DE102016211451A1 - Injector with exact alignment of a valve seat - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Injektor zum Einspritzen eines Fluids, umfassend einen Ventilsitz (3), an welchem ein Abdichtbereich angeordnet ist, ein Schließelement (5), welches am Ventilsitz (3) wenigstens eine Durchgangsöffnung (30) freigibt und verschließt, ein Ventilgehäuse (2), und eine Schweißverbindung (4) zwischen dem Ventilsitz (3) und dem Ventilgehäuse (2), wobei der Ventilsitz (3) eine erste Verbindungsfläche (31) aufweist und das Ventilgehäuse (2) eine zweite Verbindungsfläche (21) aufweist, und wobei an der ersten Verbindungsfläche (31) und/oder an der zweiten Verbindungsfläche (21) eine Vielzahl von vorstehenden Zentrierelementen (9) angeordnet ist.The present invention relates to an injector for injecting a fluid, comprising a valve seat (3) on which a sealing region is arranged, a closing element (5) which releases and closes at least one passage opening (30) on the valve seat (3). 2), and a welded joint (4) between the valve seat (3) and the valve housing (2), the valve seat (3) having a first connection surface (31) and the valve housing (2) having a second connection surface (21), and wherein a plurality of projecting centering elements (9) is arranged on the first connection surface (31) and / or on the second connection surface (21).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Injektor zum Einspritzen eines Fluids, insbesondere eines Kraftstoffs, mit einem exakt ausrichtbaren Ventilsitz.The present invention relates to an injector for injecting a fluid, in particular a fuel, with a precisely alignable valve seat.
Injektoren zum Einspritzen von Kraftstoff sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Aus Fertigungsgründen weist der Injektor häufig ein Ventilgehäuse und einen Ventilsitz auf, an welchem ein Abdichtbereich eine Abdichtlinie oder eine Abdichtfläche, ausgebildet ist. Hierbei wird häufig eine Schweißverbindung zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilgehäuse vorgesehen. Hierbei kann es zu einer Schiefstellung der Hauptrotationsachsen der beiden Bauteile in Abhängigkeit einer Plan-Laufqualität von Anschlagsflächen zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilgehäuse kommen. Aus fertigungstechnischen Gründen werden für eine einfache Montage hierbei keine Passungen zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilgehäuse vorgesehen, da die Fixierung des Ventilsitzes am Ventilgehäuse mit der Schweißverbindung erfolgt. Eine Schiefstellung des Ventilsitzes relativ zum Ventilgehäuse führt jedoch auch zu Problemen beim Einbau des Injektors in einen Zylinderkopf oder dgl. Hierbei können schon geringste Abweichungen bzw. Schiefstellungen am Injektor zu nicht optimalen Spray-Bildern führen, was sich nachteilig auf Emissionen und Verbrauch auswirkt. Injectors for injecting fuel are known from the prior art in different embodiments. For manufacturing reasons, the injector often has a valve housing and a valve seat, on which a sealing region a sealing line or a sealing surface, is formed. In this case, a welded connection between the valve seat and the valve housing is often provided. This can lead to a misalignment of the main axes of rotation of the two components as a function of a plan running quality of stop surfaces between the valve seat and the valve housing. For manufacturing reasons, no fits between the valve seat and the valve housing are provided for a simple assembly, since the fixation of the valve seat on the valve housing with the welded connection. However, a misalignment of the valve seat relative to the valve housing also leads to problems when installing the injector in a cylinder head or the like. Here even the slightest deviations or inclinations on the injector can lead to non-optimal spray images, which adversely affects emissions and consumption.
Weiterhin wurde festgestellt, dass insbesondere bei nitrierten Bauteilen während des Schweißvorgangs Stickstoff aus den nitrierten Bauteilen ausgasen kann und zu Poren in der Schweißnaht führt. Hierdurch wird die Qualität der Schweißnaht negativ beeinflusst. Furthermore, it was found that, in particular with nitrided components during the welding process nitrogen can outgas from the nitrided components and leads to pores in the weld. This negatively affects the quality of the weld.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der erfindungsgemäße Injektor zum Einspritzen eines Fluids, insbesondere eines Kraftstoffs, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine exakte Positionierung eines Ventilsitzes relativ zu einem Ventilgehäuse, möglich ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine Schiefstellung zwischen Ventilsitz und Ventilgehäuse vermieden werden kann. Dadurch kann bei einem montierten Injektor, z.B. bei einer Montage in einem Zylinderkopf, auch ein geplantes Spray-Bild in einen Brennraum eingehalten werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Injektor neben dem Ventilsitz, an welchem ein Abdichtbereich angeordnet ist, ein Ventilgehäuse und ein Schließelement zum Freigeben und Verschließen einer Durchgangsöffnung am Ventilsitz aufweist. Hierbei ist eine Schweißverbindung zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilgehäuse vorgesehen, wobei der Ventilsitz eine erste Verbindungsfläche aufweist und das Ventilgehäuse eine zweite Verbindungsfläche aufweist. Die Schweißnaht ist an der ersten und zweiten Verbindungsfläche ausgebildet und fixiert den Ventilsitz am Ventilgehäuse. Hierbei ist an der ersten und/oder zweiten Verbindungsfläche eine Vielzahl von vorstehenden Zentrierelementen vorgesehen. Dadurch wird bei einer Montage des Ventilsitzes an das Ventilgehäuse eine Zentrierung der beiden Bauteile zueinander ermöglicht, so dass dann sicher ein Schweißvorgang zur Verbindung des Ventilsitzes mit dem Ventilgehäuse durchgeführt werden kann. Durch die vorstehenden Zentrierelemente verbleiben in Umfangsrichtung Freiräume zwischen den beiden Verbindungsflächen, über welche beim Schweißen entstehende Gase abgeführt werden können. Dadurch wird verhindert, dass Poren oder dgl. in der Schweißnaht gebildet werden. Somit können auch problemlos nitrierte Ventilsitze und/oder nitrierte Ventilgehäuse verwendet werden.The injector according to the invention for injecting a fluid, in particular a fuel, with the features of claim 1 has the advantage over that the exact positioning of a valve seat relative to a valve housing, is possible. This can ensure that a misalignment between the valve seat and valve housing can be avoided. Thus, with a mounted injector, e.g. when installed in a cylinder head, even a planned spray image are maintained in a combustion chamber. This is inventively achieved in that the injector next to the valve seat, on which a sealing region is arranged, a valve housing and a closing element for releasing and closing a passage opening on the valve seat. In this case, a welded connection is provided between the valve seat and the valve housing, wherein the valve seat has a first connection surface and the valve housing has a second connection surface. The weld is formed on the first and second connection surfaces and fixes the valve seat on the valve housing. Here, a plurality of projecting centering elements is provided on the first and / or second connection surface. As a result, when the valve seat is mounted on the valve housing, a centering of the two components with respect to one another is made possible so that a welding operation for connecting the valve seat to the valve housing can then be reliably carried out. By the above centering remain in the circumferential direction of free space between the two connecting surfaces over which gases generated during welding can be removed. This prevents pores or the like from being formed in the weld. Thus, nitrided valve seats and / or nitrided valve housings can also be used without problems.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.
Um eine sichere Zentrierung zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilgehäuse zu ermöglichen, sind vorzugsweise mindestens drei Zentrierelemente vorgesehen. Die Vielzahl von Zentrierelementen ist weiter bevorzugt entlang des Umfangs an den Verbindungsflächen mit gleichbleibenden Abständen vorgesehen. Besonders bevorzugt sind genau drei vorstehende Zentrierelemente oder genau fünf vorstehende Zentrierelemente vorgesehen.In order to enable a secure centering between the valve seat and the valve housing, preferably at least three centering elements are provided. The plurality of centering elements is further preferably provided along the circumference at the connecting surfaces at constant intervals. Particularly preferred exactly three protruding centering or exactly five protruding centering are provided.
Besonders bevorzugt sind die vorstehenden Zentrierelemente geradlinig verlaufende Stege. Diese sind einfach und kostengünstig herstellbar und ermöglichen eine sichere Zentrierung. Die geradlinig verlaufenden Stege sind besonders bevorzugt parallel verlaufend zu einer Mittelachse des Injektors.Particularly preferably, the protruding centering elements are rectilinear webs. These are simple and inexpensive to produce and allow safe centering. The rectilinear webs are particularly preferably parallel to a central axis of the injector.
Weiter bevorzugt sind die vorstehenden Zentrierelemente über eine gesamte Länge der Verbindungsfläche in Richtung der Mittelachse des Injektors verlaufend vorgesehen.More preferably, the protruding centering elements are provided running over an entire length of the connecting surface in the direction of the central axis of the injector.
Um eine möglichst geringe Komplexizität der Bauteile vorzusehen, sind die vorstehenden Zentrierelemente vorzugsweise ausschließlich am Ventilsitz vorgesehen. Alternativ sind die vorstehenden Zentrierelemente ausschließlich am Ventilgehäuse vorgesehen.In order to provide the lowest possible complexity of the components, the above centering elements are preferably provided exclusively on the valve seat. Alternatively, the protruding centering elements are provided exclusively on the valve housing.
Weiter bevorzugt ist die erste Verbindungsfläche des Ventilsitzes eine nach außen gerichtete Fläche am Ventilsitz und die zweite Verbindungsfläche des Ventilgehäuses ist eine nach innen gerichtete Fläche am Ventilgehäuse. Besonders bevorzugt sind die erste und zweite Verbindungsfläche hierbei als zylindrische Flächen vorgesehen. Alternativ weist wenigstens eine der Verbindungsflächen eine geometrische Gestalt in Form eines Polygons oder eines Vielecks auf, wobei die andere der beiden Verbindungsflächen bevorzugt komplementär dazu ausgebildet ist oder vorzugsweise zylindrisch ist.More preferably, the first connection surface of the valve seat is an outwardly directed surface on the valve seat and the second connection surface of the valve housing is an inwardly directed surface on the valve housing. Particularly preferably, the first and second connecting surfaces are provided here as cylindrical surfaces. Alternatively points at least one of the connecting surfaces on a geometric shape in the form of a polygon or a polygon, wherein the other of the two connecting surfaces is preferably complementary to it or is preferably cylindrical.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weisen der Ventilsitz eine erste Anschlagfläche und das Ventilgehäuse eine zweite Anschlagfläche auf, welche im montierten Zustand aneinander anliegen einen Anschlag bilden. Die Anschlagflächen sind vorzugsweise senkrecht zu einer Mittelachse des Injektors. Die Anschlagflächen stellen dabei eine sichere Montage des Ventilsitzes am Ventilgehäuse bereit.According to a further preferred embodiment of the present invention, the valve seat on a first stop surface and the valve housing on a second stop surface, which abut each other in the mounted state form a stop. The stop surfaces are preferably perpendicular to a central axis of the injector. The stop surfaces provide a secure mounting of the valve seat on the valve housing ready.
Weiter bevorzugt ist zwischen der ersten und zweiten Verbindungsfläche und/oder den Zentrierelementen eine Spielpassung, besonders bevorzugt mit einem minimalen Spiel, vorgesehen. Alternativ ist zwischen der ersten und zweiten Verbindungsfläche und/oder den Zentrierelementen eine Presspassung, vorzugsweise mit einem geringen Übermaß, vorgesehen.More preferably, between the first and second connecting surface and / or the centering a clearance fit, particularly preferably with a minimum clearance provided. Alternatively, an interference fit, preferably with a slight oversize, is provided between the first and second connection surfaces and / or the centering elements.
Um im montierten Zustand die zwischen den geradlinig verlaufenden Stegen, welche als Zentrierelemente vorgesehen sind, vorhandene Räume miteinander zu verbinden, weisen die Stege vorzugsweise Durchbrechungen auf. In order to connect in the assembled state between the rectilinear webs, which are provided as centering, existing spaces with each other, the webs preferably have openings.
Der erfindungsgemäße Injektor ist besonders bevorzugt ein Kraftstoffinjektor zum Einspritzen eines Kraftstoffs, insbesondere eines flüssigen Kraftstoffs. The injector according to the invention is particularly preferably a fuel injector for injecting a fuel, in particular a liquid fuel.
Zeichnungdrawing
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Wie aus den
Der Injektor
Das Schließelement
Kraftstoff wird im Inneren des Injektors
Wie insbesondere aus
Wie weiter aus
Wie aus
Weiter alternativ werden die vorstehenden Zentrierelemente
Wie aus
Ferner ist zwischen dem Ventilsitz
Wie weiterhin aus
Die länglichen Zentrierelemente
Somit ist es möglich, dass vor dem Ausführen eines Schweißvorgangs zur Verbindung des Ventilsitzes
Somit kann eine Vorzentrierung des Ventilsitzes
Claims (10)
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