EP2329132B1

EP2329132B1 - Brennstoffeinspritzventil

Info

Publication number: EP2329132B1
Application number: EP09781107.9A
Authority: EP
Inventors: Thomas Kuegler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2029-07-27
Also published as: DE102008042154A1; RU2550296C2; EP2329132A1; CN102216601A; CN102216601B; RU2011115129A; WO2010031628A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen. Speziell betrifft die Erfindung einen Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.
Aus der DE 10 2006 012 078 A1 ist eine KraftstoffEinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Kraftstoff-Direkteinspritzung bekannt. Die Einspritzvorrichtung weist ein in einem Gehäuse angeordnetes Ventilelement mit einer in Öffnungsrichtung wirkenden hydraulischen Druckfläche auf, die einen Hochdruckraum begrenzt. Der Hochdruckraum ist mit einem Hochdruckanschluss verbunden. Ferner ist eine in Schließrichtung wirkende hydraulische Steuerfläche vorgesehen, die einen Steuerraum begrenzt, in dem im Betrieb ein variabler Steuerdruck herrscht. Das Ventilelement arbeitet in einer geöffneten Stellung oder einem geöffneten Stellungsbereich mit einem Gehäusebereich drosselnd derart zusammen, dass mindestens an einem Teil der Druckfläche ein Druck anliegt, der kleiner als der Druck im Hochdruckraum ist. Das Gehäuse ist dabei mehrteilig ausgestaltet, wobei ein Düsenkörper mit seiner Stirnfläche an einer Stirnfläche eines Gehäuseteils anliegt und wobei der Düsenkörper mit dem Gehäuseteil über eine Düsenspannmutter zusammengehalten ist.
Aus der DE 10 2006 000 371 A1 und der DE 10 2005 015 735 A1 sind darüber hinaus Kraftstoffeinspritzventile bekannt, bei denen der Düsenkörper dichtend am dem Haltekörper anliegt, wobei die Anlageflächen passend geformt sind.
Die aus der DE 10 2006 012 078 A1 bekannte KraftstoffEinspritzvorrichtung hat den Nachteil, dass der mögliche Einspritzdruck begrenzt ist. Speziell besteht das Problem, dass die Dichtwirkung zwischen der Stirnseite des Gehäuseteils und der Stirnseite des Düsenkörpers begrenzt ist, wodurch der in diesem Bereich mögliche Druck begrenzt ist.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Abdichtung zwischen dem Düsenkörper und dem Gehäuseteil verbessert ist. Speziell besteht der Vorteil, dass in der Bohrung des Gehäuseteils und/oder in der Bohrung des Düsenkörpers ein relativ hoher Druck herrschen kann, wobei eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Düsenkörper und dem Gehäuseteil ermöglicht ist.
Erfindungsgemäss weist das Gehäuseteil im Verbindungsbereich einen im wesentlichen hohlzylinderförmigen Fortsatz auf, der von innen in den Düsenkörper eingefügt ist. Dadurch besteht der Vorteil einer einfachen Herstellbarkeit. Der Fortsatz kann auch hohlkegelförmig oder mit über seiner Länge veränderlicher Wandstärke ausgestaltet sein. Hierdurch kann eine hohe Festigkeit erzielt werden. Dabei ist es ferner vorteilhaft, dass der Düsenkörper im Verbindungsbereich einen Absatz aufweist und dass die Abdichtung zwischen dem Fortsatz des Gehäuseteils und dem Absatz des Düsenkörpers gebildet ist. Zwischen dem Fortsatz und dem Absatz kann dabei eine nahezu linienförmige Dichtfläche oder auch eine ausgedehnte Dichtfläche gebildet sein. Da der in der Bohrung des Gehäuseteils und/oder in der Bohrung des Düsenkörpers herrschende Hochdruck von innen auf den Fortsatz einwirkt, ergibt sich eine mit der Größe des Hochdrucks zunehmende Dichtwirkung, wodurch eine selbstverstärkende Abdichtung gebildet ist. Dadurch können in der Bohrung des Gehäuseteils und der Bohrung des Düsenkörpers sehr hohe Drücke herrschen. Somit wird das Einspritzen von unter sehr hohem Druck stehenden Brennstoff ermöglicht, wobei der Aufwand zur Abdichtung optimiert ist.
Erfindungsgemäss weist der Düsenkörper im Verbindungsbereich einen im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Fortsatz auf, der von innen in das Gehäuseteil eingefügt ist. Dadurch besteht der Vorteil einer einfachen Herstellbarkeit. Der Fortsatz kann auch hohlkegelförmig oder mit über seiner Länge veränderlicher Wandstärke ausgestaltet sein. Hierdurch kann eine hohe Festigkeit erzielt werden. Dabei ist es ferner von Vorteil, dass das Gehäuseteil im Verbindungsbereich einen Absatz aufweist und dass die Abdichtung zwischen dem Fortsatz des Düsenkörpers und dem Absatz des Gehäuseteils gebildet ist.
Erfindungsgemäss ist der Fortsatz relativ dünnwandig ausgestaltet, so dass eine elastische, radiale Verformung des Fortsatzes durch den Hochdruck ermöglicht ist. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass der Absatz relativ dickwandig ausgestaltet ist, so dass eine Abstützung des durch den Hochdruck elastisch verformbaren Fortsatzes ermöglicht ist. Dies hat den Vorteil, dass der Fortsatz mit steigendem Druck immer stärker von innen gegen den außenliegenden Absatz gepresst wird, so dass eine optimale Dichtheit gewährleistet ist.
Vorteilhaft ist es auch, dass das Gehäuseteil in dem Verbindungsbereich zumindest eine dem Düsenkörper zugewandte, radiale Erhebung aufweist, an der die Abdichtung gebildet ist, und/oder dass der Düsenkörper in dem Verbindungsbereich zumindest eine dem Gehäuseteil zugewandte, radiale Erhebung aufweist, an der die Abdichtung gebildet ist. Dadurch kann eine Linienberührung zwischen dem Gehäuseteil und dem Düsenkörper an der Erhebung hergestellt werden, die eine Grunddichtheit gewährleistet.
Vorteilhaft ist es auch, dass das Gehäuseteil in dem Verbindungsbereich eine dem Düsenkörper zugewandte, konische Dichtfläche aufweist und/oder dass der Düsenkörper in dem Verbindungsbereich eine dem Gehäuseteil zugewandte, konische Dichtfläche aufweist. Durch die konische Ausgestaltung kann zumindest eine Linienberührung gewährleistet werden, um eine Grunddichtheit herzustellen. Die konische Ausgestaltung kann allerdings auch die Ausbildung einer ausgedehnten, flächigen Abdichtung erleichtern.
Vorteilhaft ist es, dass eine Zwischenplatte vorgesehen ist, dass die Zwischenplatte eine axiale Bohrung aufweist, durch die sich die Düsennadel erstreckt, und dass die Zwischenplatte im Verbindungsbereich in der Bohrung des Gehäuseteils und/oder in der Bohrung des Düsenkörpers angeordnet ist. Dabei ist es möglich, dass die Zwischenplatte, die keine hohen Kräfte abstützen muss, je nach Konstruktion nur in einer Richtung belastet wird. Die Zwischenplatte kann eine Drosselstelle für einen Hochdruckzufluss zur Düse bilden. Dadurch kann die zum Nadelschließen notwendige Drosselstelle in die Zwischenplatte integriert werden, so dass die Ausgestaltung der Nadel, des Gehäuseteils und des Düsenkörpers vereinfacht ist.
Vorteilhaft ist es, dass die Bohrung des Gehäuseteils eine dem Düsenkörper zugewandte Stützfläche aufweist, an der die Zwischenplatte abgestützt ist, und dass die Zwischenplatte durch ein an der Düsennadel abgestütztes Federelement beaufschlagt ist. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass eine Hülse vorgesehen ist, die die Düsennadel umschließt, und dass das Federelement mittels der Hülse an der Düsennadel abgestützt ist. Dadurch ist die Zwischenplatte in einer Richtung an dem Gehäuseteil abgestützt, wobei diese durch eine Vorspannung des Federelements zuverlässig positioniert ist. Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau des Brennstoffeinspritzventils. Dabei ist die Beaufschlagung der Zwischenplatte unabhängig von der durch die Düsenspannmutter aufgebrachten Verbindungskraft.
Vorteilhaft ist es ferner, dass die Hülse mit der Düsennadel verbunden ist, dass die Düsennadel aus einem ersten Teil und zumindest einem zweiten Teil zusammengesetzt ist und dass der erste Teil und der zweite Teil innerhalb der Hülse zusammengesetzt sind. Dies erleichtert die Herstellung der Düsennadel, da diese gebaut ausgebildet werden kann. Der erste und der zweite Teil der Düsennadel sind dabei miteinander verbunden, wobei diese Verbindung durch die Hülse unterstützt ist.
Vorteilhaft ist es auch, dass die Düsennadel einen umlaufenden Bund aufweist und dass das Federelement an dem umlaufenden Bund abgestützt ist. Dies ermöglicht eine einfache Montage des Brennstoffeinspritzventils.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Zwischenplatte zwischen dem Düsenkörper und dem Gehäuseteil eingespannt. Dabei ist es ferner vorteilhaft, dass eine in der Bohrung des Gehäuseteils angeordnete Hülse vorgesehen ist, die die Düsennadel umschließt, dass die Düsennadel aus einem ersten Teil und einem zweiten Teil zusammengesetzt ist und dass der erste Teil und der zweite Teil innerhalb der Hülse zusammengesetzt sind. Die Hülse gewährleistet hierbei auch eine Befestigung, wenn die beiden Teile der Düsennadel nicht schon stumpf miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Schweißen. Dabei kann die Hülse auf die zusammengesetzten Teile aufgepresst oder aufgeschrumpft sein, durch Bördeln oder Einpressen in Nuten oder Vertiefungen an den Teilen formschlüssig befestigt sein oder durch Kleben, Löten oder Schweißen an beiden Teilen befestigt werden. Dadurch ist eine gebaute Ausgestaltung der Düsennadel möglich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Brennstoffeinspritzventil in einer schematischen, auszugsweisen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 den Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 den in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 4 den in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 den in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 6 den in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils entsprechend einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 7 den in Fig. 1 mit VII bezeichneten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils in einer schematischen Darstellung entsprechend einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 8 den in Fig. 7 gezeigten Ausschnitt entsprechend einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
Fig. 9 den in Fig. 7 dargestellten Ausschnitt entsprechend einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung

Fig. 1 zeigt ein Brennstoffeinspritzventil 1 mit einem Betätigungselement 2 entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Betätigungselement 2 kann beispielsweise einen Magnetaktor aufweisen, der über ein Ventil auf eine Düsennadel 3 des Brennstoffeinspritzventils 1 einwirkt, wie es durch den Doppelpfeil 4 veranschaulicht ist. Das Brennstoffeinspritzventil 1 kann insbesondere als Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dienen. Ein bevorzugter Einsatz des Brennstoffeinspritzventils 1 besteht für eine Brennstoffeinspritzanlage mit einem Common-Rail, das Dieselbrennstoff unter hohem Druck zu mehreren Brennstoffeinspritzventilen 1 führt. Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist ein Gehäuseteil 5 und einen mit dem Gehäuseteil 5 verbundenen Düsenkörper 6 auf. Dabei ist eine Düsenspannmutter 7 vorgesehen, die auf das Gehäuseteil 5 aufgeschraubt ist, wodurch der Düsenkörper 6 mit dem Gehäuseteil 5 verbunden ist. Die Düsennadel 3 ist sowohl durch das Gehäuseteil 4 als auch durch den Düsenkörper 6 geführt. Dabei ist die Düsennadel 3 mehrteilig ausgestaltet, wobei in diesem Ausführungsbeispiel Teile 8, 9 der Düsennadel 3 vorgesehen sind. Dadurch kann die Düsennadel 3 gebaut ausgestaltet sein.
Das Gehäuseteil 5 weist eine Bohrung 10 auf. Ferner weist der Düsenkörper 6 eine Bohrung 11 auf. Die Düsennadel 3 ist abschnittsweise in der Bohrung 10 des Gehäuseteils 5 und abschnittsweise in der Bohrung 11 des Düsenkörpers 6 angeordnet. Dabei sind die Teile 8, 9 der Düsennadel 3 in einem Verbindungsbereich 12, in dem der Düsenkörper 6 mit dem Gehäuseteil 5 verbunden ist, zusammengefügt.
In dem Verbindungsbereich 12 greifen der Gehäuseteil 5 und der Düsenkörper 6 ineinander. Dadurch ist zwischen dem Gehäuseteil 5 und dem Düsenkörper 6 eine Abdichtung gebildet, die eine Abdichtung gegenüber dem in der Bohrung 10 des Gehäuseteils 5 und in der Bohrung 11 des Düsenkörpers 6 im Betrieb vorgesehenen, unter hohem Druck stehenden Brennstoff bildet. Dabei ist die Abdichtung von dem in den Bohrungen 10, 11 herrschenden Druck des Brennstoffs in radialer Richtung beaufschlagt.
In diesem Ausführungsbeispiel weist das Gehäuseteil 5 einen im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Fortsatz 15 auf, der von innen in den Düsenkörper 6 eingefügt ist. Hierbei weist der Düsenkörper 6 einen Absatz 16 auf, der den hohlzylinderförmigen Fortsatz 15 in radialer Richtung abstützt. Die radiale Richtung ist dabei in Bezug auf eine Achse 17 des Brennstoffeinspritzventils 1, entlang der die Düsennadel 3 betätigbar ist, bestimmt.
Der hohlzylinderförmige Fortsatz 15 ist relativ dünnwandig ausgestaltet, so dass eine gewisse elastische Verformung des hohlzylinderförmigen Fortsatzes 15 in der radialen Richtung auf Grund des Hochdrucks in den Bohrungen 10, 11 ermöglicht ist. Der Absatz 16 hingegen ist relativ dickwandig ausgestaltet, um den hohlzylinderförmigen Fortsatz 15 abzustützen. Die Abdichtung zwischen dem hohlzylinderförmigen Fortsatz 15 und dem Absatz 16 ermöglicht eine dauerfeste Dichtheit auch bei sehr hohen Drücken, beispielsweise bei Drücken von mehr als 200 MPa (2000 bar). Die Dichtheit ist dabei weitgehend unabhängig von der Spannkraft der Düsenspannmutter 7.
Somit besteht der Vorteil, dass das Problem umgangen wird, die Spannkraft der Düsenspannmutter 7 in Bezug auf die erforderliche Dichtwirkung einzustellen. Speziell besteht in der Regel ein schmaler Bereich zwischen einer zu hohen Pressung, bei der ein Materialfließen auftreten kann, und einer ausreichenden Pressung, die die Dichtheit gewährleistet. Durch Montage bedingte Toleranzen der Axialkräfte beim Anziehen der Düsenspannmutter 7 ist eine Einstellung der für eine Abdichtung erforderlichen Vorspannung daher in der Regel aufwändig. Dies ist durch die konstruktive Ausgestaltung vermieden, bei der der hohlzylinderförmige Fortsatz 15 in Abhängigkeit von dem in den Bohrungen 10, 11 herrschenden Druck gegen den Absatz 16 gepresst wird, wodurch eine selbstverstärkende Abdichtung erzielt ist.
Der hohlzylinderförmige Fortsatz 15 kann insbesondere als Dichtlippe ausgestaltet sein, die in den Düsenkörper 6 eingreift und an dem Absatz 16 des Düsenkörpers 6 abgestützt ist.
In diesem Ausführungsbeispiel ist innerhalb der Bohrung 10 des Gehäuseteils 5 eine Zwischenplatte 18 angeordnet. Die Zwischenplatte 18 weist eine axiale Bohrung 19 auf, durch die die Düsennadel 3 geführt ist. Der Hochdruckdurchfluss von Brennstoff erfolgt dabei vorzugsweise ungedrosselt durch die Bohrung 19 der Zwischenplatte 18. Das Gehäuseteil 5 weist eine Stufe 20 auf, an der eine Stützfläche 21 ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Bohrung 10 als Stufenbohrung ausgebildet, die die Stufe 20 umfasst.
Die Zwischenplatte 18 ist an der Stützfläche 21 abgestützt. Die Stützfläche 21 ist dem Düsenkörper 6 zugewandt, so dass die Zwischenplatte 18 in Richtung des Betätigungselements 2 abgestützt ist. Ferner ist ein als Feder ausgestaltetes Federelement 22 vorgesehen, das die Düsennadel 3 umschließt. Außerdem ist eine Hülse 23 vorgesehen, die die Düsennadel 3 umschließt. Die Hülse 23 ist mit der Düsennadel 3 verbunden. Das Federelement 22 ist zwischen der Zwischenplatte 18 und der Hülse 23 angeordnet, wobei eine gewisse Vorspannung des Federelements 22 besteht. Das Federelement 22 stützt sich einerseits an der Zwischenplatte 18 und andererseits an der Hülse 23 ab. Auf Grund der Vorspannung des Federelements 22 ist die Zwischenplatte 18 mit der Federkraft des Federelements 22 beaufschlagt, so dass die Zwischenplatte 18 gegen die Stützfläche 21 gepresst ist. Dadurch ist eine zuverlässige Fixierung der Zwischenplatte 18 an der Stützfläche 21 gewährleistet.
Die Teile 8, 9 der Düsennadel 3 sind innerhalb der Hülse 23 zusammengefügt und mittels der Hülse 23 miteinander verbunden. Die Hülse 23 gewährleistet hierbei auch eine Befestigung, wenn die beiden Teile 8, 9 der Düsennadel 3 nicht schon stumpf miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Schweißen. Dabei kann die Hülse 23 auf die zusammengesetzten Teile 8, 9 aufgepresst oder aufgeschrumpft sein, durch Bördeln oder Einpressen in Nuten oder Vertiefungen an den Teilen 8, 9 formschlüssig befestigt sein oder durch Kleben, Löten oder Schweißen an beiden Teilen 8, 9 befestigt werden. Somit kann die Düsennadel 3 gebaut ausgestaltet sein, was die Herstellung der Düsennadel 3 erleichtert.
Durch die Abstützung der Zwischenplatte 18 an der Stützfläche 21 des Gehäuseteils 5 ist die Befestigung der Zwischenplatte 18 von der Vorspannung der Düsenspannmutter 7 entkoppelt, insbesondere von einer Kerbwirkung eines Gewindes zwischen der Düsenspannmutter 7 und dem Düsenkörper 6.
Die Hülse 23 dient als Verbindungshülse für die Teile 8, 9 der Düsennadel 3. Die beiden Teile 8, 9 der Düsennadel 3 können dabei durch Schweißen, Bördeln, Kleben oder dergleichen jeweils mit der Hülse 23 verbunden sein.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Federelement 22 relativ kurz ausgestaltet. Hierbei ist bei dem als Feder ausgestalteten Federelement 22 eine relativ geringe Anzahl an Windungen vorgesehen. Dies ermöglicht eine Positionierung der Hülse 23 innerhalb der Bohrung 10 des Gehäuseteils 5. Somit kann die Hülse 23 außerhalb der Bohrung 11 des Düsenkörpers 6 positioniert sein. Damit kann auch die Verbindung der beiden Teile 8, 9 der Düsennadel 3, die in der Hülse 23 erfolgt, außerhalb des Düsenkörpers 6, insbesondere außerhalb der Bohrung 11 des Düsenkörpers 6, erfolgen. Dabei kann die Hülse 23 in Bezug auf die Stützfläche 21 der Stufe 20 positioniert werden, um die Vorspannung des Federelements 22 einzustellen.
Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils 1 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Zwischenplatte 18 ebenfalls in der Bohrung 10 des Gehäuseteils 5 angeordnet. Allerdings ist die Hülse 23 in der Bohrung 11 des Düsenkörpers 6 angeordnet. Die Verbindungsstelle zwischen den Teilen 8, 9 der Düsennadel 3, die innerhalb der Hülse 23 liegt, befindet sich somit ebenfalls im Bereich der Bohrung 11 des Düsenkörpers 6. Außerdem ist das Federelement 22 relativ lang ausgestaltet. In diesem Ausführungsbeispiel, in dem das Federelement 22 als Feder ausgestaltet ist, hat das Federelement 22 eine größere Anzahl an Windungen als bei dem anhand der Fig. 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Durch das relativ lang ausgestaltete Federelement 22 kann eine geringere Steifigkeit erzielt werden, so dass ein Einstellen der Vorspannung des Federelements 22 erleichtert ist. Insbesondere kann ein spezieller Einstellvorgang zum Einstellen des Federelements 22 entfallen, da die konstruktive Vorgabe der Entfernung zwischen der Hülse 23 und der Stützfläche 21 der Stufe 20 bereits eine hinreichend genaue Vorgabe der Vorspannung des Federelements 22 ergibt.
Fig. 3 zeigt den in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils 1 entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel greift der hohlzylinderförmige Fortsatz 15, der als Dichtlippe ausgestaltet ist, ebenfalls von innen in den Düsenkörper 6. Allerdings ist die Stützfläche 21 der Stufe 20 im Unterschied zu dem anhand der Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel relativ nahe an dem hohlzylinderförmigen Fortsatz 15 angeordnet. Somit ist auch die Zwischenplatte 18, die sich an der Stützfläche 21 abstützt, relativ nahe an dem hohlzylinderförmigen Fortsatz 15, insbesondere im Bereich des hohlzylinderförmigen Fortsatzes 15, angeordnet. Die Zwischenplatte 18 befindet sich dadurch innerhalb des Verbindungsbereichs 12. Dies ermöglicht eine Positionierung der Zwischenplatte 18 unterhalb eines Gewindes 24 zwischen der Düsenspannmutter 7 und dem Gehäuseteil 5, das heißt in Bezug auf das Gewinde 24 auf der Seite des Düsenkörpers 6. Dies ermöglicht eine Entkopplung der Zwischenplatte 18 von der Kerbwirkung des Gewindes 24. Außerdem wirkt der Innendruck des Brennstoffs nur auf den großen Bohrungsinnendurchmesser im Bereich des hohlzylinderförmigen Fortsatzes 15 und wird damit außen durch den Düsenkörper 6 abgestützt. Der Hochdruck-Durchfluss geht ungedrosselt durch die Bohrung 19 der Zwischenplatte 18.
Ferner ist im Unterschied zu dem anhand der Fig. 2 beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel ein Stützring 23' vorgesehen, der an einem umlaufenden Bund 25 der Düsennadel 3 abgestützt ist. Das Federelement 22 ist in diesem Ausführungsbeispiel über den Stützring 23' an dem umlaufenden Bund 25 der Düsennadel 3 abgestützt. Die Teile 8, 9 der Düsennadel 3 sind innerhalb der Hülse 23 zusammengefügt, die in der Bohrung 10 des Gehäuseteils 5 angeordnet ist. Dabei gewährleistet die Hülse 23 die Verbindung der Teile 8, 9. Der Stützring 23' hingegen ist in der Bohrung 11 des Düsenkörpers 6 angeordnet.
Fig. 4 zeigt den in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils 1 entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel greift der hohlzylinderförmige Fortsatz 15 von innen in den Düsenkörper 6. Im Unterschied zu dem anhand der Fig. 2 beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel ist in der Bohrung 10 des Gehäuseteils 5 keine Stufe 20 mit einer Stützfläche 21 für die Zwischenplatte 18 vorgesehen. Die Zwischenplatte 18 ist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem Düsenkörper 6 und dem Gehäuseteil 5 eingespannt. Insbesondere ist die Zwischenplatte 18 zwischen dem hohlzylinderförmigen Fortsatz 15 des Gehäuseteils 5 und dem Düsenkörper 6 eingespannt, wobei die Zwischenplatte 18 an einer Stützfläche 21' des Absatzes 16 des Düsenkörpers 6 anliegt, die dem Gehäuseteil 5 zugewandt ist. Dadurch ist die Zwischenplatte 18 in axialer Richtung, das heißt entlang der Achse 17, fixiert. Dadurch kann die Zwischenplatte 18 eine Drosselstelle für den Hochdruck-Zufluss zur Düse aufnehmen. Bei der Montage richtet sich die Zwischenplatte 18 durch die Führung auf der Düsennadel 3 radial aus. Durch die Größe des Stützrings 23', der gewissermaßen als Einstellscheibe dienen kann, kann die Vorspannung des Federelements 22 eingestellt werden. Dies ist in diesem Ausführungsbeispiel von Vorteil, da das Federelement 22 relativ kurz, das heißt mit einer geringen Anzahl an Windungen, ausgestaltet ist.
Die Teile 8, 9 der Düsennadel 3 sind in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich der Bohrung 10 des Gehäuseteils 5 zusammengefügt, wobei die Verbindung zwischen den Teilen 8, 9 der Düsennadel 3 durch die Hülse 23 erfolgt.
Fig. 5 zeigt den in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils 1 entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Düsenkörper 6 einen hohlzylinderförmigen Fortsatz 15' auf, der von innen in das Gehäuseteil 5 eingreift. Dabei weist der Gehäuseteil 5 einen Absatz 16' auf, der den hohlzylinderförmigen Fortsatz 15' radial abstützt. Der hohlzylinderförmige Fortsatz 15' ist elastisch verformbar ausgestaltet, insbesondere relativ dünn, so dass der in der Bohrung 11 des Düsenkörpers 6 herrschende Hochdruck den hohlzylinderförmigen Fortsatz 15' gegen den Absatz 16' beaufschlagt, so dass die zwischen dem hohlzylinderförmigen Fortsatz 15' und dem Absatz 16' gebildete Abdichtung als selbstverstärkende Abdichtung ausgestaltet ist. Der hohlzylinderförmige Fortsatz 15' ist als Dichtlippe ausgebildet. Die Zwischenplatte 18 stützt sich in diesem Ausführungsbeispiel unterhalb des Gewindes 24 an der Stützfläche 21 der Stufe 20 des Gehäuseteils 5 ab. Der Innendruck wirkt nur auf den großen Bohrungsinnendurchmesser im Bereich des hohlzylinderförmigen Fortsatzes 15' des Düsenkörpers 6 und wird damit außen durch den Absatz 16' des Gehäuseteils 5 abgestützt. Der Hochdruck-Durchfluss geht ungedrosselt durch die Bohrung 19 der Zwischenplatte 18. Das Federelement 22 stützt sich über den Stützring 23' an dem umlaufenden Bund 25 der Düsennadel 3 ab und beaufschlagt somit die Zwischenplatte 18 mit ihrer Vorspannung gegen die Stützfläche 21 der Stufe 20.
Fig. 6 zeigt den in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils 1 entsprechend einem sechsten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel greift der hohlzylinderförmige Fortsatz 15' des Düsenkörpers 6, der als Dichtlippe ausgestaltet ist, von innen in den Absatz 16' des Gehäuseteils 5. Die Zwischenplatte 18 stützt sich zwischen dem Gehäuseteil 5 und dem Düsenkörper 6 ab. Dadurch ist die Zwischenplatte 18 zwischen dem Gehäuseteil 5 und dem Düsenkörper 6 eingespannt. Somit ist die Zwischenplatte 18 axial fixiert und kann eine Drosselstelle für den Hochdruck-Zufluss zur Düse aufnehmen bzw. bilden. Bei der Montage richtet sich die Zwischenplatte 18 durch die Führung auf der Düsennadel 3 radial aus. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Bohrung 19 an den Durchmesser der Düsennadel 3 im Bereich der Zwischenplatte 18 angepasst. Ferner weist die Zwischenplatte 18 Drosselbohrungen 26, 26' auf, die Drosselstellen in der Zwischenplatte 18 bilden. Dadurch ist eine gedrosselte Verbindung zwischen der Bohrung 10 des Gehäuseteils 5 und der Bohrung 11 des Düsenkörpers 6 gebildet.
Der Bauraum für das Federelement 22 ist durch die Zwischenplatte 18, das heißt durch die Lage der Stützfläche 21 an der Stufe 20, und den als Einstellscheibe dienenden Stützring 23' definiert und insbesondere durch die Wahl der Dicke des Stützrings 23' einstellbar.
Die Verbindung der Teile 8, 9 der Düsennadel 3 erfolgt außerhalb des Verbindungsbereichs 12 in der Bohrung 10 des Gehäuseteils 5.
Fig. 7 zeigt den in Fig. 1 mit VII bezeichneten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils 1 entsprechend einem siebten Ausführungsbeispiels zur weiteren Erläuterung der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel greift der hohlzylinderförmige Fortsatz 15 des Gehäuseteils 5 von innen in den Düsenkörper 6, wobei der hohlzylinderförmige Fortsatz 15 an dem Absatz 16 des Düsenkörpers 6 anliegt. Hierbei ist eine ausgedehnte Dichtfläche 30, die zylindermantelförmig ausgestaltet ist, zwischen dem hohlzylinderförmigen Fortsatz 15 und dem Absatz 16 gebildet. Der Druck P wirkt von innen auf den hohlzylinderförmigen Fortsatz 15, so dass die Dichtfläche 13 und somit die Abdichtung zwischen dem Gehäuseteil 5 und dem Düsenkörper 6 mit dem Druck P beaufschlagt ist. Dadurch ergibt sich eine selbstverstärkende Abdichtung, die mit der Größe des Druckes P zunimmt. Speziell ist bei einem aufgebauten Hochdruck in der Bohrung 10 des Gehäuseteils 5 und/oder in der Bohrung 11 des Düsenkörpers 6 eine Beaufschlagung der Abdichtung im Bereich der Dichtfläche 30 mit diesem Hochdruck gegeben. Somit ist eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet, die sehr hohe Drücke in der Bohrung 10 des Gehäuseteils 5 und/oder der Bohrung 11 des Düsenkörpers 6 ermöglicht.
Somit ist durch das Ineinandergreifen des Gehäuseteils 5 und des Düsenkörpers 6, das heißt ein Überlappen des Gehäuseteils 5 und des Düsenkörpers 6, eine zuverlässige Abdichtung gebildet. Dies gilt entsprechend für eine Ausgestaltung, bei der ein hohlzylinderförmige Fortsatz 15' des Düsenkörpers 6 in das Gehäuseteil 5 eingreift und an einem Absatz 16' des Gehäuseteils 5 abgestützt ist.
Das Eingreifen des hohlzylinderförmigen Fortsatzes 15 in den Absatz 16, das mit leichtem Übermaß erfolgt, erfolgt elastisch. Dabei ist in diesem Ausführungsbeispiel der hohlzylinderförmige Fortsatz 15 weitgehend hohlzylinderförmig ausgestaltet.
Fig. 8 zeigt den in Fig. 7 dargestellten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils 1 entsprechend einem achten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel weist der hohlzylinderförmige Fortsatz 15 des Gehäuseteils 5 eine Erhebung 31 auf, die dem Absatz 16 des Düsenkörpers 6 zugewandt ist. Durch die Erhebung 31 ist eine im Wesentlichen linienförmige Dichtfläche 30 gebildet. Dadurch ist mindestens eine im Wesentlichen linienförmige Berührung zwischen dem hohlzylinderförmigen Fortsatz 15 und dem Absatz 16 gewährleistet, die eine Grunddichtheit herstellt. Dies ist insbesondere bei geringen Drücken P von Vorteil, um auch bei solch geringen Drücken eine Leckage über einen Spalt 32 zwischen dem hohlzylinderförmigen Fortsatz 15 und dem Absatz 16 zu verhindern. Mit steigendem Druck P nimmt auch in diesem Ausführungsbeispiel die Dichtwirkung der Abdichtung zwischen dem hohlzylinderförmigen Fortsatz 15 und dem Absatz 16 weiter zu. Somit ist immer eine optimale Dichtheit gewährleistet.
Fig. 9 zeigt den in Fig. 7 dargestellten Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils 1 entsprechend einem neunten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Absatz 16 des Düsenkörpers 6 eine dem hohlzylinderförmigen Fortsatz 15 des Gehäuseteils 5 zugewandte, konische Dichtfläche 30' auf. Dadurch ist eine im Wesentlichen linienförmige Dichtfläche 30 zur Herstellung einer Grunddichtheit gewährleistet. Der hohlzylinderförmige Fortsatz 15 wird im Betrieb mit steigendem Druck P immer stärker von innen gegen den Absatz 16 gepresst, so dass immer eine optimale Dichtheit gewährleistet ist. Der Absatz 16 hat dabei eine größere Wandstärke als der hohlzylinderförmige Fortsatz 15, so dass die durch den Druck P vermittelten Kräfte der Dichtung aufgenommen werden können.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selstzündenden Brennkraftmaschinen, mit zumindest einem Gehäuseteil (5), einem in dem Gehäuseteil (5) angeordneten Betätigungselement (2), einem Düsenkörper (6), der in einem Verbindungsbereich (12) mittels einer Düsenspannmutter (7) mit dem Gehäuseteil (5) verbunden ist, und einer Düsennadel (3), die abschnittsweise in einer Bohrung (10) des Gehäuseteils (5) und abschnittsweise in einer Bohrung (11) des Düsenkörpers (6) angeordnet ist, wobei das Gehäuseteil (5) und der Düsenkörper (6) in dem Verbindungsbereich (12) ineinander greifen, wobei zwischen dem Gehäuseteil (5) und dem Düsenkörper (6) eine Abdichtung gebildet ist, die von einem im Verbindungsbereich (12) in der Bohrung (10) des Gehäuseteils (5) und/oder in der Bohrung (11) des Düsenkörpers (6) herrschenden Hochdruck (P) zumindest im Wesentlichen radial beaufschlagbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuseteil (5) im Verbindungsbereich (12) einen zumindest im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Fortsatz (15) aufweist, der von innen in den Düsenkörper (6) eingefügt ist,
oder
der Düsenkörper (6) im Verbindungsbereich (12) einen zumindest im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Fortsatz (15') aufweist, der von innen in das Gehäuseteil (5) eingefügt ist,
wobei der hohlzylinderförmige Fortsatz (15, 15') relativ dünnwandig ausgestaltet ist, so dass eine elastische, radiale Verformung des hohlzylinderförmigen Fortsatzes (15, 15') durch den Hochdruck (P) ermöglicht ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (6) im Verbindungsbereich (12) einen Absatz (16) aufweist und dass die Abdichtung zwischen dem hohlzylinderförmigen Fortsatz (15) des Gehäuseteils (5) und dem Absatz (16) des Düsenkörpers (6) gebildet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (5) im Verbindungsbereich (12) einen Absatz (16') aufweist und dass die Abdichtung zwischen dem hohlzylinderförmigen Fortsatz (15') des Düsenkörpers (6) und dem Absatz (16') des Gehäuseteils (5) gebildet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (16, 16') relativ dickwandig ausgestaltet ist, so dass eine Abstützung des durch den Hochdruck (P) elastisch verformbaren hohlzylinderförmigen Fortsatzes (15, 15') ermöglicht ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (5) in dem Verbindungsbereich (12) zumindest eine dem Düsenkörper (6) zugewandte, radiale Erhebung (31) aufweist, an der die Abdichtung gebildet ist, und/oder dass der Düsenkörper (6) in dem Verbindungsbereich (12) zumindest eine dem Gehäuseteil (5) zugewandte, radiale Erhebung aufweist, an der die Abdichtung gebildet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenplatte (18) vorgesehen ist, dass die Zwischenplatte (18) eine axiale Bohrung (19) aufweist, durch die sich die Düsennadel (3) erstreckt und dass die Zwischenplatte (18) im Verbindungsbereich (12) in der Bohrung (10) des Gehäuseteils (5) und/oder in der Bohrung (11) des Düsenkörpers (6) angeordnet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (10) des Gehäuseteils (5) eine dem Düsenkörper (6) zugewandte Stützfläche (21) aufweist, an der die Zwischenplatte (18) abgestützt ist, und dass die Zwischenplatte (18) durch ein an der Düsennadel (3) abgestütztes Federelement (22) beaufschlagt ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse (23) vorgesehen ist, die die Düsennadel (3) umschließt, und dass das Federelement (22) mittels der Hülse (23) an der Düsennadel (3) abgestützt ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (23) mit der Düsennadel (3) verbunden ist, dass die Düsennadel (3) aus einem ersten Teil (8) und zumindest einem zweiten Teil (9) zusammengesetzt ist und dass der erste Teil (8) und der zweite Teil (9) innerhalb der Hülse (23) zusammengesetzt sind.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil (8) und der zweite Teil (9) jeweils mit der Hülse (23) verbunden sind.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (23) auf die zusammengesetzten Teile (8, 9) aufgepresst oder aufgeschrumpft ist oder formschlüssig an den zusammengesetzten Teilen (8, 9) befestigt oder durch Kleben, Löten oder Schweißen an den beiden Teilen (8, 9) befestigt ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (3) einen umlaufenden Bund (25) aufweist und dass das Federelement (22) an dem umlaufenden Bund (25) abgestützt ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (18) zwischen dem Düsenkörper (6) und dem Gehäuseteil (5) eingespannt ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Bohrung (10) des Gehäuseteils (5) angeordnete Hülse (23) vorgesehen ist, die die Düsennadel (3) umschließt, dass die Düsennadel (3) aus einem ersten Teil (8) und zumindest einem zweiten Teil (9) zusammengesetzt ist und dass der erste Teil (8) und der zweite Teil (9) innerhalb der Hülse (23) zusammengesetzt sind.