 230 is included. The nozzle needle bore 130 of the 3 is also like at 2 formed substantially conical. The relevant section of the pressure piston 200 however, is rounded on its sides. This results in an attack section 150 which is within the guide section 101 which, in comparison with the 2 a slightly shorter attack section 150 ,

Bevorzugt ist dabei eine Erzeugende des Längsendabschnitts 230 des Druckkolbens 200 eine rotierende gekrümmte Linie. Eine solche, um die Längsachse L rotierende Linie kann z. B. ein Abschnitt einer allgemeinen Kurve, wie z. B. einer Parabel, einer Evolvente, einer e-Funktion oder Ähnliches sein. Hierbei ist der betreffende dreidimensionale Längsendabschnitt 230 des Druckkolbens bezüglich der Längsachse L rotationssymmetrisch und teilsphärisch ausgebildet. Als entste hende dreidimensionale Körper hierfür eignen sich erfindungsgemäß z. B. ein Abschnitt einer Kugel, eines Ellipsoids, eines Paraboloids, eines Hyperboloids oder eines hyperbolischen Kegels.In this case, a generator of the longitudinal end section is preferred 230 of the pressure piston 200 a rotating curved line. Such, about the longitudinal axis L rotating line can, for. B. a section of a general curve, such. As a parabola, an involute, an e-function or the like. Here, the respective three-dimensional longitudinal end section 230 of the pressure piston with respect to the longitudinal axis L formed rotationally symmetrical and partially spherical. As entste rising three-dimensional body suitable for this invention z. For example, a portion of a sphere, an ellipsoid, a paraboloid, a hyperboloid, or a hyperbolic cone.

Die in 4 dargestellten zueinander korrespondierenden Flächen 131, 231 besitzen beide als Erzeugende zueinander ähnliche um die Längsachse L gekrümmte Linien. Hierbei sind wieder die oben genannten Linien anwendbar. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel greift ein sphärischer, als Zapfen ausgebildeter Längsendabschnitt 230 des Druckkolbens 200 in eine sphärische, als Sackloch ausgebildete Düsennadelbohrung 130 ein. Hierdurch kann im Vergleich zu 3 ein größerer Angriffsabschnitt 150 erzielt werden.In the 4 represented mutually corresponding surfaces 131 . 231 both have as generative lines similar to one another about the longitudinal axis L. Here are the above lines applicable again. In the illustrated embodiment engages a spherical, designed as a journal longitudinal end portion 230 of the pressure piston 200 in a spherical, designed as a blind hole nozzle needle bore 130 one. This can be compared to 3 a larger attack section 150 be achieved.

5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei die Düsennadelbohrung 130 zunächst von der Stirnseite 111 aus, einen konstanten Durchmesser aufweist und sich erst in Längsrichtung L weiter innen konisch verjüngt. Der konische Bereich der Düsennadelbohrung 130 und des Längsendabschnitts 230 des Druckkolbens 200 sind analog zu 2 aufgebaut. In einem Bereich zwischen der Stirnseite 111 des Führungskolbens 110 und der sich verjüngenden Düsennadelbohrung 130 besitzen sowohl die Düsennadelbohrung 130 als auch der Druckkolben 200 einen konstanten Durchmesser, wobei der Druckkolben 200 im entsprechenden Anschnitt der Düsennadelbohrung 130 geführt sein kann. Hierdurch ist es möglich, ein Aufweiten des Führungskolbens 110 der Düsennadel 100 nahe der Düsennadelschulter 115 zu realisieren. 5 shows a further embodiment of the invention, wherein the nozzle needle bore 130 first from the front 111 from, has a constant diameter and tapers conically in the longitudinal direction L further inside. The conical area of the nozzle needle bore 130 and the longitudinal end portion 230 of the pressure piston 200 are analogous to 2 built up. In an area between the front side 111 of the guide piston 110 and the tapered nozzle needle bore 130 own both the nozzle needle bore 130 as well as the pressure piston 200 a constant diameter, the pressure piston 200 in the corresponding section of the nozzle needle bore 130 can be guided. This makes it possible to widen the guide piston 110 the nozzle needle 100 near the nozzle needle shoulder 115 to realize.

6 zeigt eine Umkehrung der Ausführungsform nach 3, wobei die trichterförmige Düsennadelbohrung 130 als Erzeugende der Innenseite der Seitenwandung 112 eine gekrümmte Linie (s. o.) besitzt. Die dazu korrespondierende Fläche des Längsendabschnitts 130 des Druckkolbens 200 ist konisch ausgebildet. Es ist bei einer solchen Ausführungsform jedoch möglich (siehe gestrichelte Linie in 6), den entsprechenden Längsendabschnitt 230 bzw. den entsprechenden Bereich des Längsendabschnitts 230, wie oben ausgeführt, als einen teilsphärischen Körper auszubilden, nur mit einer anderen Krümmung. D. h. der betreffende Längsendabschnitt 230 des Druckkolbens 200 und die Innenseite der Seitenwandung 112 der Düsennadelbohrung 130 haben eine andere Krümmung als die entsprechenden Bereiche einer Ausführungsform nach 4 6 shows a reversal of the embodiment according to 3 , wherein the funnel-shaped nozzle needle bore 130 as the generatrix of the inside of the side wall 112 has a curved line (see above). The corresponding surface of the longitudinal end portion 130 of the pressure piston 200 is conical. However, it is possible in such an embodiment (see dashed line in FIG 6 ), the corresponding longitudinal end section 230 or the corresponding area of the longitudinal end section 230 as stated above, to form a part-spherical body with only a different curvature. Ie. the relevant longitudinal end portion 230 of the pressure piston 200 and the inside of the side wall 112 the nozzle needle bore 130 have a different curvature than the corresponding regions of an embodiment 4

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19914713 C2 [0009] DE 19914713 C2 [0009]
  • - DE 102005039688 A1 [0010] - DE 102005039688 A1 [0010]
  • - DE 102005034879 A1 [0011] DE 102005034879 A1 [0011]

Claims (23)

Düsennadel für eine Düsenbaugruppe (10) eines Kraftstoffinjektors (1), mit einem Führungskolben (110) für eine Lagerung der Düsennadel (100) in einem Düsenkörper (11), wobei der Führungskolben (110) der Düsennadel (100) von seiner Stirnseite (111) ausgehend eine Düsennadelbohrung (130) aufweist, und eine Innenfläche (131) der Düsennadelbohrung (130) derart auf eine Außenfläche (231) eines Druckkolbens (200) für die Düsennadel (100) abgestimmt ist, dass die Außenfläche (231) des Druckkolbens (200) an der Innenfläche (131) der Düsennadelbohrung (130) ansitzbar ist.Nozzle needle for a nozzle assembly ( 10 ) of a fuel injector ( 1 ), with a guide piston ( 110 ) for a storage of the nozzle needle ( 100 ) in a nozzle body ( 11 ), wherein the guide piston ( 110 ) of the nozzle needle ( 100 ) from its front side ( 111 ) starting a nozzle needle bore ( 130 ), and an inner surface ( 131 ) of the nozzle needle bore ( 130 ) so on an outer surface ( 231 ) of a pressure piston ( 200 ) for the nozzle needle ( 100 ) that the outer surface ( 231 ) of the pressure piston ( 200 ) on the inner surface ( 131 ) of the nozzle needle bore ( 130 ) is ansitzbar. Düsennadel gemäß Anspruch 1, wobei die Innenfläche (131) der Düsennadelbohrung (130), an welcher der Druckkolben (200) ansitzbar ist, im Wesentlichen in einem Bereich eines Führungsabschnitts (101) der Düsennadel (100) liegt.Nozzle needle according to claim 1, wherein the inner surface ( 131 ) of the nozzle needle bore ( 130 ), on which the pressure piston ( 200 ), substantially in a region of a guide section ( 101 ) of the nozzle needle ( 100 ) lies. Düsenbaugruppe für einen Kraftstoffinjektor (1) eines Verbrennungsmotors, mit einem an einen Fluidhochdruck (pH) anschließbaren Düsenkörper (11), einer im Düsenkörper (11) wenigstens abschnittsweise geführten Düsennadel (100) und einem Druckkolben (200) zum Aufbringen einer Schließkraft (S) auf die Düsennadel (100), wobei die Düsennadel (100) eine Düsennadelbohrung (130) aufweist, an deren seitlicher Begrenzung der Druckkolben (200) derart angreift, dass sich die Düsennadel (100) bei Aufbringen der Schießkraft (S) mittels des Druckkolbens (200), in einem Abschnitt des Düsennadelbohrung (130) aufweitet.Nozzle assembly for a fuel injector ( 1 ) of an internal combustion engine, with a nozzle body connectable to a fluid high pressure (p H ) ( 11 ), one in the nozzle body ( 11 ) at least partially guided nozzle needle ( 100 ) and a pressure piston ( 200 ) for applying a closing force (S) to the nozzle needle ( 100 ), wherein the nozzle needle ( 100 ) a nozzle needle bore ( 130 ), at the lateral boundary of the pressure piston ( 200 ) such that the nozzle needle ( 100 ) when applying the shooting force (S) by means of the pressure piston ( 200 ), in a section of the nozzle needle bore ( 130 ) expands. Düsenbaugruppe gemäß Anspruch 3, wobei ein Angriffsabschnitt (150) des Druckkolbens (200) innerhalb der Düsennadelbohrung (130), in einem Bereich eines Führungsabschnitts (101) der Düsennadel (100) liegt.Nozzle assembly according to claim 3, wherein an attacking portion ( 150 ) of the pressure piston ( 200 ) within the nozzle needle bore ( 130 ), in an area of a guide section ( 101 ) of the nozzle needle ( 100 ) lies. Düsenbaugruppe gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die Düsennadel (100) der Düsenbaugruppe (10) eine Düsennadel (100) nach Anspruch 1 ist.Nozzle assembly according to claim 3 or 4, wherein the nozzle needle ( 100 ) of the nozzle assembly ( 10 ) a nozzle needle ( 100 ) according to claim 1. Düsennadel oder Düsenbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Druckkolben (200) in der Düsennadelbohrung (130) bzw. an einer Seitenwandung (112) der Düsennadel (100) gleitverschieblich lagerbar/gelagert ist.Nozzle needle or nozzle assembly according to one of claims 1 to 5, wherein the pressure piston ( 200 ) in the nozzle needle bore ( 130 ) or on a side wall ( 112 ) of the nozzle needle ( 100 ) is slidably storable / stored. Düsennadel oder Düsenbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Druckkolben (200) derart an einer/der seitlichen Begrenzung der Düsennadelbohrung (130) ansitzbar ist/ansitzt, dass sich die Düsennadel (100) bei Aufbringen einer/der Schießkraft (S) mittels des Druckkolbens (200), in einem Beriech ihres Führungsabschnitts (101) aufweitet.Nozzle needle or nozzle assembly according to one of claims 1 to 6, wherein the pressure piston ( 200 ) at one / the lateral boundary of the nozzle needle bore ( 130 ) is ansitzbar / ansitzt that the nozzle needle ( 100 ) when applying a shooting force (S) by means of the pressure piston ( 200 ), in a section of her guidance section ( 101 ) expands. Düsennadel oder Düsenbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die/eine Innenfläche (131) der Düsennadelbohrung (130) derart ausgestaltet ist, dass die/eine Außenfläche (231) des Druckkolbens (200) innen an der Seitenwandung (112) der Düsennadel (100) angreifbar ist/angreift.A nozzle needle or nozzle assembly according to any one of claims 1 to 7, wherein the / an inner surface ( 131 ) of the nozzle needle bore ( 130 ) is configured such that the / an outer surface ( 231 ) of the pressure piston ( 200 ) inside on the side wall ( 112 ) of the nozzle needle ( 100 ) is attackable / attacks. Düsennadel oder Düsenbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Düsennadelbohrung (130) der Düsennadel (100) derart ausgestaltet ist, dass ein Boden (132) der Düsennadelbohrung (130) von einem freien Ende (232) des Druckkolbens (200) nicht berührbar ist.Nozzle needle or nozzle assembly according to one of claims 1 to 8, wherein the nozzle needle bore ( 130 ) of the nozzle needle ( 100 ) is configured such that a floor ( 132 ) of the nozzle needle bore ( 130 ) from a free end ( 232 ) of the pressure piston ( 200 ) is not touchable. Düsennadel oder Düsenbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Längsendabschnitt (230) des Druckkolbens (200) innerhalb der Düsennadelbohrung (130) aufgenommen ist.A nozzle needle or nozzle assembly according to any one of claims 1 to 9, wherein a longitudinal end portion (Fig. 230 ) of the pressure piston ( 200 ) within the nozzle needle bore ( 130 ) is recorded. Düsennadel oder Düsenbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Seitenwandung (112) der Düsennadel (100) derart ausgelegt ist, dass sich deren Außendurchmesser (D) unter Einwirken der Schließkraft (S) auf den Druckkolben (200) vergrößert.Nozzle needle or nozzle assembly according to one of claims 1 to 10, wherein the side wall ( 112 ) of the nozzle needle ( 100 ) is designed such that its outer diameter (D) under the action of the closing force (S) on the pressure piston ( 200 ). Düsennadel oder Düsenbaugruppe gemäß Anspruch 11, wobei sich beim Einwirken einer maximalen Schließkraft (S) auf den Druckkolben (200), der Außendurchmesser (D) der Düsennadel (100) in einem Abschnitt der Seitenwandung (112) um ca. 1–1,5 μm, bevorzugt um ca. 2–2,5 μm, insbesondere um ca. 3–3,5 μm, insbesondere bevorzugt um ca. 4–4,5 μm oder insbesondere besonders bevorzugt um ca. 5–5,5 μm vergrößert.Nozzle needle or nozzle assembly according to claim 11, wherein the action of a maximum closing force (S) on the pressure piston ( 200 ), the outer diameter (D) of the nozzle needle ( 100 ) in a section of the side wall ( 112 ) by about 1-1.5 microns, preferably by about 2-2.5 microns, in particular by about 3-3.5 microns, more preferably by about 4-4.5 microns or more preferably by about 5-5.5 μm enlarged. Düsennadel oder Düsenbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei sich die Düsennadelbohrung (130) wenigstens bis zu 1/5, wenigstens bis zu 1/4, wenigstens bis zu 1/3, wenigstens bis zur Hälfte, wenigstens bis zu 2/3 oder wenigstens bis zu 3/4 der Länge des/eines Führungskolbens (110) der Düsennadel (100) in die Düsennadel (100) hinein erstreckt.Nozzle needle or nozzle assembly according to one of claims 1 to 12, wherein the nozzle needle bore ( 130 ) at least up to 1/5, at least up to 1/4, at least up to 1/3, at least up to half, at least up to 2/3 or at least up to 3/4 of the length of the / a guide piston ( 110 ) of the nozzle needle ( 100 ) into the nozzle needle ( 100 ) extends into it. Düsennadel oder Düsenbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei sich die Düsennadelbohrung (130) bis an einen Bereich einer Düsennadelschulter (115) der Düsennadel (100), oder bis an einen Bereich eines Nadelkolbens (120) der Düsennadel (100) erstreckt.Nozzle needle or nozzle assembly according to one of claims 1 to 13, wherein the nozzle needle bore ( 130 ) to an area of a nozzle needle shoulder ( 115 ) of the nozzle needle ( 100 ), or to an area of a needle piston ( 120 ) of the nozzle needle ( 100 ). Düsennadel oder Düsenbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei sich ein Durchmesser der Düsennadelbohrung (130) von der/einer Stirnseite (111) der Düsennadel (100) aus, nach innen in die Düsennadel (100) hinein an wenigstens einem Abschnitt verkleinert.A nozzle needle or nozzle assembly according to any one of claims 1 to 14, wherein a diameter of the nozzle needle bore ( 130 ) from the front side ( 111 ) of the nozzle needle ( 100 ), inwards into the nozzle needle ( 100 ) into at least one section. Düsennadel oder Düsenbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei ein mittlerer Durchmesser der Düsennadelbohrung (130) ca. ein 0,3- bis ca. ein 0,85-faches, bevorzugt ca. ein 0,4- bis ca. ein 0,75-faches und insbesondere ca. ein 0,5- bis ca. ein 0,7-faches eines Außendurchmessers eines betreffenden Anschnitts der Düsennadel (100) beträgt.Nozzle needle or nozzle assembly according to one of claims 1 to 15, wherein a mean diameter of the nozzle needle bore ( 130 ) about 0.3 to about 0.85 times, preferably about 0.4 to about 0.75 times, and especially about 0.5 to about 0, 7 times an outer diameter of a relevant nozzle needle ( 100 ) is. Düsennadel oder Düsenbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei eine Seitenwandung (112) der Düsennadelbohrung (130) derart ausgestaltet ist, dass sich deren Dicke von der Stirnseite (111) der Düsennadel (100) aus, entlang der Düsennadel (110) an wenigstens einem Abschnitt vergrößert.A nozzle needle or nozzle assembly according to any one of claims 1 to 16, wherein a side wall ( 112 ) of the nozzle needle bore ( 130 ) is configured such that its thickness from the end face ( 111 ) of the nozzle needle ( 100 ), along the nozzle needle ( 110 ) is enlarged in at least one section. Düsennadel oder Düsenbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Innenfläche (131) der Düsennadelbohrung (130) in eine Längsrichtung (L) der Düsennadel (100) konisch oder als eine gekrümmte Fläche, insbesondere als ein Abschnitt eines Kegels bzw. als ein Abschnitt einer rotierenden gekrümmten Linie, bevorzugt ein Abschnitt einer rotierenden Evolvente ausgebildet ist.Nozzle needle or nozzle assembly according to one of claims 1 to 17, wherein the inner surface ( 131 ) of the nozzle needle bore ( 130 ) in a longitudinal direction (L) of the nozzle needle ( 100 ) conical or as a curved surface, in particular as a portion of a cone or as a portion of a rotating curved line, preferably a portion of a rotating involute is formed. Düsennadel oder Düsenbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Außenfläche (231) des Druckkolbens (200) in eine Längsrichtung (L) des Druckkolbens (200) konisch oder als eine gekrümmte Fläche, insbesondere als ein Abschnitt eines Kegels bzw. als ein Abschnitt einer rotierenden gekrümmten Linie, bevorzugt ein Abschnitt einer rotierenden Evolvente ausgebildet ist.A nozzle needle or nozzle assembly according to any one of claims 1 to 18, wherein the outer surface ( 231 ) of the pressure piston ( 200 ) in a longitudinal direction (L) of the pressure piston ( 200 ) conical or as a curved surface, in particular as a portion of a cone or as a portion of a rotating curved line, preferably a portion of a rotating involute is formed. Düsennadel oder Düsenbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Düsennadel (100) und/oder der Druckkolben (200) zur Entlüftung (202) der Düsennadelbohrung (130), eine Bohrung (202) und/oder eine Ausnehmung (202) aufeist bzw. aufweisen, welche an/in der Düsennadelbohrung (130) mündet.Nozzle needle or nozzle assembly according to one of claims 1 to 19, wherein the nozzle needle ( 100 ) and / or the pressure piston ( 200 ) for venting ( 202 ) of the nozzle needle bore ( 130 ), a hole ( 202 ) and / or a recess ( 202 ) which at / in the nozzle needle bore ( 130 ) opens. Kraftstoffinjektor, insbesondere Common-Rail-Injektor, für einen Brennraum (2) eines Verbrennungsmotors, mit einer Düsennadel (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, einer Düsenbaugruppe (10) und einer Injektorbaugruppe (20), oder einer Düsenbaugruppe (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 20, und einer Injektorbaugruppe (20).Fuel injector, in particular common-rail injector, for a combustion chamber ( 2 ) of an internal combustion engine, with a nozzle needle ( 100 ) according to one of claims 1 to 20, a nozzle assembly ( 10 ) and an injector assembly ( 20 ), or a nozzle assembly ( 10 ) according to one of claims 3 to 20, and an injector assembly ( 20 ). Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 21, wobei eine Seitenwandung (112) bzw. eine Düsennadelbohrung (130) der Düsennadel (100), und ein an der Seitenwandung (112) ansitzender bzw. ein in die Düsennadelbohrung (130) eingesetzter Druckkolben (200), unter Berücksichtigung einer Schießkraft (S) auf den Druckkolben (200), derart ausgelegt und/oder aufeinander abgestimmt sind, dass sich mit einem steigenden Fluiddruck (pH) in der Düsenbaugruppe (10) eine geringe Fluidleckage, insbesondere eine geringe Dauerleckage ergibt.A fuel injector according to claim 21, wherein a side wall ( 112 ) or a nozzle needle bore ( 130 ) of the nozzle needle ( 100 ), and one on the side wall ( 112 ) ansitzender or in the nozzle needle bore ( 130 ) inserted pressure piston ( 200 ), taking into account a shooting force (S) on the pressure piston ( 200 ) are designed and / or adapted to one another in such a way that with an increasing fluid pressure (p H ) in the nozzle assembly ( 10 ) results in a low fluid leakage, in particular a low permanent leakage. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 21 oder 22, wobei während eines Betriebs des Kraftstoffinjektors (1), in einer Ruhephase der Düsennadel (100) die Schießkraft (S) durch den Druckkolben (200) auf die Düsennadel (100) derart groß gewählt ist, dass sich ein Führungsabschnitt (101) der Düsennadel (100) derart aufweitet, dass sich im Wesentlichen keine Fluidleckage ergibt.A fuel injector according to claim 21 or 22, wherein during operation of the fuel injector ( 1 ), in a resting phase of the nozzle needle ( 100 ) the shooting force (S) by the pressure piston ( 200 ) on the nozzle needle ( 100 ) is chosen so large that a guide section ( 101 ) of the nozzle needle ( 100 ) so that there is substantially no fluid leakage.
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