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Technisches
Gebiet
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Bei Kraftstoffeinspritzsystemen für luftverdichtende
Verbrennungskraftmaschinen kommen heute Einspritzsysteme mit Hochdrucksammelraum (Common-Rail)
zum Einsatz. Die Kraftstoffeinspritzsysteme umfassen ferner Injektoren
zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine,
die den im Kraftstoffeinspritzsystem herrschenden Drücken hinsichtlich
Dichtigkeit und Materialfestigkeit standhalten müssen. Zu diesem Zwecke werden
an Kraftstoffinjektoren ringförmige Dichtelemente
eingesetzt, mit denen eine Abdichtung des Hochdruckbereiches des
Injektors gegenüber
Bereichen am Injektor vorgenommen wird. Wird das Druckniveau in
Kraftstoffeinspritzsystemen zur Erzeugung eines höheren thermodynamischen
Wirkungsgrades der Verbrennungskraftmaschine angehoben, steigen
auch die Anforderungen an die Dichtelemente des Kraftstoffinjektors.
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DE 196 19 523 A1 bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil
für Hochdruckeinspritzung.
Gemäß dieser
Lösung
wird ein Kraftstoffeinspritzventil vorgeschlagen, das zur Hochdruckeinspritzung
bei selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt wird und zur Steuerung der
Einspritzung ein Magnetventil umfasst. Zur Ansteuerung dieses Magnetventiles
ist eine Steuerschaltung vorgesehen, die in ein erstes Schaltungsteil
und ein zweites Schaltungsteil aufgeteilt ist. Der zweite Schaltungsteil
ist vom ersten Schaltungsteil, der gemeinsam zur Steuerung von mehreren
Einspritzventilen dient, getrennt auf jedem einzelnen Einspritzventil
angeordnet. Das Gehäuse
ist auf das Kraftstoffeinspritzventil aufgeklipst und im Inneren
vom Kraftstoff zur Kühlung durchflossen.
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Gemäß dieser Lösung sind zwischen dem Gehäuse und
einem in diesem eingelassenen Einsatzteil unterhalb des Steuerraumes
ein Dichtring aus bronzeverstärktem
Teflon und ein metallischer Stützring
eingelassen. Der Stützring
aus metallischem Werkstoff ist zur Verbesserung der Dichtwirkung
des bronzeverstärkten
Teflonringes und zur Verhinderung der Extrusion des bronzeverstärkten Teflonringes
erforderlich. Um ein Wandern des Dichtringes am Einsatzteil in Richtung
der den Steuerraum druckentlastenden Ablaufdrossel zu verhindern,
sind geeignete Maßnahmen
zu ergreifen. Außerdem
ist es bei der bisherigen Lösung
bei Einsatz des bronzeverstärkten
Teflonrings und des metallischen Stützringes erforderlich, diese
prozesssicher lagerichtig zueinander zu montieren, was einen nicht unerheblichen
fertigungstechnischen Aufwand nach sich zieht.
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DE
102 20 457.8 bezieht sich auf ein Hochdruckdichtelement
für Injektoren.
Der Injektor umfasst ein Injektorgehäuse, in welchem eine ein Einsatzteil
umschließende
Druckkammer ausgebildet ist. Diese ist bei dem Hochdruckzulauf mit
unter hohem Druck stehenden Kraftstoff befüllbar. Über die Druckkammer wird ein
Steuerraumdruck beaufschlagt, der von dem in Injektorgehäuse in einer
Bohrung fixierten Einsatzteil und einer Ventilkomponente begrenzt
wird. Die Ventilkomponente ist innerhalb des Einsatzteiles eine
Hubbewegung ausführend
bewegbar. Am Umfang des Einsatzteiles ist ein einteiliges, metallisches
Dichtelement in kraftschlüssiger Verbindung
aufgenommen. Das Dichtelement ist dem in der Druckkammer herrschenden
Hochdruck ausgesetzt.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung lassen sich
der Einsatz eines Stützringes
und der Einsatz einer Hochdruckweichdichtung zur Abdichtung eines hochdruckbeaufschlagten
Ventilstückes
innerhalb eines Injektorkörpers
des Kraftstoffinjektors vermeiden. Damit wird die Montage eines
Kraftstoffinjektors einerseits erheblich vereinfacht, andererseits
lassen sich die Herstellkosten erheblich reduzieren, da zwei Bauteile
bei einem in Großserie
gefertigten Injektor entfallen können,
was aufgrund der hergestellten Stückzahlen die Herstellkosten
günstig
beeinflusst. Bei Entfall des Ventilstückes entfällt ebenso dessen Schleifbearbeitung
an der Außenseite.
Um eine wirkungsvolle Abdichtung zu gewährleisten, sind am Ventileinsatzstück, an dem
die Hochdruckweichdichtung und der Stützring montiert werden, zeitintensive Schleifbearbeitungsvorgänge durchzuführen. Diese haben
relativ lange Fertigungszeiten zur Folge.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung hingegen
kann der Führungsbereich,
innerhalb dessen ein ein- oder mehrteilig ausgebildetes Einspritzventilglied
in hülsenförmigen Abschnitten
bisheriger Ventileinsatzstücke
geführt
ist, nunmehr unmittelbar in die Zentralbohrung im Injektorkörper verlegt
werden. Die bisher in der Wandung des einen hülsenförmigen, den Steuerraum begrenzenden
Abschnittes aufweisenden Ventileinsatzstücken ausgebildeten Zulaufdrosselelemente
zur Befülung
des Steuerraumes, können
nunmehr unmittelbar in den Injektorkörper verlegt werden. Dadurch
entfällt
zudem der Ringraum, der bisher unter Verwendung eines Stützringes
und einer Hochdruckweichdichtung abzudichten war.
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Der in der Zentralbohrung innerhalb
eines paarungsgeschliffenen Bereiches geführte, kolbenförmige Führungskörper kann
entweder am steuerraumseitigen Ende einer das Einspritzventilglied
betätigenden
Druckstange oder auch unmittelbar an einem einteilig ausgebildeten,
beispielsweise als Düsennadel
beschaffenen Einspritzventilglied aufgenommen sein.
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Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung lässt sich
neben der Einsparung der Bauteile Stützring und Hochdruckweichdichtung
eine Verringerung der auf den Führungskörper wirkenden
Radialkräfte
erreichen, womit eine verbesserte Führungsgenauigkeit des Einspritzventilgliedes
bei dessen Betätigung
erreichbar ist. Aufgrund des Fortfalls des Ventilstückes wird
der Versatz der Mittelachse des Injektorkörpers zur Mittelachse des Ventilkolbens
reduziert, was eine Reduktion der auftretenden Radialkräfte nach
sich zieht. Dies wiederum hat in vorteilhafter Weise eine Begrenzung
der mechanischen Beanspruchung des Injektorkörpers zur Folge.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist
darin zu erblicken, dass der Einsatz eines im wesentlichen scheibenförmig ausgebildeten
Ventilelementes zum Verschluss der Zentralbohrung des Injektors,
eine Erhöhung
der Wandstärke
des Injektors erlaubt. Hinsichtlich der Druckschwellbelastung des
Injektorkörpermaterials
lässt sich
eine höhere Lebensdauer
erzielen und dem Auftreten von Rissbildung aufgrund vorzeitiger
Materialermüdung
am Injektorkörper
wirksam vorbeugen.
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend
eingehender beschrieben.
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Es zeigt:
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1 Einen
Längsschnitt
durch einen Kraftstoffinjektor mit als Magnetventil ausgebildeter
Betätigungsvorrichtung,
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2,
die Magnetventilbaugruppe in vergrößertem Maßstab,
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3 einen
bisher zur Abdichtung eines Ventileinsatzstückes erforderlichen Stützring samt Hochdruckweichdichtung
und
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4 den
Führungskörper am
ein- oder mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilglied, der in der
Zentralbohrung des Injektorkörpers
geführt
ist.
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Ausführungsvarianten
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1 ist
ein Längsschnitt
durch einen Kraftstoffinjektor mit als Magnetventilbaugruppe ausgebildeter
Betätigungseinrichtung
zu entnehmen.
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In 1 ist
ein Kraftstoffinjektor 1 im Längsschnitt dargestellt, der
einen Injektorkörper 2 umfasst.
Seitlich am Injektorkörper 3 ist
ein Hochdruckanschluss 3 über eine Verschraubung 4 angeschlossen.
Der Hochdruckanschluss 3 steht über eine hier nicht dargestellte
Zuleitung mit einer Kraftstoffhochdruckquelle – sei es eine Verteilerpumpe,
sei es ein Hochdruckspeicherraum (Common-Rail) – in Verbindung. Im Hochdruckanschluss 3 kann
zur Reinigung des unter hohem Druck in diesen eintretenden Kraftstoffes
ein auswechselbares Stabfilterelement eingelassen sein.
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Im oberen Bereich des Injektorkörpers 2 ist an
diesem eine Betätigungseinrichtung
in Gestalt einer Magnetventilbaugruppe 5 aufgenommen. Die Magnetventilbaugruppe 5 kann
beispielsweise mittels einer Überwurfmutter
im oberen Bereich des Injektorkörpers 2 befestigt
werden. Die Magnetventilbaugruppe 5 umfasst eine Magnetspule 6,
die von einem Magnetkern umgeben ist. Die Magnetventilbaugruppe 5 umfasst
darüber
hinaus eine als Schraubenfeder ausgeführte Druckfeder 7,
welche auf einen mehrteiligen Magnetanker 8 einwirkt. Der
in den Magnetkern eingelassenen Magnetspule 6 gegenüberliegend,
ist im oberen Bereich des Injektorkörpers 2 des Kraftstoffinjektors 1 ein
mehrteiliger Magnetanker 8 aufgenommen. Der mehrteilige
Magnetanker 8 umfasst eine Ankerplatte 9, die
der in den Magnetkern 5 eingelassenen Magnetspule 6 unmittelbar
gegenüberliegt.
Die Ankerplatte 9 ist an einem Ankerbolzen 10 bewegbar
aufgenommen, wobei die Ankerplatte 9 gegen den Ankerbolzen 10 mittels
einer Feder (vergleiche Druckfeder 33 in 2) vorgespannt ist. Die Magnetventilbaugruppe 5 umfasst darüber hinaus
eine Magnethülse 11,
die einen an ihrem Aussenumfang ringförmig verlaufenden Absatz aufweist,
der von der Überwurfmutter übergriffen wird, über welche
die Magnetventilbaugruppe 5 im oberen Bereich des Injektorkörpers 2 befestigt
wird.
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Am Ankerbolzen 10 des mehrteilig
ausgebildeten Magnetankers 8 ist eine Schliesskörperaufnahme 12 aufgenommen,
welche einen Schliesskörper
teilweise umgibt. In der in
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1 dargestellten
Ausführungsvariante des
Kraftstoffinjektors 1 ist der Schliesskörper 13 kugelförmig ausgebildet
und wird über
den Ankerbolzen 10, an welchem die Schliesskörperaufnahme 12 ausgebildet
ist, auf einer Ablaufdrossel 14 gedrückt. Dadurch ist die Ablaufdrossel 14 verschlossen.
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Gemäß der in 1 wiedergegebenen Darstellung eines Kraftstoffinjektors
ist ein Ventileinsatzstück 15 im
Injektorkörper 2 aufgenommen.
Dieses kann beispielsweise über
eine Schraubverbindung derart im Injektorkörper 2 verschraubt
sein, dass die sich durch den Injektorkörper 2 erstreckende
Zentralbohrung 40 verschlossen ist. An dem in 1 dargestellten Ventileinsatzstück 15 ist
ein hülsenförmiger Abschnitt
ausgebildet, der eine Druckstange 17 zur Betätigung eines
Einspritzventilgliedes 52 im oberen Bereich umgibt. Das
Ventileinsatzstück 15 sowie
eine Stirnseite 18 der Druckstange 17 begrenzen
einen Steuerraum 16, welcher über die bereits erwähnte Ablaufdrossel 14 druckentlastbar
ist. Der Steuerraum 16 innerhalb des Ventileinsatzstückes 15 wird
durch eine in der Wandung des hülsenförmigen Abschnittes am
Ventileinsatzstück 15 ausgebildete
Zulaufdrossel 19, 21 befüllt. Dazu tritt über den
Hochdruckanschluss 3 in den Injektorkörper 2 eintretender
Kraftstoff in einen Ringraum 20 ein, und strömt von dort über die
Zulaufdrossel 19 in der Wandung des Ventileinsatzstückes 15 zur
Sicherstellung eines ausreichenden Steuervolumens den Steuerraum 16 ein. Der
Ringraum 20 zwischen dem scheibenförmigen Abschnitt des Ventileinsatzstückes 15 und
dem hülsenförmigen Bereich
des Ventileinsatzstückes 15, der
in die Zentralbohrung 40 in den Injektorkörper 2 hineinragt,
wird über
eine Hochdruckweichdichtung 22 in Kombination mit einem
diese abstützenden Stützring 21 abgedichtet.
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Im Injektorkörper 2 erstreckt sich
darüber
hinaus ein über
den Hochdruckanschluss 3 beaufschlagter Hochdruckzulauf 23.
Der Hochdruckzulauf mündet
in einen Düsenraum 24,
der in einem Düsenkörper 26 des
Kraftstoffinjektors 1 ausgebildet ist. Der Düsenkörper 26 und
der Injektorkörper 2 des Kraftstoffinjektors 1 gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsvariante
sind über
eine Düsenspannmutter 27 miteinander
verschraubt. Der Injektorkörper 2 und
der Düsenkörper 26 liegen
entlang einer Stoßfuge 32 aneinander
an und werden über
einen teilweise in den Injektorkörper 2 und
teilweise in den Düsenkörper 26 eingesteckten
Zentrierstift 31 zueinander ausgerichtet. Das Einspritzventilglied 52 weist im
Bereich des Düsenraumes 24 eine
Druckstufe 25 auf, welche bei im Düsenraum 24 anstehendem Hochdruck
eine Öffnungsbewegung
des Einspritzventilgliedes 52 zur Freigabe von Einspritzdüsen 28 auslöst.
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Vom Düsenraum 24 im Düsenkörper 26 erstreckt
sich ein Ringspalt 30 in Richtung eines brennraumseitigen
Sitzes 29 des als Düsennadel
ausgebildeten Einspritzventilgliedes 52.
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Bei Betätigung des Einspritzventilgliedes 52 aufgrund
des im Düsenraum 24 herrschenden
hohen Druckes fährt
das Einspritzventilglied 52 aufgrund der an der Druckstufe 25 angreifenden
hydraulischen Kräfte
nach oben auf und gibt die in einen hier nicht dargestellten Brennraum
einer selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschine mündenden
Einspritzöffnungen
am brennraumseitigen Ende des Düsenkörpers 2 frei.
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2 ist
die das Einspritzventilglied des Kraftstoffinjektors gemäß der Darstellung
in 1 betätigende
Magnetventilbaugruppe in vergrößertem Maßstab zu
entnehmen.
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Aus der Darstellung gemäß 2 geht hervor, dass am Ankerbolzen 10 des
mehrteiligen Magnetankers 8 ein die Schließkörperaufnahme 12 am kugelförmig ausgebildeten
Schließkörper 13 umfasst.
Mittels des kugelförmig
konfigurierten Schließkörpers 13 wird
die Ablaufdrossel 14 im Ventileinsatzstück 15 entweder verschlossen,
was durch die Druckfeder 7 bewirkt wird oder bei Bestromung
der Magnetventilbaugruppe 5 geöffnet. Bei der Drukkentlastung
des Steuerraumes 16 bei Betätigung des Schließkörpers 13 aufgrund
der Bestromung der Magnetventilbaugruppe 5, vollführt die
Druckstange 17 im Steuerraum eine mit Bezugszeichen 34 identifizierte
Hubbewegung. Die Befüllung
des Steuerraumes 16 mit Steuervolumen erfolgt über die
Zulaufdrossel 19, die gemäß der Darstellung in 2 in einer Wandung des hülsenförmigen Abschnittes
des Ventileinsatzstückes 15 ausgebildet
ist. Die Befüllung des
Steuerraumes über
die Zulaufdrossel 19 erfolgt gemäß der Darstellung in 2 über einen Ringraum 20.
In diesen mündet
innerhalb eines Verschneidungsbereiches 37 eine sich vom
Hochdruckanschluss 3 aus durch den Injektorkörper 2 erstreckende
Zulaufbohrung 36. Der Verschneidungsbereich 37 stellt
aufgrund der ungünstigen
Einlaufgeometrie eine Schwachstelle im Injektorkörper 2 dar. Der Ringraum 20,
in welchen die unter einem Winkel in diesen innerhalb des Verschneidungsbereiches 37 mündende Zulaufbohrung 36 unter
hohem Druck stehenden Krafstoff fördert, ist einerseits durch
den scheibenförmigen
Bereich des Ventileinsatzstückes 15 und
andererseits durch eine Kombination aus einer Hochdruckweichdichtung 22 und
eines diese abstützenden
Stützringes 21 gebildet.
Die korrekte Montage zur Abdichtung einer optimalen Abdichtwirkung des
Stützring 21 in
Hochdruckweichdichtung 22 erfordert eine aufwendige Aussenschleübearbeitung des
Ventileinsatzstückes 15 und
der jeweils an diesen zu montierenden Stützrings 21 bzw. Hochdruckweichdichtung 22 und
einiges Geschick bei der Montage.
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Der Darstellung gemäß 3 sind die Montageposition
von Hochdruckweichdichtung und Stützring der bisherigen Injektorausführungsformen
zu entnehmen.
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Aus der Darstellung gemäß 3 geht hervor, dass die
Druckstange 17 zur Betätigung
eines in 1 dargestellten
Einspritzventilgliedes 51 bei bisherigen Ausführungsformen
von Kraftstoffinjektoren vom hülsenförmigen Abschnitt
des Ventileinsatzstückes 15 umschlossen
ist. Die Führungslänge, in
welchem die Druckstange 17 zur Betätigung des Einspritzventilgliedes 17 vom
hülsenförmigen Absatz des
Ventileinsatzstückes 15 übergriffen
ist, ist in der Darstellung gemäß 3 mit Bezugszeichen 44 gekennzeichnet.
Die Abdichtung des den hülsenförmigen Abschnitt
des Ventileinsatzstückes 15 umgebenden
Ringraumes 20 (vergleiche Darstellung gemäß 2) wird von einer Kombination
aus einer Hochdruckweichdichtung 22 die von einem unterhalb
dieser zu montierenden Stützring 21 abgestützt ist, übernommen.
Aufgrund dieser Ausführungsform stellt
sich eine die Exaktheit der axialen Führung der Druckstange 17 beeinträchtigende
Toleranzkette ein, die die Montagetoleranz des Ventileinsatzstückes 15 im
Injektorkörper 2,
die Lage der Zentralbohrung 40 innerhalb des Injektorkörpers 2 sowie
die Fertigungstoleranz des innerhalb des Ventileinsatzstück 15 auf- und
abbewegbaren Druckstange 17 umfasst. Aufgrund dieser Toleranz
sind auf die Druckstange 17 in radialer Richtung wirkende
Kraftkomponenten nicht vollständig
auszuschließen,
was eine Beeinträchtigung
der vertikalen Hubbewegung der Druckstange 17 bzw. des
durch diese betätigten
Einspritzventilgliedes 52 innerhalb des Kraftstoffinjektors 1 darstellt.
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Aus der Darstellung gemäß 4 geht ein in der Zentralbohrung
eines Injektorkörpers
geführter Führungskörper hervor.
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In der erfindungsgemäßen Ausführungsvariante
des Kraftstoffinjektors 1 ist das die Zentralbohrung 40 innerhalb
des Injektorkörpers 2 verschliessende
Ventilelement 41 im wesentlichen scheibenförmig konfiguriert.
Der hülsenförmige Abschnitt,
welcher am Ventileinsatzstück 15 gemäß den Darstellungen
in 2 und 3 ausgebildet ist, ist einer erfindungsgemäßen Ausführungsvariante
entfallen. Der Steuerraum 16, welcher zur Betätigung der
Druckstange 17 bzw. des Einspritzventilgliedes 52 dient, wird
der in 4 dargestellten
erfindungsgemäßen Ausführungsvariante
nunmehr durch den Bodenbereich des scheibenförmig ausgebildeten Ventilelementes 41 einerseits
und durch die Wandung der Zentralbohrung 40 innerhalb des
Injektorkörpers 2 andererseits
begrenzt. In der Zentralbohrung 40 des Injektorkörpers 2 ist
ein Führungskörper 42 geführt. Der
Führungskörper 42 in
einem paarungsgeschliffenen Bereich 43 der Zentralbohrung 40 des
Injektorkörpers 2 geführt und
begrenzt mit seiner Stirnseite den Steuerraum 16. Die Zentralbohrung 40 wird
dort, wo der Führungskörper 42 anliegt,
paarungsgeschliffen. Das Paarungsschleifen erfolgt derart, daß zunächst die
Zentralbohrung 40 geschliffen wird, danach der in dieser
Zentralbohrung 40 aufgenommene Führungskörper, vgl. Bezugszeichen 42.
Somit sind die Zentralbohrung 40 und der Führungskörper 42 hinsichtlich
ihrer Paßgenauigkeit
stets genauestens aufeinander abgestimmt.
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Der Führungskörper 42 kann entweder
entlang einer Sitzfläche 47 unter
Ausbildung eines Presssitzes im oberen Bereich der Druckstange 17 aufgenommen
sein. Bei einteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedern kann der
Führungskörper 42 auch
unmittelbar im oberen Bereich des Einspritzventilgliedes 52 auf
einer dort ausgebildeten Sitzfläche 47 angeordnet
werden. Der Führungskörper 42 kann
sowohl auf der Sitzfläche 47 einer
Druckstange 17 als auch auf einer Führungsfläche 47 eines einteilig
ausgebildeten Einspritzventilgliedes 52 durch einen Presssitz
fixiert werden. Die Sitzfläche 47 gemäß des in
der Ausführungsvariante
nach 4 an einer Druckstange 17 fixierten
Führungskörpers 42 enthält eine
als Anschlag dienende Stirnseite 50, an welchem der in
der Zentralbohrung 42 in einem paarungsgeschliffenen Bereich 43 geführte Führungskörper 42 und
die Druckstange 17 spielfrei aneinanderliegen. Der Führungskörper 42 ist
innerhalb des paarungsgeschliffenen Bereiches in einem genau bearbeiteten
Außendurchmesser 54 bearbeitet,
welcher den Aussendurchmesser der Druckstange 17 übersteigt.
Dadurch ist zwischen dem außerhalb
des Führungslängenbereiches 44 liegenden
Bereich der Zentralbohrung 40 und der Druckstange 17 ein
Spalt 55 gebildet, so dass die Druckstange 17 in
diesem Bereich die Innenwandung der Zentralbohrung 40 nicht
berührt.
Die exakte Führung
der Druckstange 17 in axiale Richtung erfolgt durch den
Führungskörper 42,
der in radiale Richtung sowie in axiale Richtung gesehen spielfrei
mit dem oberen Bereich der Druckstange 17 verbunden ist,
so dass keine Radialkraftkomponenten auf die Druckstange 17 einwirken und
eine exaktere Axialführung
dieses Bauteiles innerhalb der Zentralbohrung 40 des Injektorkörpers 2 gestatten.
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Aus der in 4 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsvariante
geht überdies
hervor, dass die Befüllung
des Steuerraumes 16, der durch die Bodenfläche des
Ventilelementes 41, die hochgenau bearbeitete Wandung der
Zentralbohrung 40 innerhalb des paarungsgeschliffenen Bereiches 43 sowie
die Stirnseite des Führungskörpers 42 begrenzt ist,
nunmehr über
eine in der Wand 45 des Injektorkörpers 2 ausgebildete
Zulaufkerbe 48 befüllbar
ist. Der Zulaufkerbe 48 vorgeschaltet, ist innerhalb eines Bohrungsabschnittes
der Zulaulbohrung 23 ein Zulaufdrosselelement 41 eingelassen.
Fertigungstechnisch auf besonders einfach herstellbare Weise, lassen
sich an der Stirnseite, welche die Zentralbohrung 40 innerhalb
des Injektorkörpers 2 begrenzt,
am Umfang des Steuerraumes ein oder mehrere Zulaufkerben 48 ausbilden,
die durch die Bodenfläche
des die Zentralbohrung 40 abschließenden, im wesentlichen scheibenförmig ausgebildeten
Ventilelementes 41 verschlossen werden können, so
dass lediglich eine Strömungsverbindung
zwischen der in der Zulaufbohrung 23 aufgenommenen Zulaufdrossel 41 und die
ein oder mehreren Zulaufkerben 48 zum Steuerraum 16 des
Kraftstoffinjektors 1 besteht.
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Aufgrund des Fehlens eines hülsenförmigen Abschnittes
am im wesentlichen scheibenförmig
konfigurierten Ventilelement 41 im Vergleich zu den hülsenförmigen Abschnitten
des Ventileinsatzstückes 15 gemäß der bekannten
Ausführungsvarianten
(wie in 2 und 3 dargestellt) kann die Materialstärke der
Wand 45 des Injektorkörpers 2 erheblich
höher gewählt werden.
Eine ausreichende Materialstärke des
Injektorkörpermaterials
erlaubt einen erheblichen Festigkeitsgewinn des Materials aufgrund
der Druckschwellbelastungen und der dabei resultierenden Druckspitzen,
denen ein Kraftstoffinjektor 1 im Betrieb ausgesetzt ist.
Wird darüber
hinaus eine Materialschwächung
durch einen Verschneidungsbereich 37 einer Zulaufbohrung 36 in
einen Ringraum 20 (vergleiche Darstellung gemäß 2) vermieden, lässt sich
ein weiterer Festigkeitsgewinn der Injektorkonstruktion erreichen.
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Der erzielbare Festigkeitsgewinn
kann sich einerseits in einer längeren
Lebensdauer des erfindungsgemäß ausgeführten Kraftstoffinjektors
auswirken, andererseits kann der Festigkeitsgewinn zu einer Erhöhung des
Druckniveaus und damit zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades der
in einem hier nicht dargestellten Brennraum einer selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschine ablaufenden Verbrennungsprozesses genutzt
werden, da eine Einspritzung aufgrund des Festigkeitsgewinns auf
einem höheren
Druckniveau – eine
geeignete Hochdruckquelle vorausgesetzt – ablaufen kann. Daneben lässt sich
in fertigungstechnisch günstiger
Weise die Montage anfälliger
Hochdruckweichdichtungen 22, bzw. zu deren Abstützung erforderliche
Stützringe 21,
vermeiden sowie eine zeitintensive Aussenrundbearbeitung des Ventileinsatzstückes 15,
welches den hülsenförmigen Abschnitt
aufweist, vermeiden. Die Toleranzkette zwischen dem hülsenförmigen Abschnitt des
Ventileinsatzstückes 15,
der Lage der Zentralbohrung 40 in Bezug auf den Sitz des
scheibenförmigen
Bereiches des Ventileinsatzstückes 15,
das Fluchten der Innenbohrung des hülsenförmigen Abschnittes des Ventileinsatzstückes 15 mit
der Druckstange 17 bzw. dem Einspritzventilglied 52 kann durch
die in 4 dargestellte
direkte Führung
der Druckstange 17 bzw. des Einspritzventilgliedes 52 in der
zentralen Bohrung 40 des Injektorkörpers in einem paarungsgeschliffenen
Bereich 43 erheblich verbessert werden. In fertigungstechnisch
besonders günstiger
Weise ist lediglich ein jedoch hochgenau durchzuführender
Schleifbearbeitungsvorgang der Zentralbohrung 40 bzw. ein
Aussenrundschleifen des Führungskörpers 42 erforderlich,
womit die Toleranzkette gegenüber
der zuvor erwähnten
Toleranzkette erheblich verkürzt
werden kann. Aufgrund der Verkürzung
der Toleranzkette können
einerseits die den Wirkungsgrad des Kraftstoffinjektors 1 vermindernde Leckageverluste
und andererseits auf die Druckstange 15 bzw. das Einspritzventilglied 52 einwir kende Radialkraftkomponenten
unterbunden werden. Damit ist eine exakte Axialführung der Druckstange 17 bzw. des
Einspritzventilgliedes 52 innerhalb des Injektorkörpers 2 des
Düsenkörpers 26 gewährleistet.
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- 1
- Kraftstoffinjektor
- 2
- Injektorkörper
- 3
- Hochdruckanschluss
- 4
- Verschraubung
- 5
- Magnetventilbaugruppe
- 6
- Magnetspule
- 7
- Druckfeder
- 8
- mehrteiliger
Magnetanker
- 9
- Ankerplatte
- 10
- Ankerbolzen
- 11
- Magnethülse
- 12
- Schliesskörperaufnahme
- 13
- Schliesskörper
- 14
- Ablaufdrossel
- 15
- Ventileinsatzstück
- 16
- Steuerraum
- 17
- Druckstange
- 18
- Stirnseite
- 19
- Zulaufdrossel
- 20
- Ringraum
- 21
- Stützring
- 22
- Hochdruckweichdichtung
- 23
- Hochdruckzulauf
- 24
- Düsenraum
- 25
- Druckstufe
- 26
- Düsenkörper
- 27
- Düsenspannmutter
- 28
- Einspritzdüsen
- 29
- brennraumseitiger
Sitz
- 30
- Ringspalt
- 31
- Zentrierstift
- 32
- Stoßfuge
- 33
- Federelement
- 34
- Hubweg
- 35
- Ventilkolben
- 36
- Zulaufbohrung
vom Hochdruck-Anschluss
- 37
- Verschneidungsbereich
Ringraum
- 40
- Zentralbohrung
Injektorkörper
- 41
- Zulaufdrosselelement
- 42
- kolbenförmiger Führungskörper
- 43
- paarungsgeschliffener
Bereich
- 44
- Führungslänge
- 45
- Wandstärke Injektor
- 46
- Ringnut
- 47
- Sitzfläche Führungskörper/Druckstange
- 48
- Zulaufkerbe
- 49
- Montageraum
Magnetventil
- 50
- Anschlag
Führungskörper/Druckstange
- 51
- Stufe
in Druckstange
- 52
- Einspritzventilglied
- 53
- Durchmesser
Druckstange
- 54
- Durchmesser
Führungskörper
- 55
- Spalt
Zentralbohrung/Druckstange