Titel:

INJEKTOR FÜR EIN FLUID MIT EINER FLUIDZUFÜHRUNG

Die Erfindung betrifft einen Injektor für ein Fluid, insbesondere Kraftstoffinjektor, aufweisend zumindest einen Haltekörper sowie ein Düsenmodul mit einem Düsenkörper und einer Düsennadel sowie eine eine Zuführschnittstelle aufweisende Fluidzuführung, die mit einem Druckraum im Bereich einer Düsennadelspitze benachbart zu zumindest einer von der Düsennadel beherrschten Spritzöffnung angeordnet ist.

Stand der Technik

Ein derartiger Injektor ist aus der DE 103 46 242 A1 bekannt. Dieser Injektor weist drei Module, nämlich einen Anschlusskörper, einen Haltekörper und einen Düsenkörper auf, die miteinander verbunden sind. Dabei wird der dem als Kraftstoff! njektor ausgebildeten Injektor zuzuführende Kraftstoff in den Anschlusskörper eingeleitet und entlang einer Profilnut quer durch den Haltekörper zu dem Düsenkörper geführt. Die Profilnut ist entlang einer Ausnehmung zur Aufnahme eines Aktormoduls geführt. Dadurch ist zwar die Herstellung der Profilnut erleichtert, insgesamt ist dadurch aber auch bei der Verwendung von hochfesten Werkstoffen für insbesondere den Anschlusskörper und den Haltekörper ein relativ weiches System geschaffen, da der unter Hochdruck stehende Kraftstoff sich rings um das Aktormodul, das im übrigen zur Erfüllung seiner Aufgabe nicht besonders hochdruckfest ausgebildet sein muss, ausbreiten kann.

Ein weiterer Injektor ist aus der DE 10 2008 055 131 A1 bekannt. Dieser nur schematisch dargestellte Injektor ebenfalls in Form eines Kraftstoffinjektors besteht aus einem Haltekörper und einem Düsenkörper, die einstückig ausgebildet einen seitlichen An- schluss zur Zuführung von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff aufweisen. Zur Montage eines Aktormoduls und einer Düsennadel muss der Haltekörper beziehungsweise der Düsenkörper zumindest eine Öffnung aufweisen, um die genannten Bauteile montieren zu können. Zur Bereitstellung eines steifen Systems, das für Einspritzstücke im Bereich von 1 .600 bar oder mehr ausgelegt ist, muss der Haltekörper und der Düsen- körper aus einem hochfesten und entsprechend teuren sowie aufwendig zu bearbeitenden Material hergestellt sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Injektor bereitzustellen, der bei kos- tengünstiger Herstellung hinsichtlich seines Betriebsverhaltens verbessert ist.

Offenbarung der Erfindung

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Fluidzuführung und die Zuführschnittstelle in einem den Haltekörper ausschließenden Bereich des Injektors angeordnet sind. Der Haltekörper wird also ganz gezielt von der Aufnahme der Fluidzuführung und/oder der Zuführschnittstelle ausgenommen und der Haltekörper steht auch wiederum in vorteilhafter Weiterbildung nicht in Kontakt mit dem vorzugsweise unter Hochdruck stehendem Medium, das von dem Injektor verspritzt wird. Dadurch kann der Haltekörper aus einem weniger hochfesten Werkstoff gefertigt sein, wodurch Kosten vorteile hinsichtlich der Bereitstellung des Werkstoffs und auch der Bearbeitung des Werkstoffs darstellbar sind. Der Haltekörper ist also zunächst einmal im Wesentlichen dazu ausgelegt, zumindest einen Düsenkörper zur leichten Montage an einem Bauteil, wie beispielsweise einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, zu tragen. Weiterhin können in den Haltekörper beispielsweise ein Kanal für elektrische Steuerleitungen für das Aktormodul und gegebenenfalls ein Niederdruckkanal für ein Medium eingelassen sein. Dadurch kann der Haltekörper aus einem weniger hochfesten Werkstoff, beispielsweise Aluminium oder herkömmlichen Stahl (St 37) gefertigt sein.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Zuführschnittstelle in dem Düsenkörper angeordnet. Diese Ausführung ist besonders vorteilhaft, da insbesondere dann, wenn das Aktormodul die Düsennadel direkt betätigt, somit ein sehr steifes System geschaffen ist, das hohe mit dem Injektor zu erreichende Einspritzdrücke von deutlich mehr als 1 .600 bar ermöglicht, ohne dass das Einspritzergebnis durch beispielsweise weiche sich elastisch verformende Bauteile verfälscht wird. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass der Düsenkörper und die Düsennadel prinzipbedingt aus einem hochfesten Werkstoff gefertigt werden. Das Anbringen der Zuführschnittstelle zusätzlich an den Düsenkörper stellt nur einen geringen kostenmäßig nicht oder nur geringfügig in Erscheinung tretenden Mehraufwand bei der Herstellung des Düsenmoduls dar. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Zuführschnittstelle in einer Drosselplatte, einer Ventilplatte oder einem sonstigen an dem Haltekörper benachbart zu dem Düsenmodul angeordneten Körper angeordnet. Hier richtet sich die entsprechende Ausgestaltung des Injektors nach dem entsprechenden Aufbau des Injektors hinsichtlich der Steuerung der Düsennadel zur Darstellung einer gewünschten Einspritzung. So ist es beispielsweise möglich, mit einem Aktormodul ein in einer Ventilplatte angeordnetes Ventil anzusteuern, das über eine Drosselplatte mit verschiedenen Durchgängen mit einem Steuerraum, der stirnseitig der Düsennadel in dem Düsenkörper angeordnet ist, die Bewegung der Düsennadel steuert. Wird der in dem Steuerraum herrschende Hochdruck, der durch eine Anbindung des Steuerraums an das Hochdrucksystem eingestellt wird, durch eine Absteuerung von Medium aus dem Steuerraum durch die Drosselplatte und das Ventil in der Ventilplatte in das Niederdrucksystem abgesenkt, öffnet die Düsennadel durch eine axiale Verschiebung zumindest eine Spritzöffnung in der Düsennadelspitze. Die Spritzöffnung ist somit mit dem benachbarten und mit unter Hochdruck stehenden Fluid befüllten Druckraum verbunden und durch die zumindest eine Spritzöffnung wird das Medium verspritzt. Wird dann das Ventil wieder geschlossen, strömt durch einen Drosselkanal in der Drosselplatte wieder unter Hochdruck stehendes Medium in den Steuerraum und bewirkt eine nunmehr umgekehrte axiale Bewegung der Düsennadel, die mit ihrer Düsennadelspitze in einen Sitz bewegt wird und die Verbindung der zumindest einen Spritzöffnung mit dem Druckraum unterbricht. Neben der Zuführschnittstelle ist selbstverständlich je nach der entsprechenden Ausgestaltung des Injektors die Fluidzuführung in die Drosselplatte, die Ventilplatte und gegebenenfalls den sonstigen Körper in Verlängerung der in den Düsenkörper eingelassenen Fluidzuführung eingearbeitet. Dabei ist die Fluidzuführung bevorzugt so beispiels- weise in die Drosselplatte eingelassen, dass diese die ebenfalls auch in die Drosselplatte eingearbeitete Zuführschnittstelle nur mit dem benachbarten Düsenkörper verbindet. Dadurch ist erreicht, dass die hochdruckbeaufschlagten Verbindungsflächen minimiert sind. Bevorzugt ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Zuführschnittstelle seitlich an dem radialen Umfang des Injektors, also konkret an dem Düsenkörper, der Drosselplatte, der Ventilplatte oder einem weiteren verbauten Körper angeordnet. Beispielsweise kann dadurch der Düsenkörper ohne zusätzlichen seitlichen Anschlussstutzen ausgebildet sein. Dadurch wird die Herstellung weiter vereinfacht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Zuführschnittstelle als Druckanschluss ausgebildet, wobei wiederum in vorteilhafter Ausgestaltung die so ausgebildete Zuführschnittstelle mit einer lanzenformigen Zuführleitung zusammenwirkt. Die lanzenformige Zuführleitung wird in den Druckanschluss gepresst und stellt eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen den Bauteilen her.

In Weiterbildung durchdringt die Zuführschnittstelle zumindest eine das Düsenmodul mit dem Haltekörper verspannende Überwurfmutter. Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass die Zuführleitung direkt mit dem Düsenkörper (oder der Drosselplatte, der Ventilplatte oder dem sonstigen Körper) zusammenwirkt und nicht noch eine zusätzliche Komponente in Form der Überwurfmutter in das Hochdrucksystem einbezogen wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist der erfindungsgemäße Injektor Bestandteil eines Common-Rail-Einspritzsystems für insbesondere eine selbstzündende mit Dieselkraftstoff betriebene Brennkraftmaschine. Dabei ist das Medium dann Dieselkraftstoff, der von dem als Kraftstoffinjektor ausgebildeten Injektor in einen zugeordneten Brennraum der Brennkraftmaschine gesteuert eingespritzt wird. Dabei ist die Steuerung der Einspritzung mit beispielsweise einer Voreinspritzung, einer Haupteinspritzung und einer Nacheinspritzung mit unterschiedlichen Kraftstoffmengen und Spritzdauern für ein gutes Betriebs- und Abgasverhalten der Brennkraftmaschine besonders vorteilhaft. Dabei lässt sich der Kraftstoff druck durch den erfindungsgemäß ausgebildeten Injektor zumindest weitgehend kostenneutral hinsichtlich der Kosten für den Injektor auf deutlich über bisherige Einspritzdrücke von angenähert 1 .600 bar liegende Drücke steigern.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Figur 1 eine Darstellung des erfindungsgemäß ausgestalteten Injektors und

Figur 2 eine vergrößerte Detailansicht eines Düsenmoduls, einer Drosselplatte und einer Ventilplatte angrenzend an einen Haltekörper des Injektors.

Ausführungsform der Erfindung

Der in Figur 1 dargestellte Injektor ist als Kraftstoff injektor für ein Common-Rail- Einspritzsystem zum Anbau an eine selbstzündende Brennkraftmaschine ausgelegt. Dabei wird von dem Kraftstoffinjektor das Medium Dieselkraftstoff in einen zugeordneten Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt. Der Kraftstoffinjektor ist - wie ausgeführt - Teil eines Common-Rail-Einspritzsystems, das im Wesentlichen aus einem Tank, einer Niederdruckpumpe, einer Hochdruckpumpe mit einer Zumesseinheit, einem Hochdruckspeicher und dem Kraftstoffinjektor besteht, wobei die genannten

Bauteile in der angegebenen Reihenfolge über entsprechende Leitungen miteinander verschaltet sind.

Der Kraftstoff! njektor weist einen Haltekörper 1 auf, der eine in der Figur nicht darge- stellte Ausnehmung zur Aufnahme eines Aktormoduls aufweisen kann. In dem Ausführungsbeispiel ist das Aktormodul als Magnet 1 1 ausgebildet, wobei der Magnet 1 1 in eine später erläuterte Ventilplatte 5 eingelassen ist. Der Magnet 1 1 ist mit Steuerleitungen zur Ansteuerung des Magnets 1 1 versehen, die über einen Kanal in den Haltekörper zu einem endseitig an dem Haltekörper 1 angebrachten Steckeranschluss 2 ge- führt sind. Neben dem Steckeranschluss 2 ist an dem endseitigen Teil des Haltekörpers 1 ein Rücklaufanschluss 3 angeordnet, der über einen Niederdruckkanal in dem Haltekörper 1 mit einem Niederdruckbereich 10 (Figur 2) eines Ventils 4 des Injektors verschaltet ist.

Ausweislich der vergrößerten Darstellung der Figur 2 ist das Ventil 4 in einer Ventilplatte 5 angeordnet und beherrscht einen Ablaufkanal 6 mit einer Ablaufdrossel 7 in einer anschließenden Drosselplatte 8. In geschlossenem Zustand des Ventils 4 ist der Ablaufkanal 6 zu der Ventilplatte 5 und dem mit einem Ventilraum 9 verbundenen Niederdruckbereich 10 verschaltet. Das Ventil 4 wird von dem Magneten 1 1 , der in die Ventilplatte 5 integriert ist, in der Form betätigt, als dass in bestromten Zustand des Magneten 1 1 dieser einen Anker 12 gegen die Kraft einer Feder 13 der Mündung des Ablaufkanals 6 wegbewegt und somit eine Strömungsverbindung von dem Ablaufkanal 6 in den Niederdruckbereich 10 freigibt. In einer anderen Ausführungsform kann der Magnet 1 1 aber auch durch ein Aktormodul ersetzt sein, das in dem Haltekörper 1 angeordnet ist.

Der Ablaufkanal 6 in der Drosselplatte 8 wirkt mit einem Steuerraum 14 zusammen, der stirnseitig zu einer Düsennadel 15 in einem Düsenkörper 16 angeordnet ist. Der Steuerraum 14 ist über einen Zuführkanal 17 entlang einer Führungshülse 18 für die Düsennadel 15 und eine Zuführdrossel 19 in der Führungshülse 18 mit einer Fluidzu- führung 20 in dem Düsenkörper 16 verschaltet. Die Fluidzuführung 20 für unter Hochdruck stehenden Kraftstoff mündet in eine Zuführschnittstelle 21 am radialen Umfang des Düsenkörpers 16. Die Zuführschnittstelle 21 ist als Druckanschluss ausgebildet, wobei der Druckanschluss mit einer lanzenformigen Zuführleitung zusammenwirkt, die in den Druckanschluss durch eine Ausnehmung 22 in einer Überwurfmutter 23, die wiederum den Düsenkörper 16 unter Einschluss der Drosselplatte 8 und der Ventilplatte 5 mit dem Haltekörper 1 verspannt, angeordnet ist.

Die Düsennadel 15 ist axial in dem Düsenkörper 16 bewegbar und verschließt mit einer Düsennadelspitze 24 Spritzlöcher 25 in einer Düsenkörperspitze 26. Die Fluidzufüh- rung 20 ist über einen Kanal 27 mit einem Druckraum 28 im Bereich der Düsennadelspitze 24 beziehungsweise der Düsenkörperspitze 26 verbunden. Wird die Düsennadel 15 axial in Richtung des Steuerraums 14 bewegt, ist eine Strömungsverbindung von dem Druckraum 28 zu den Spritzlöchern 25 freigegeben und es wird Kraftstoff durch die Spritzlöcher 25 gespritzt. Wird die Düsennadel 15 wieder umgekehrt bewegt, werden die Spritzlöcher 25 von der Strömungsverbindung zu dem Druckraum 28 abgesperrt und die Einspritzung ist beendet.