DE102014225293A1

DE102014225293A1 - fuel injector

Info

Publication number: DE102014225293A1
Application number: DE102014225293.8A
Authority: DE
Inventors: Lars Olems; Philipp SCHOTT; Thomas Nierychlo; Axel Schnaufer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2016-06-09
Also published as: EP3032085B1; EP3032085A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem, umfassend einen Haltekörper (1) und ein Steuerventil, wobei das Steuerventil ein in den Haltekörper (1) eingesetztes, rotationssymmetrisch ausgebildetes Ventilstück (2) besitzt, in dem eine Ablaufdrossel (3) ausgebildet ist, ferner umfassend eine Ventilspannschraube (4) zur axialen Lagefixierung des Ventilstücks (2) im Haltekörper (1), wobei die Ventilspannschraube (4) unmittelbar oder mittelbar an einer nach radial außen schräg abfallenden Schulter (5) des Ventilstücks (2) abgestützt ist. Erfindungsgemäß besitzt die Ventilspannschraube (4) eine der Schulter (5) des Ventilstücks (2) zugewandte eben ausgeführte Stirnfläche (6) und ist entweder unmittelbar über eine die Stirnfläche (6) begrenzende, radial innen liegende ringförmige Kante (7) oder mittelbar über einen Druckring (8), der zwischen dem Ventilstück (2) und der Ventilspannschraube (4) eingelegt ist, an der Schulter (5) des Ventilstücks (2) abgestützt.The invention relates to a fuel injector for a fuel injection system, in particular for a common rail injection system, comprising a holding body (1) and a control valve, wherein the control valve in the holding body (1) inserted, rotationally symmetrical trained valve piece (2), in which an outlet throttle (3) is formed, further comprising a valve clamping screw (4) for axially fixing the position of the valve piece (2) in the holding body (1), wherein the valve clamping screw (4) directly or indirectly on a radially outwardly sloping shoulder (5) of the Valve piece (2) is supported. According to the invention, the valve clamping screw (4) has a planar end face (6) facing the shoulder (5) of the valve piece (2) and is either directly above a radially inner annular edge (7) delimiting the end face (6) or indirectly via a Pressure ring (8), which is inserted between the valve piece (2) and the valve clamping screw (4), supported on the shoulder (5) of the valve piece (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Der Kraftstoffinjektor umfasst ein Steuerventil, das der Ansteuerung eines hubbeweglichen Einspritzventilglieds dient, über dessen Hubbewegung mindestens eine Einspritzöffnung freigebbar oder verschließbar ist.The invention relates to a fuel injector for a fuel injection system, in particular for a common rail injection system, having the features of the preamble of claim 1. The fuel injector comprises a control valve which serves to control a liftable injection valve member, at least one injection opening releasable or closable via the lifting movement is.

Stand der TechnikState of the art

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2006 021 736 A1 geht ein Kraftstoffinjektor mit einem Einspritzventilglied zum Freigeben und Verschließen mindestens einer Einspritzöffnung sowie einem als Magnetventil ausgebildeten Steuerventil zur Ansteuerung des Einspritzventilglieds hervor. Das Steuerventil umfasst ein Ventilstück, das in einen Haltekörper des Kraftstoffinjektors eingesetzt und mittels einer Ventilspannschraube lagefixiert ist. Das Ventilstück weist einen hohlzylinderförmigen Abschnitt auf, in dem ein Endabschnitt des Einspritzventilgliedes aufgenommen und geführt ist, so dass das Einspritzventilglied und das Ventilstück gemeinsam einen Steuerraum begrenzen. Zur Entlastung des Steuerraums und damit der Düsennadel, wird das Steuerventil geöffnet, so dass über einen im Ventilstück ausgebildeten Ablaufkanal und einer hierin ausgebildeten Drossel Kraftstoff aus dem Steuerraum abzuströmen vermag. Wird das Steuerventil geschlossen, baut sich Druck im Steuerraum durch nachströmenden Kraftstoff auf, der über eine Zulaufdrossel in den Steuerraum gelangt.From the publication DE 10 2006 021 736 A1 is a fuel injector with an injection valve member for releasing and closing at least one injection port and a solenoid valve designed as a control valve for driving the injection valve member forth. The control valve comprises a valve piece, which is inserted into a holding body of the fuel injector and fixed in position by means of a valve clamping screw. The valve piece has a hollow cylindrical portion in which an end portion of the injection valve member is received and guided, so that the injection valve member and the valve piece together define a control space. To relieve the control chamber and thus the nozzle needle, the control valve is opened, so that is able to flow out of the control chamber via an outlet channel formed in the valve piece and a throttle formed therein. If the control valve is closed, pressure builds up in the control chamber due to inflowing fuel, which enters the control chamber via an inlet throttle.

Wie der vorstehend genannten Offenlegungsschrift ferner zu entnehmen ist, weist das Ventilstück des dargestellten Steuerventils eine nach radial außen schräg abfallende Schulter zur Abstützung der Ventilspannschraube auf. Die an der Schulter abgestützte Stirnfläche der Ventilspannschraube verläuft ebenfalls schräg, um eine flächige Anlage an der Schulter des Ventilstücks zu ermöglichen. Diese Ausbildung besitzt den Vorteil, dass über die Ventilspannschraube nicht nur eine Axialkraft in das Ventilstück eingeleitet wird, sondern ferner eine in radialer Richtung wirkende Kraft, die einer Aufweitung des Ablaufkanals unter Hochdruckbelastung entgegen wirkt.As can also be seen from the above-mentioned published patent application, the valve piece of the illustrated control valve has a shoulder sloping radially outwards for supporting the valve clamping screw. The supported on the shoulder end face of the valve clamping screw is also inclined to allow a flat contact with the shoulder of the valve piece. This design has the advantage that not only an axial force is introduced into the valve piece via the valve clamping screw, but also a force acting in the radial direction, which counteracts a widening of the flow channel under high-pressure load.

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem, anzugeben, der robust sowie einfach und kostengünstig herzustellen ist.Based on the above-mentioned prior art, the present invention seeks to provide a fuel injector for a fuel injection system, in particular for a common rail injection system, which is robust and easy and inexpensive to manufacture.

Zur Lösung der Aufgabe wird der Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.To achieve the object of the fuel injector with the features of claim 1 is given. Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem, vorgeschlagene Kraftstoffinjektor umfasst einen Haltekörper und ein Steuerventil, wobei das Steuerventil ein in den Haltekörper eingesetztes rotationssymmetrisch ausgebildetes Ventilstück besitzt, in dem eine Ablaufdrossel ausgebildet ist. Ferner umfasst der vorgeschlagene Kraftstoffinjektor eine Ventilspannschraube zur axialen Lagefixierung des Ventilstücks im Haltekörper. Die Ventilspannschraube ist dabei unmittelbar oder mittelbar an einer nach radial außen schräg abfallenden Schulter des Ventilstücks abgestützt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ventilspannschraube eine der Schulter des Ventilstücks zugewandte eben ausgeführte Stirnfläche besitzt. Die Ventilspannschraube ist zudem entweder unmittelbar über eine die Stirnfläche begrenzende, radial innen liegende ringförmige Kante oder mittelbar über einen Druckring, der zwischen dem Ventilstück und der Ventilspannschraube eingelegt ist, an der Schulter des Ventilstücks abgestützt.The fuel injector proposed for a fuel injection system, in particular for a common rail injection system, comprises a holding body and a control valve, wherein the control valve has a rotationally symmetrical valve piece inserted into the holding body, in which a discharge throttle is formed. Furthermore, the proposed fuel injector comprises a valve clamping screw for axially fixing the position of the valve piece in the holding body. The valve clamping screw is supported directly or indirectly on a radially outwardly inclined sloping shoulder of the valve piece. According to the invention it is provided that the valve clamping screw has a shoulder of the valve piece facing flat executed end face. The valve tightening screw is also supported either directly over an end surface bounding, radially inner annular edge or indirectly via a pressure ring which is inserted between the valve piece and the valve tightening screw, on the shoulder of the valve piece.

Unter einer „eben ausgeführten Stirnfläche“ wird vorliegend eine radial verlaufende Stirnfläche verstanden. Das heißt, dass die Stirnfläche senkrecht zur Längsachse der Ventilspannschraube verläuft. Eine solche Stirnfläche ist wesentlich einfacher und damit kostengünstiger als eine schräg verlaufende Stirnfläche herzustellen.In the present case, a "flat end face" is understood as meaning a radially extending end face. This means that the end face is perpendicular to the longitudinal axis of the valve clamping screw. Such an end face is much simpler and thus cheaper to produce than a sloping face.

Sofern die Abstützung der Ventilspannschraube am Ventilstück unmittelbar erfolgt, gelangt lediglich eine ringförmige Kante, welche die eben ausgeführte Stirnfläche der Ventilspannschraube radial innen begrenzt, zur Anlage an der schräg abfallenden Schulter des Ventilstücks. Durch die Reduzierung der Abstützfläche auf eine ringförmige Kante kann die Druckkraft auf das Ventilstück erhöht werden.If the support of the valve clamping screw takes place directly on the valve piece, only an annular edge, which limits the flat end face of the valve clamping screw radially inward, comes to rest on the sloping shoulder of the valve piece. By reducing the support surface to an annular edge, the pressure on the valve piece can be increased.

Aufgrund der Abstützung an der schräg abfallenden Schulter teilt sich die über die Ventilspannschraube auf das Ventilstück aufgebrachte Druckkraft in eine axial wirkende erste Kraftkomponente und eine radial wirkende zweite Kraftkomponente auf. Während die axial wirkende erste Kraftkomponente der Lagefixierung des Ventilstücks im Haltekörper des Kraftstoffinjektors dient, kann über die radial wirkende zweite Kraftkomponente eine Vorspannung des Ventilstücks bewirkt werden, die festigkeitssteigernd wirkt. Denn die Vorspannung induziert Druckspannungen im Ventilstück, die in der Lage sind, Zugspannungen zu kompensieren, die insbesondere bei Hochdruckbelastung des Ventilstücks im Bereich der Ablaufdrossel auftreten. Damit steigt die Hochdruckfestigkeit des Ventilstücks des Steuerventils, so dass dieses bei höheren Systemdrücken als derzeit üblich einsetzbar ist. Alternativ oder ergänzend kann ein kostengünstigerer Werkstoff zur Herstellung des Ventilstücks verwendet werden, da ein Versagen zumindest bei den derzeit üblichen Systemdrücken nicht mehr zu befürchten ist.Due to the support on the sloping shoulder, the pressure force applied to the valve piece via the valve clamping screw is divided into an axially acting first force component and a radially acting second force component. While the axially acting first force component serves to fix the position of the valve piece in the holding body of the fuel injector, it is possible via the radially acting second force component to bring about a prestressing of the valve piece which increases the strength. Because the bias induces compressive stresses in the valve piece, which are able to compensate for tensile stresses that occur especially in high-pressure load of the valve member in the field of drain throttle. With it rises the high pressure resistance of the valve piece of the control valve, so that it can be used at higher system pressures than currently available. Alternatively or additionally, a less expensive material can be used for producing the valve piece, since a failure is no longer to be feared, at least at the currently prevailing system pressures.

Mit Senkung der Kosten für die Herstellung des Steuerventils sinken auch die Herstellungskosten des Kraftstoffinjektors. Denn sowohl bei der unmittelbaren, als auch bei der mittelbaren Abstützung der Ventilspannschraube am Ventilstück können aufgrund der radialen Vorspannung des Ventilstücks kostengünstigere Werkstoffe eingesetzt werden. Sofern die Abstützung mittelbar über einen Druckring erfolgt, werden dadurch die Kosten nur unwesentlich erhöht.As the cost of manufacturing the control valve is reduced, the cost of manufacturing the fuel injector also decreases. Because both in the direct, as well as in the indirect support of the valve clamping screw on the valve piece cheaper materials can be used due to the radial bias of the valve piece. If the support takes place indirectly via a pressure ring, the costs are increased only insignificantly.

Eine Aufteilung in eine axiale erste und eine radiale zweite Kraftkomponente ist ferner erreichbar, wenn die Ventilspannschraube mittelbar über einen Druckring am Ventilstück abgestützt ist. Auch der Druckring trägt daher zu einer Steigerung der Festigkeit des Ventilstücks bei, so dass eine Anhebung des Systemdrucks und/oder die Verwendung kostengünstigerer Werkstoffe möglich ist bzw. sind. Zudem stellt der Druckring eine gleichmäßige Kraftübertragung sicher.A division into an axial first and a second radial force component is also achievable when the valve clamping screw is indirectly supported via a pressure ring on the valve piece. Therefore, the pressure ring also contributes to an increase in the strength of the valve piece, so that an increase in the system pressure and / or the use of less expensive materials is or are possible. In addition, the pressure ring ensures a uniform power transmission.

Sowohl bei der unmittelbaren Abstützung, als auch bei der mittelbaren Abstützung der Ventilspannschraube am Ventilstück muss keine Modifizierung an der Ventilspannschraube selbst vorgenommen werden, da die Abstützung über eine eben ausgeführte Stirnfläche der Ventilspannschraube erfolgt.Both in the direct support, as well as in the indirect support of the valve clamping screw on the valve piece no modification to the valve clamping screw itself must be made, since the support is made via a flat running face of the valve clamping screw.

Bevorzugt ist der Druckring im Querschnitt dreieckig oder trapezförmig ausgebildet. Das heißt, dass der Druckring mindestens zwei Seitenflächen besitzt, die einen Winkel umschließen, der kleiner 90° ist. Weiterhin bevorzugt handelt es sich hierbei um eine Außenumfangsfläche und eine Stirnfläche, die der schräg abfallenden Schulter des Ventilstücks zugewandt ist. Ein solcher Druckring ist einfach und kostengünstig herstellbar.Preferably, the pressure ring is triangular or trapezoidal in cross-section. This means that the pressure ring has at least two side surfaces which enclose an angle which is less than 90 °. Further preferably, this is an outer peripheral surface and an end face, which faces the sloping shoulder of the valve piece. Such a pressure ring is simple and inexpensive to produce.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der Druckring eine ebene erste Anlagefläche zur Abstützung der Ventilspannschraube und eine schräg verlaufende zweite Anlagefläche zur Abstützung an der Schulter des Ventilstücks besitzt, wobei vorzugsweise die schräg verlaufende zweite Anlagefläche in einem Winkel gegenüber einer Radialebene geneigt ist, der im Wesentlichen dem Neigungswinkel der nach radial außen schräg abfallenden Schulter des Ventilstücks gegenüber der Radialebene entspricht. Das heißt, dass der Druckring beidseits flächig abgestützt ist und somit eine gleichmäßige Lastverteilung erzielt wird.In addition, it is proposed that the pressure ring has a flat first contact surface for supporting the valve clamping screw and an inclined second abutment surface for support on the shoulder of the valve piece, wherein preferably the inclined second abutment surface is inclined at an angle relative to a radial plane substantially corresponds to the inclination angle of the radially outwardly inclined sloping shoulder of the valve member relative to the radial plane. This means that the pressure ring is supported on both sides flat and thus a uniform load distribution is achieved.

Vorteilhafterweise ist die schräg verlaufende zweite Anlagefläche des Druckrings gegenüber der Radialebene in einem Winkel geneigt, der 5° bis 45°, vorzugsweise 7° bis 40°, weiterhin vorzugsweise 10° bis 30°, beträgt. Dabei gilt, dass mit größer werdendem Winkel auch die in radialer Richtung wirkende Kraftkomponente der über die Ventilspannschraube erzeugten Druckkraft zunimmt. Ist der Winkel, wie vorliegend der Fall, bevorzugt kleiner 45°, ist sichergestellt, dass die axiale Kraftkomponente größer als die radiale Kraftkomponente ist. Dies ist zum Einen erforderlich, um eine ausreichende Lagefixierung des Ventilstücks im Haltekörper zu bewirken. Zum Anderen kann über die axial wirkende Kraftkomponente zugleich eine Abdichtung eines Hochdruckbereichs des Kraftstoffinjektors gegenüber einem Niederdruckbereich erreicht werden, wenn diese ausreichend groß ist.Advantageously, the inclined second contact surface of the pressure ring relative to the radial plane is inclined at an angle which is 5 ° to 45 °, preferably 7 ° to 40 °, more preferably 10 ° to 30 °. It is true that with increasing angle and the force acting in the radial direction force component of the pressure generated via the valve clamping screw increases. If the angle, as in the present case, is preferably less than 45 °, it is ensured that the axial force component is greater than the radial force component. On the one hand, this is necessary in order to effect a sufficient fixing of the position of the valve piece in the holding body. On the other hand, a sealing of a high-pressure region of the fuel injector with respect to a low-pressure region can be achieved at the same time via the axially acting force component if this is sufficiently large.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die nach radial außen schräg abfallende Schulter an einem plattenförmigen Abschnitt des Ventilstücks ausgebildet. Über den plattenförmigen Abschnitt ist das Ventilstück an einem radial verlaufenden Absatz des Haltekörpers des Kraftstoffinjektors abgestützt, so dass über die Ventilspannschraube eine Druckkraft auf das Ventilstück ausgeübt wird, die eine axial wirkende erste Kraftkomponente zur axialen Vorspannung des Ventilstücks in Richtung des radial verlaufenden Absatzes sowie eine radial wirkende zweite Kraftkomponente umfasst. Die radial wirkende zweite Kraftkomponente bewirkt eine Vorspannung des Ventilstücks, die festigkeitssteigernd wirkt. Denn über die Vorspannung wird eine Entlastung der festigkeitskritischen Bereiche des Ventilstücks bewirkt. Zu diesen Bereichen zählt insbesondere der Bereich, in dem die Ablaufdrossel ausgebildet ist. Mit der erhöhten Festigkeit des Ventilstücks des Steuerventils steigt auch die Robustheit des Kraftstoffinjektors, in den das Ventilstück eingesetzt ist. Der Kraftstoffinjektor kann demzufolge bei höheren Systemdrücken eingesetzt werden.According to a preferred embodiment of the invention, the radially outwardly sloping shoulder is formed on a plate-shaped portion of the valve piece. About the plate-shaped portion, the valve member is supported on a radially extending shoulder of the holding body of the fuel injector, so that via the valve clamping screw a compressive force is exerted on the valve piece having an axially acting first force component for the axial bias of the valve piece in the direction of the radially extending paragraph and a comprises radially acting second force component. The radially acting second force component causes a bias of the valve piece, which acts to increase strength. Because of the bias a relief of the strength-critical areas of the valve piece is effected. These areas include in particular the area in which the outlet throttle is formed. With the increased strength of the valve member of the control valve also increases the robustness of the fuel injector, in which the valve piece is inserted. The fuel injector can therefore be used at higher system pressures.

Zur Abstützung des Ventilstücks am radial verlaufenden Absatz des Haltekörpers ist bevorzugt auf der der Ventilspannschraube abgewandten Seite des plattenförmigen Abschnitts des Ventilstücks eine ringförmige Fläche ausgebildet. Die Ausbildung eines plattenförmigen Abschnitts erfordert einen vergrößerten Außendurchmesser, der ebenfalls festigkeitssteigernd wirkt.To support the valve piece on the radially extending shoulder of the holding body, an annular surface is preferably formed on the side of the plate-shaped portion of the valve piece facing away from the valve clamping screw. The formation of a plate-shaped portion requires an enlarged outer diameter, which also acts to increase strength.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zwischen der Ablaufdrossel und einem Ventilsitz ein Diffusor im Ventilstück ausgebildet ist. Der Diffusor kann in Strömungsrichtung des ablaufenden Kraftstoffs unmittelbar anschließend an die Ablaufdrossel ausgebildet sein. Insbesondere kann die Ablaufdrossel über den Diffusor in den Ventilsitz münden. Der Diffusor dient der Strömungsoptimierung. Vorzugsweise ist bzw. sind die Ablaufdrossel, der Ventilsitz und/oder der Diffusor im Bereich des plattenförmigen Abschnitts des Ventilstücks angeordnet. Das heißt, dass die Ablaufdrossel, der Ventilsitz und/oder der Diffusor bevorzugt in einem Abschnitt des Ventilstücks zu liegen kommt bzw. kommen, der durch die Vorspannung über die an der schräg abfallenden Schulter unmittelbar oder mittelbar abgestützten Ventilspannschraube eine höhere Festigkeit besitzt. Dies ist insoweit von Vorteil, als die Ablaufdrossel, der Ventilsitz und/oder der Diffusor, sofern vorhanden, das Ventilstück schwächen. Diese Schwächung wird durch die Vorspannung jedoch kompensiert.In a further development of the invention, it is proposed that a diffuser is formed in the valve piece between the outlet throttle and a valve seat. The diffuser may be formed immediately downstream of the outlet throttle in the flow direction of the outflowing fuel. In particular, the outlet throttle can open into the valve seat via the diffuser. The diffuser serves the Flow optimization. Preferably, the outlet throttle, the valve seat and / or the diffuser is or are arranged in the region of the plate-shaped portion of the valve piece. This means that the outlet throttle, the valve seat and / or the diffuser preferably comes to lie or come to lie in a portion of the valve piece, which has a higher strength due to the bias on the directly or indirectly supported on the sloping shoulder valve clamping screw. This is advantageous insofar as the outlet throttle, the valve seat and / or the diffuser, if present, weaken the valve piece. However, this weakening is compensated by the bias.

Bevorzugt besitzt das Ventilstück einen hohlzylinderförmigen Abschnitt zur Ausbildung und Begrenzung eines Steuerraums, der über die Ablaufdrossel, den Ventilsitz und/oder den Diffusor entlastbar ist. Das heißt, dass andernends die Ablaufdrossel unmittelbar oder mittelbar über einen Ablaufkanal in den Steuerraum mündet. Über die Schaltstellung des Steuerventils ist demnach der Steuerdruck im Steuerraum steuerbar. Über den Steuerdruck im Steuerraum kann wiederum Einfluss auf die axiale Lage des Einspritzventilglieds des Kraftstoffinjektors genommen werden.Preferably, the valve piece has a hollow cylindrical portion for forming and limiting a control chamber, which is relieved via the outlet throttle, the valve seat and / or the diffuser. This means that at the other end the outlet throttle opens directly or indirectly via a drainage channel into the control chamber. On the switching position of the control valve, therefore, the control pressure in the control room is controlled. In turn, the control pressure in the control chamber can influence the axial position of the injection valve member of the fuel injector.

Des Weiteren bevorzugt ist in dem hohlzylinderförmigen Abschnitt des Ventilstücks ein Endabschnitt eines hubbeweglichen Einspritzventilgliedes aufgenommen, über dessen Hubbewegung mindestens eine Einspritzöffnung des Kraftstoffinjektors freigebbar oder verschließbar ist. Das Steuerventil kann in diesem Fall zur Steuerung der Hubbewegung des Einspritzventilglieds des Kraftstoffinjektors eingesetzt werden.Further preferably, an end portion of a liftable injection valve member is received in the hollow cylindrical portion of the valve piece, via the lifting movement of which at least one injection opening of the fuel injector is releasable or closable. The control valve can be used in this case for controlling the lifting movement of the injection valve member of the fuel injector.

Hierzu ist des Weiteren bevorzugt vorgesehen, dass bei geöffnetem Steuerventil der Steuerraum über die Ablaufdrossel entlastbar ist, so dass ein das Einspritzventilglied entlastender Druckabfall im Steuerraum bewirkt wird.For this purpose, it is further preferably provided that when the control valve is open, the control chamber is relieved via the outlet throttle, so that a pressure drop relieving the injection valve member in the control chamber is effected.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. These show:

1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors im Bereich des Steuerventils, 1 a schematic longitudinal section through a first preferred embodiment of a fuel injector according to the invention in the region of the control valve,

2 einen Ausschnitt der 1 in vergrößerter Darstellung, 2 a section of the 1 in an enlarged view,

3 eine Schnittansicht eines Druckrings für ein Steuerventil eines erfindungsgemäßes Kraftstoffinjektors und 3 a sectional view of a pressure ring for a control valve of a fuel injector according to the invention and

4 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors im Bereich des Steuerventils. 4 a schematic longitudinal section through a second preferred embodiment of a fuel injector according to the invention in the region of the control valve.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Der in der 1 dargestellte Kraftstoffinjektor umfasst ein Steuerventil mit einem Ventilstück 2, das einen plattenförmigen Abschnitt 12 besitzt, über den das Ventilstück 2 an einem radial verlaufenden Absatz 13 eines Haltekörpers 1 des Kraftstoffinjektors abgestützt ist. An der dem Absatz 13 abgewandten Seite des plattenförmigen Abschnitts 12 ist radial außen eine schräg abfallende Schulter 5 ausgebildet, an welcher mittelbar über einen Druckring 8 eine Ventilspannschraube 4 abgestützt ist, die zur Lagefixierung des Ventilstücks 2 in den Haltekörper 1 eingeschraubt ist. Die Ventilspannschraube 4 übt dabei mittelbar über den Druckring 8 eine Druckkraft auf das Ventilstück 2 aus, die aufgrund der schräg abfallenden Schulter 5 nicht nur eine axial wirkende Kraftkomponente in Richtung des Absatzes 13 besitzt, sondern ferner eine radial wirkende Kraftkomponente. Letztere bewirkt eine Vorspannung des Ventilstücks 2 in radialer Richtung, die wiederum zu einer Steigerung der Festigkeit in einem festigkeitskritischen Bereich des Ventilstücks 2 führt, in dem vorliegend eine Ablaufdrossel 3 und ein Diffusor 15 ausgebildet sind. Üblicherweise herrschen in diesem Bereich hohe lokale Zugspannungen vor, die aus dem Anzugsmoment der Ventilspannschraube 4 und/oder aus der Belastung des Ventilstücks 2 mit Systemdruck resultieren. Die radiale Vorspannung hilft, diese Zugspannungen zu kompensieren.The Indian 1 illustrated fuel injector includes a control valve with a valve piece 2 which has a plate-shaped section 12 possesses, over which the valve piece 2 on a radially extending shoulder 13 a holding body 1 is supported by the fuel injector. At the paragraph 13 opposite side of the plate-shaped portion 12 is radially outside a sloping shoulder 5 formed on which indirectly via a pressure ring 8th a valve clamping screw 4 is supported, which is for fixing the position of the valve piece 2 in the holding body 1 is screwed. The valve clamping screw 4 exercises indirectly over the pressure ring 8th a pressure force on the valve piece 2 out, due to the sloping shoulder 5 not just an axial force component in the direction of the heel 13 has, but also a radially acting force component. The latter causes a bias of the valve piece 2 in the radial direction, which in turn leads to an increase in the strength in a strength-critical area of the valve piece 2 leads, in the present case an outlet throttle 3 and a diffuser 15 are formed. Usually prevail in this area high local tensile stresses, from the tightening torque of the valve clamping screw 4 and / or from the load of the valve piece 2 result in system pressure. The radial preload helps to compensate for these tensile stresses.

Der zwischen dem Ventilstück 2 und der Ventilspannschraube 4 eingelegte Druckring 8 ist im Querschnitt dreieckig ausgeführt, so dass eine radial verlaufende erste Anlagefläche 9 zur Anlage einer eben ausgeführten Stirnfläche 6 der Ventilspannschraube 4 und eine schräg verlaufende zweite Anlagefläche 10 zur Abstützung an der schräg abfallenden Schulter 5 des Ventilstücks 2 ausgebildet werden. Die schräg verlaufende Anlagefläche 10 ist – entsprechend der schräg abfallenden Schulter 5 des Ventilstücks 2 – in einem Winkel von 45° gegenüber einer Radialebene 11 geneigt (siehe auch 2).The between the valve piece 2 and the valve clamping screw 4 inserted pressure ring 8th is triangular in cross section, so that a radially extending first contact surface 9 to create a newly executed face 6 the valve clamping screw 4 and a sloping second abutment surface 10 for support on the sloping shoulder 5 of the valve piece 2 be formed. The sloping contact surface 10 is - according to the sloping shoulder 5 of the valve piece 2 - At an angle of 45 ° with respect to a radial plane 11 inclined (see also 2 ).

Ein Druckring 8 ist vergrößert in der 3 dargestellt. Im Unterschied zum Druckring 8 ist hier der Winkel α < 45°, d. h. flacher gewählt. Der Einsatz eines solchen Druckrings 8 hat zur Folge, dass die über die Ventilspannschraube 4 aufgebrachte axiale Kraftkomponente größer als die in radialer Richtung wirkende Kraftkomponente ist.A pressure ring 8th is enlarged in the 3 shown. In contrast to the pressure ring 8th here is the angle α <45 °, that is flat. The use of such a pressure ring 8th As a result, the over the valve clamping screw 4 applied axial force component is greater than the force component acting in the radial direction.

Bei dem in den 1 und 2 dargestellten Steuerventil ist an den plattenförmigen Abschnitt 12 des Ventilstücks 2 ein hohlzylinderförmiger Abschnitt 16 angesetzt, in dem ein Endabschnitt eines Einspritzventilglieds 18 aufgenommen und geführt ist. Das Ventilstück 2 und das Einspritzventilglied 18 begrenzen gemeinsam einen Steuerraum 17, der über die im Ventilstück 2 ausgebildete Ablaufdrossel 3 entlastbar ist (siehe 1).In the in the 1 and 2 illustrated control valve is connected to the plate-shaped portion 12 of the valve piece 2 a hollow cylindrical section 16 set in which an end portion of an injection valve member 18 recorded and conducted. The valve piece 2 and the injection valve member 18 together define a tax area 17 that's over in the valve piece 2 trained outlet throttle 3 is relievable (see 1 ).

Die Ablaufdrossel 3 ist in einem Ablaufkanal 19 ausgebildet, der die Ablaufdrossel 3 mit dem Steuerraum 17 verbindet. An die Ablaufdrossel 3 schließt sich der Diffusor 15 an (siehe 1).The outlet throttle 3 is in a drainage channel 19 formed, which the drain throttle 3 with the control room 17 combines. At the outlet throttle 3 closes the diffuser 15 on (see 1 ).

An den plattenförmigen Abschnitt 12 des Ventilstücks 2 ist ein weiterer hohlzylinderförmiger Abschnitt 22 angesetzt, der vorliegend der Führung eines mit einem Ventilsitz 14 zusammenwirkenden hubbeweglichen Ankers 20 dient. Der Anker 20 ist in Richtung des Ventilsitzes 14 axial vorgespannt. Wird nunmehr ein Elektromagnet 21 des Steuerventils bestromt, bildet sich ein Magnetfeld aus, dessen Magnetkraft den Anker 20 aus dem Ventilsitz 14 hebt, so dass das Steuerventil öffnet. Das Öffnen des Steuerventils hat zur Folge, dass Kraftstoff über den Ablaufkanal 19, die Ablaufdrossel 3, den Diffusor 15 und den Ventilsitz 14 aus dem Steuerraum 17 abströmt, so dass der Druck im Steuerraum 17 abfällt. Das Einspritzventilglied 18 des Kraftstoffinjektors wird auf diese Weise entlastet und vermag zu öffnen.To the plate-shaped section 12 of the valve piece 2 is another hollow cylindrical section 22 recognized, the present of the leadership one with a valve seat 14 interacting liftable anchor 20 serves. The anchor 20 is in the direction of the valve seat 14 axially biased. Will now be an electromagnet 21 energized to the control valve, a magnetic field is formed, the magnetic force of the armature 20 from the valve seat 14 lifts so that the control valve opens. The opening of the control valve causes fuel to flow through the drain 19 , the outlet throttle 3 , the diffuser 15 and the valve seat 14 from the control room 17 flows out, leaving the pressure in the control room 17 drops. The injection valve member 18 the fuel injector is relieved in this way and is able to open.

Der 4 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors zu entnehmen. Im Unterschied zur Ausführungsform der 1 und 2 ist die Ventilspannschraube 4 unmittelbar über eine die eben ausgeführte Stirnfläche 6 radial innen begrenzende, ringförmige Kante 7 an der schräg abfallenden Schulter 5 des Ventilstücks 2 abgestützt. Die Kante 7 bildet eine Art Beißkante aus, die begrenzt plastisch verformbar ist, um eine gleichmäßige Anlage der Ventilspannschraube 4 an der schräg abfallenden Schulter 5 des Ventilstücks 2 zu gewährleisten. Die Ablaufdrossel 3 mündet einerseits unmittelbar in den Steuerraum 17, andererseits in den Diffusor 15. Der Diffusor 15 öffnet sich in Richtung des Ventilsitzes 14.Of the 4 is a further preferred embodiment of a fuel injector according to the invention can be seen. In contrast to the embodiment of 1 and 2 is the valve clamping screw 4 directly over the just executed end face 6 radially inner bounding, annular edge 7 on the sloping shoulder 5 of the valve piece 2 supported. The edge 7 forms a kind of biting edge, which is limited plastically deformable to a uniform contact of the valve clamping screw 4 on the sloping shoulder 5 of the valve piece 2 to ensure. The outlet throttle 3 on the one hand flows directly into the control room 17 on the other hand into the diffuser 15 , The diffuser 15 opens in the direction of the valve seat 14 ,

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006021736 A1 [0002] DE 102006021736 A1 [0002]

Claims

Kraftstoffinjektor für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem, umfassend einen Haltekörper (1) und ein Steuerventil, wobei das Steuerventil ein in den Haltekörper (1) eingesetztes, rotationssymmetrisch ausgebildetes Ventilstück (2) besitzt, in dem eine Ablaufdrossel (3) ausgebildet ist, ferner umfassend eine Ventilspannschraube (4) zur axialen Lagefixierung des Ventilstücks (2) im Haltekörper (1), wobei die Ventilspannschraube (4) unmittelbar oder mittelbar an einer nach radial außen schräg abfallenden Schulter (5) des Ventilstücks (2) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilspannschraube (4) eine der Schulter (5) des Ventilstücks (2) zugewandte eben ausgeführte Stirnfläche (6) besitzt und, dass die Ventilspannschraube (4) entweder unmittelbar über eine die Stirnfläche (6) begrenzende, radial innen liegende ringförmige Kante (7) oder mittelbar über einen Druckring (8), der zwischen dem Ventilstück (2) und der Ventilspannschraube (4) eingelegt ist, an der Schulter (5) des Ventilstücks (2) abgestützt ist.Fuel injector for a fuel injection system, in particular for a common rail injection system, comprising a holding body ( 1 ) and a control valve, wherein the control valve into the holding body ( 1 ) used, rotationally symmetrical valve piece ( 2 ), in which an outlet throttle ( 3 ), further comprising a valve clamping screw ( 4 ) for axially fixing the position of the valve piece ( 2 ) in the holding body ( 1 ), the valve clamping screw ( 4 ) directly or indirectly on a radially outwardly inclined sloping shoulder ( 5 ) of the valve piece ( 2 ) is supported, characterized in that the valve clamping screw ( 4 ) one of the shoulders ( 5 ) of the valve piece ( 2 ) facing just executed end face ( 6 ) and that the valve clamping screw ( 4 ) either directly over a face ( 6 ) limiting, radially inner annular edge ( 7 ) or indirectly via a pressure ring ( 8th ), which between the valve piece ( 2 ) and the valve clamping screw ( 4 ) is placed on the shoulder ( 5 ) of the valve piece ( 2 ) is supported.

Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckring (8) im Querschnitt dreieckig oder trapezförmig ausgebildet ist.Fuel injector according to claim 1, characterized in that the pressure ring ( 8th ) is triangular or trapezoidal in cross-section.

Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckring (8) eine ebene erste Anlagefläche (9) zur Abstützung der Ventilspannschraube (4) und eine schräg verlaufende zweite Anlagefläche (10) zur Abstützung an der Schulter (5) des Ventilstücks (2) besitzt, wobei vorzugsweise die schräg verlaufende zweite Anlagefläche (10) in einem Winkel (α) gegenüber einer Radialebene (11) geneigt ist, der im Wesentlichen dem Neigungswinkel der nach radial außen schräg abfallenden Schulter (5) des Ventilstücks (2) gegenüber der Radialebene (11) entspricht. Fuel injector according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure ring ( 8th ) a plane first contact surface ( 9 ) for supporting the valve clamping screw ( 4 ) and an inclined second contact surface ( 10 ) for support on the shoulder ( 5 ) of the valve piece ( 2 ), wherein preferably the inclined second contact surface ( 10 ) at an angle (α) with respect to a radial plane ( 11 ) is inclined, which substantially the inclination angle of the radially outwardly sloping shoulder ( 5 ) of the valve piece ( 2 ) opposite the radial plane ( 11 ) corresponds.

Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) 5° bis 45°, vorzugsweise 7° bis 40°, weiterhin vorzugsweise 10° bis 30°, beträgt.Fuel injector according to claim 3, characterized in that the angle (α) 5 ° to 45 °, preferably 7 ° to 40 °, more preferably 10 ° to 30 °.

Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nach radial außen schräg abfallende Schulter (5) an einem plattenförmigen Abschnitt (12) des Ventilstücks (2) ausgebildet ist, über den das Ventilstück (2) an einem radial verlaufenden Absatz (13) des Haltekörpers (1) des Kraftstoffinjektors abgestützt ist, so dass über die Ventilspannschraube (4) eine Druckkraft auf das Ventilstück (2) ausgeübt wird, die eine axial wirkende erste Kraftkomponente zur axialen Vorspannung des Ventilstücks (2) in Richtung des radial verlaufenden Absatzes (13) sowie eine radial wirkende zweite Kraftkomponente umfasst.Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the radially outwardly inclined sloping shoulder ( 5 ) on a plate-shaped section ( 12 ) of the valve piece ( 2 ) is formed, via which the valve piece ( 2 ) on a radially extending shoulder ( 13 ) of the holding body ( 1 ) of the fuel injector is supported, so that via the valve clamping screw ( 4 ) a pressure force on the valve piece ( 2 ) is applied, which is an axially acting first force component for axial prestressing of the valve piece ( 2 ) in the direction of the radially extending shoulder ( 13 ) and a radially acting second force component.

Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ablaufdrossel (3) und einem Ventilsitz (14) ein Diffusor (15) im Ventilstück (2) ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Ablaufdrossel (3), der Ventilsitz (14) und/oder der Diffusor (15) im Bereich des plattenförmigen Abschnitts (12) des Ventilstücks (2) angeordnet ist bzw. sind.Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that between the outlet throttle ( 3 ) and a valve seat ( 14 ) a diffuser ( 15 ) in the valve piece ( 2 ), wherein preferably the outlet throttle ( 3 ), the valve seat ( 14 ) and / or the diffuser ( 15 ) in the region of the plate-shaped section ( 12 ) of the valve piece ( 2 ) is arranged or are.

Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilstück (2) einen hohlzylinderförmigen Abschnitt (16) zur Ausbildung und Begrenzung eines Steuerraums (17) besitzt, der über die Ablaufdrossel (3), den Ventilsitz (14) und/oder den Diffusor (15) entlastbar ist.Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the valve piece ( 2 ) a hollow cylindrical section ( 16 ) on the formation and limitation of a tax area ( 17 ), which via the outlet throttle ( 3 ), the valve seat ( 14 ) and / or the diffuser ( 15 ) is relieved.

Kraftstoffinjektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem hohlzylinderförmigen Abschnitt (16) des Ventilstücks (2) ein Endabschnitt eines hubbeweglichen Einspritzventilgliedes (18) aufgenommen ist, über dessen Hubbewegung mindestens eine Einspritzöffnung des Kraftstoffinjektors freigebbar oder verschließbar ist. Fuel injector according to claim 7, characterized in that in the hollow cylindrical portion ( 16 ) of the valve piece ( 2 ) an end portion of a liftable injection valve member ( 18 ) is received, via the lifting movement of at least one injection port of the fuel injector is releasable or closable.

Kraftstoffinjektor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei geöffnetem Steuerventil der Steuerraum (17) über die Ablaufdrossel (3) entlastbar ist, so dass ein das Einspritzventilglied (18) entlastender Druckabfall im Steuerraum (17) bewirkt wird.Fuel injector according to claim 7 or 8, characterized in that when the control valve is open, the control chamber ( 17 ) via the outlet throttle ( 3 ) is relieved, so that the injection valve member ( 18 ) relieving pressure drop in the control room ( 17 ) is effected.