DE102007035698A1 - Fuel injection valve with improved tightness at the sealing seat of a pressure-balanced control valve - Google Patents

Fuel injection valve with improved tightness at the sealing seat of a pressure-balanced control valve Download PDF

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Abstract

Ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen umfasst eine Ventilnadel (4), die durch ihre Längsbewegung die Öffnung wenigstens einer Einspritzöffnung (5) steuert, einen an eine Hochdruckseite (14) angeschlossenen Steuerraum (17), dessen Druck wenigstens mittelbar auf die Ventilnadel (4) wirkt, und ein Steuerventil (23) mit einem Ventilsitz (26), der radial zwischen einem an den Steuerraum (17) angeschlossenen hochdruckseitigen Ventilraum (22) und einem niederdruckseitigen Ventilraum (24) vorgesehen ist, und mit einer verschiebbar geführten Ventilhülse (25), die den hochdruckseitigen Ventilraum (22) radial begrenzt und mit dem Ventilsitz (26) zusammenwirkt. Erfindungsgemäß weist die Ventilhülse (25) einen radial in den hochdruckseitigen Ventilraum (22) ragenden Ringvorsprung (29) auf, dessen dem Ventilsitz (26) abgewandte Absatzfläche (29a) eine mit dem Ventilsitz (26) zusammenwirkende Dichtfläche bildet.One Includes fuel injection valve for internal combustion engines a valve needle (4), the longitudinal movement through the opening at least one injection port (5) controls one a high-pressure side (14) connected control chamber (17) whose Pressure acts at least indirectly on the valve needle (4), and a control valve (23) with a valve seat (26) radially between a at the Control chamber (17) connected high pressure side valve chamber (22) and a low-pressure side valve space (24) is provided, and with a displaceably guided valve sleeve (25), the radially the high-pressure side valve space (22) limited and with the valve seat (26) cooperates. According to the invention the valve sleeve (25) has a radial in the high pressure side Valve chamber (22) projecting annular projection (29), whose the valve seat (26) facing away from shoulder surface (29 a) with the valve seat (26) forms a cooperating sealing surface.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffeinspritzventil nach der Gattung des Patentanspruchs 1.The The invention is based on a fuel injection valve after Genus of claim 1.

Ein derartiges Kraftstoffeinspritzventil ist beispielsweise durch die EP 1 612 403 A1 bekannt geworden.Such a fuel injection valve is for example by the EP 1 612 403 A1 known.

Bei diesem bekannten Kraftstoffeinspritzventil werden eine oder mehrere Einspritzöffnungen durch die Längsbewegung einer Düsennadel auf- und zugesteuert. Durch den Druck in einem Steuerraum wird eine Schließkraft mittelbar über einen Ventilkolben auf die Düsennadel ausgeübt, so dass diese, wenn im Steuerraum ein entsprechend hoher Kraftstoffdruck vorhanden ist, in ihrer Schließstellung gehalten wird. Soll eine Einspritzung erfolgen, so wird der Steuerraum mit einem Leckölraum mittels eines als Magnetventil ausgeführten Steuerventils verbunden. Das Steuerventil weist als Steuerventilelement eine Ventilhülse auf, die einen Ringraum nach außen begrenzt, welcher mit dem Steuerraum über eine Ablaufdrossel verbunden ist. Die Ventilhülse wird kräftefrei bzw. druckausgeglichen betrieben, d. h., auf die Ventilhülse wird keine durch den Kraftstoffdruck im Ringraum resultierende Kraft in deren Bewegungsrichtung ausgeübt. Durch eine Schließfeder wird die Ventilhülse gegen einen Ventilsitz gepresst und verschließt dadurch den Ringraum nach außen. Soll eine Einspritzung erfolgen, so wird die Ventilhülse über den Elektromagneten vom Ventilsitz abgehoben, was durch die fehlende hydraulische Kraftkomponente unter Überwindung der relativ kleinen Schließkraft der Schließfeder sehr schnell geschehen kann. Dadurch wird der Steuerraum mit dem Leckölraum verbunden und dadurch druckentlastet.at This known fuel injection valve will be one or more Injection openings by the longitudinal movement of a Nozzle needle opened and closed. By the pressure in one Control room will indirectly overflow a closing force a valve piston is exerted on the nozzle needle, so this, if in the control room a correspondingly high fuel pressure is present, is held in its closed position. If an injection takes place, then the control room with a Leakage oil space by means of a designed as a solenoid valve Connected control valve. The control valve has a control valve element as a Valve sleeve, which limits an annular space to the outside, which is connected to the control room via an outlet throttle is. The valve sleeve is force-free or pressure-balanced operated, d. h., on the valve sleeve is not through the fuel pressure in the annulus resulting force in the direction of movement exercised. By a closing spring, the valve sleeve pressed against a valve seat and thereby closes the annulus to the outside. If an injection should take place, so the valve sleeve is over the electromagnet lifted off the valve seat, due to the lack of hydraulic force component overcoming the relatively small closing force the closing spring can happen very quickly. This will the control room connected to the leakage oil space and thereby depressurized.

Die Ventilhülse ist druckausgeglichen, weil der Durchmesser der Führung, in der die Ventilhülse verschiebbar geführt ist, und der Sitzdurchmesser des Ventilsitzes, den die Ventilhülse im Ruhezustand abdichtet, gleich sind. Dadurch entstehen im Ruhezustand keine Druckkräfte in Öffnungs- oder Schließrichtung, sondern lediglich solche in radialer Richtung. Weicht der Sitz- vom Führungsdurchmesser ab, so entstehen dagegen hydraulische Kräfte in axialer Richtung. Sind Führung und Ventilsitz – wie in den meisten Fällen – in einem Bauelement ausgeführt, so kann eine Abweichung des Sitz- vom Führungsdurchmesser jeweils nur derart vorhanden sein, dass hydraulische Kräfte in Öffnungsrichtung entstehen. Im anderen Fall wäre die Ventilhülse nicht mehr in den Ventilkörper fügbar. Damit ist insbesondere der Nachteil verbunden, dass bei einem Flächenangleich im Dichtsitz im Laufe des Betriebs stets nur hydraulische Kräfte in Öffnungsrichtung entstehen können, die im Extremfall zu einem ungewollten Öffnen und damit zu einer Undichtheit des Ventils führen können.The Valve sleeve is pressure balanced because of the diameter the guide, in which the valve sleeve displaceable is guided, and the seat diameter of the valve seat, which seals the valve sleeve at rest, are the same. As a result, no pressure forces occur in the idle state in opening or closing direction, but only those in radial Direction. If the seat deviates from the guide diameter, then In contrast, hydraulic forces occur in the axial direction. Are guide and valve seat - as in most Cases - executed in one component, so can a deviation of the seat from the guide diameter in each case only be present such that hydraulic forces arise in the opening direction. In the other case would be the valve sleeve is no longer in the valve body fügbar. This is associated in particular with the disadvantage that with a surface adjustment in the sealing seat in the course of Always operate only hydraulic forces in the opening direction can arise, which in the extreme case to an unwanted opening and thus lead to a leakage of the valve.

Darüber hinaus sind Konstruktionen bekannt, bei denen die Führung unabhängig vom Ventilsitz in einem zweiten Bauteil ausgeführt ist, welches sich an einem feststehenden Bauteil abstützt. Dies eröffnet zunächst die Möglichkeit, den Sitzdurchmesser auch derart vom Führungsdurchmesser abweichend auszulegen, dass im Ruhestand hydraulische Kräfte in Schließwirkung entstehen. Dies würde bei einem Flächenangleich über Lebensdauer den zulässigen Flächenangleich bis zum Auftreten einer Undichtheit erhöhen und damit auch die Flächenpressung im angeglichenen Zustand senken. Nachteil ist allerdings, dass die hydraulische Schließkraft beim Öffnen des Aktors zusätzlich vom Aktor überwunden werden muss, so dass in diesem Fall ein stärkerer Aktor erforderlich sein wird, was vor allem bei elektromagnetischen Aktoren nachteilig ist.About that In addition, constructions are known in which the leadership regardless of the valve seat executed in a second component is, which is supported on a stationary component. This initially opens the possibility the seat diameter also in such a way from the guide diameter deviating interpreted that retired hydraulic forces arise in closing action. This would be at a Area equal over lifetime the permissible Increase area equal to the occurrence of a leak and thus also the surface pressure in the adjusted state reduce. Disadvantage, however, is that the hydraulic closing force be additionally overcome by the actuator when opening the actuator must, so in this case a stronger actor required will be, which is disadvantageous especially in electromagnetic actuators is.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventil wirken im Neuzustand keine nennenswerten hydraulischen Kräfte in Axialrichtung auf die Ventilhülse, und dieser kraftausgeglichene Zustand bleibt auch bei einem Flächenangleich zwischen Ventilhülse und Ventilsitz weitgehend erhalten. Dadurch kann bei der Auslegung der Schließfederkraft ein Vorhalt für hydraulische Öffnungskräfte, die im Laufe der Betriebsdauer entstehen, entfallen. In Folge der verringerten Schließfederkraft wird auch der Verschleiß reduziert.at the fuel injection valve according to the invention In the new state, no significant hydraulic forces act in the axial direction on the valve sleeve, and this force-balanced Condition remains even with a surface adjustment between Valve sleeve and valve seat largely preserved. Thereby can in the interpretation of the closing spring force a provision for hydraulic opening forces over the course of Operating time incurred, eliminated. As a result of the reduced closing spring force also the wear is reduced.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further Advantages and advantageous embodiments of the subject invention are the description, the drawing and the claims removable.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten Merkmale sind rein schematisch und nicht maßstäblich zu verstehen. Es zeigt:The Fuel injection valve according to the invention shown in the drawing and in the following description explained in more detail. The ones shown in the figures Characteristics are purely schematic and not to scale to understand. It shows:

1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil mit einem Steuerventil und mit schematisch dargestellten Zufuhrkomponenten; 1 a longitudinal section through a fuel injection valve according to the invention with a control valve and with schematically shown supply components;

2a eine Detailansicht entsprechend II in 1, die eine erste Ausführungsvariante des Steuerventils mit einer Doppelkegelkontur an einer Ventilhülse und mit einem Kegelsitz am Ventilsitz zeigt; 2a a detailed view corresponding to II in 1 showing a first embodiment of the control valve with a double cone contour on a valve sleeve and with a conical seat on the valve seat;

2b eine Detailansicht analog zu 2a, die eine zweite Ausführungsvariante des Steuerventils mit einer Doppelkegelkontur am Ventilsitz und mit einem Kegelsitz an der Ventilhülse zeigt; 2 B a detailed view analogous to 2a , which is a second embodiment of the Steuerven Tils with a double cone contour on the valve seat and with a conical seat on the valve sleeve shows;

2c eine Detailansicht analog zu 2a, die eine dritte Ausführungsvariante des Steuerventils mit toroidaler Kontur an der Ventilhülse und mit einem Kegelsitz am Ventilsitz zeigt; und 2c a detailed view analogous to 2a showing a third embodiment of the control valve with toroidal contour on the valve sleeve and with a conical seat on the valve seat; and

3 eine andere Ausführungsform des Steuerventils mit einer Ventilnadel. 3 another embodiment of the control valve with a valve needle.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil mit den Kraftstoff zuführenden Komponentenschematisch im Längsschnitt dargestellt. Das Kraftstoffeinspritzventil umfasst einen mehrteiligen, hier der Einfachheit aber nur einteilig dargestellten Haltekörper 1 und einen Düsenkörper 2, die durch eine Spannmutter 3 gegeneinander gepresst werden. Im Düsenkörper 2 ist eine Düsennadel (Ventilnadel) 4 längsverschiebbar angeordnet, die durch ihre Längsbewegung die Öffnung wenigstens einer Einspritzöffnung 5 steuert. Der Kraftstoff wird den Einspritzöffnungen 5 über einen Druckraum 6 zugeführt, der die Düsennadel 4 umgibt und der über einen Zulaufkanal 7 mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllbar ist. Bewegt sich die Düsennadel 4 von den Einspritzöffnungen 5 hinweg und fährt so in ihre Öffnungsposition, wird Kraftstoff aus dem Druckraum 6 über die Einspritzöffnungen 5 in einen in der Zeichnung nicht dargestellten Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt. Befindet sich die Düsennadel 4 hingegen in ihrer Schließposition, das heißt in Anlage an einem Ventilsitz, so werden die Einspritzöffnungen 5 durch die Düsennadel 4 verschlossen.In 1 a fuel injection valve according to the invention with the fuel-supplying components is shown schematically in longitudinal section. The fuel injection valve comprises a multipart, here the simplicity but only in one piece illustrated holding body 1 and a nozzle body 2 passing through a clamping nut 3 be pressed against each other. In the nozzle body 2 is a nozzle needle (valve needle) 4 arranged longitudinally displaceable, which by their longitudinal movement, the opening of at least one injection opening 5 controls. The fuel becomes the injection ports 5 over a pressure room 6 fed to the nozzle needle 4 surrounds and the via an inlet channel 7 can be filled with fuel under high pressure. Moves the nozzle needle 4 from the injection ports 5 and thus moves into its opening position, fuel is from the pressure chamber 6 over the injection openings 5 injected into a combustion chamber of the internal combustion engine, not shown in the drawing. Is the nozzle needle located 4 in contrast, in its closed position, that is in contact with a valve seat, so are the injection openings 5 through the nozzle needle 4 locked.

Im Haltekörper 1 ist eine Längsbohrung 8 ausgebildet, die koaxial zur Düsennadel 4 verläuft und in der ein Steuerkolben 9 längsverschiebbar angeordnet ist. Der Steuerkolben 9 liegt über ein Druckstück 10 an der Düsennadel 4 an, so dass er sich synchron mit der Düsennadel 4 in Längsrichtung bewegt. An seinem dem Düsenkörper 2 zugewandten Ende ist der Steuerkolben 9 von einer Feder 11 umgeben, die sich einerseits an einem Absatz im Haltekörper 1 abstützt und andererseits am Druckstück 10, so dass durch die Kraft der Feder 11 das Druckstück 10 in Richtung des Düsenkörpers 2 und damit die Düsennadel 4 in ihre Schließposition gedrückt wird.In the holding body 1 is a longitudinal bore 8th formed coaxially with the nozzle needle 4 runs and in the one control piston 9 is arranged longitudinally displaceable. The control piston 9 lies over a pressure piece 10 at the nozzle needle 4 so that it synchronizes with the nozzle needle 4 moved in the longitudinal direction. At his the nozzle body 2 facing end is the spool 9 from a spring 11 surrounded, on the one hand at a paragraph in the holding body 1 supported and on the other hand on the pressure piece 10 , so by the force of the spring 11 the pressure piece 10 in the direction of the nozzle body 2 and thus the nozzle needle 4 is pressed into its closed position.

Zur Zuführung des Kraftstoffs unter hohem Druck ist eine Hochdruckpumpe 12 vorgesehen, die den Kraftstoffaus einem Kraftstofftank 13 verdichtet und einem Hochdruckspeicher 14 zuführt, in dem der Kraftstoff unter hohem Druck vorgehalten wird. Über eine Hochdruckleitung 15 und einen Hochdruckanschluss 16, der am Kraftstoffeinspritzventil ausgebildet ist, wird der unter hohem Druck stehende Kraftstoff dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführt und in der beschriebenen Weise über die Einspritzöffnungen 5 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt.To supply the fuel under high pressure is a high pressure pump 12 provided the fuel from a fuel tank 13 compressed and a high-pressure accumulator 14 feeds, in which the fuel is kept under high pressure. Via a high pressure line 15 and a high pressure connection 16 , which is formed on the fuel injection valve, the high-pressure fuel is supplied to the fuel injection valve and in the manner described via the injection openings 5 injected into the combustion chamber of the internal combustion engine.

Mit seinem dem Düsenkörper 2 abgewandten Ende begrenzt der Steuerkolben 9 einen Steuerraum 17, der über eine Zulaufbohrung 18, in dem sich eine Zulaufdrossel 19 befindet, mit dem Zulaufkanal 7 verbunden ist. Der Steuerraum 17 ist darüber hinaus über eine Längsbohrung 20, die im Haltekörper 1 und in einem Steuerventilkörper 21 ausgebildet ist, mit einem hochdruckseitigen Ventilraum 22 verbunden, der über ein Steuerventil 23 mit einem niederdruckseitigen Ventilraum (Leckölraum) 24 verbindbar ist. Das Steuerventil 23 dient zur Absenkung des Kraftstoffdrucks im Steuerraum 17 und weist ein Steuerventilelement in Form einer Steuer- oder Ventilhülse 25 auf, die auf einem kolbenförmigen Gehäusebolzen 33 mit Führungsdurchmesser dF geführt ist. Die Ventilhülse 25 ist hierbei längsbewegbar und liegt in ihrer Schließstellung an einem Ventilsitz 26 mit Sitzdurchmesser dS an, so dass der durch die Ventilhülse 25 radial nach außen begrenzte hochdruckseitige Ventilraum 22 gegen den Leckölraum 24 abgedichtet ist. Die Ventilhülse 25 ist kraftausgeglichen, weil der Führungsdurchmesser dF und der Sitzdurchmesser dS gleich sind und daher im Ruhezustand keine Druckkräfte in Öffnungs- oder Schließrichtung auf die Ventilhülse 25 wirken. Die Ventilhülse 25 wird von einer Schließfeder 27 beaufschlagt, die eine Schließkraft auf die Ventilhülse 25 ausübt und so gegen den Ventilsitz 26 drückt. Über einen Elektromagneten 28 kann die Ventilhülse 25 vom Ventilsitz 26 abgehoben werden, so dass der hochdruckseitige Ventilraum 22 und damit über die Längsbohrung 20 auch der Steuerraum 17 mit dem Leckölraum 24 verbunden werden.With his the nozzle body 2 opposite end of the control piston limited 9 a control room 17 that has an inlet hole 18 in which there is an inlet throttle 19 located, with the inlet channel 7 connected is. The control room 17 is beyond a longitudinal bore 20 in the holding body 1 and in a control valve body 21 is formed with a high pressure side valve chamber 22 connected, via a control valve 23 with a low-pressure-side valve space (leakage oil space) 24 is connectable. The control valve 23 serves to lower the fuel pressure in the control room 17 and has a control valve element in the form of a control or valve sleeve 25 on top of a piston-shaped housing bolt 33 with guide diameter d F is performed. The valve sleeve 25 is in this case longitudinally movable and is in its closed position on a valve seat 26 with seat diameter d S , so that through the valve sleeve 25 radially outward limited high-pressure side valve chamber 22 against the leak oil room 24 is sealed. The valve sleeve 25 is force balanced because the guide diameter d F and the seat diameter d S are equal and therefore no pressure forces in the opening or closing direction on the valve sleeve at rest 25 Act. The valve sleeve 25 is from a closing spring 27 subjected to a closing force on the valve sleeve 25 exerts and so against the valve seat 26 suppressed. About an electromagnet 28 can the valve sleeve 25 from the valve seat 26 be lifted so that the high pressure side valve chamber 22 and thus over the longitudinal bore 20 also the control room 17 with the leakage oil room 24 get connected.

Die Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzventils ist aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und soll hier nur kurz angerissen werden. Für eine Einspritzung wird der Elektromagnet 28 bestromt und zieht dadurch die Ventilhülse 25 vom Ventilsitz 26 weg. Dadurch wird der hochdruckseitige Ventilraum 22 mit dem Leckölraum 24 verbunden, in dem stets ein niedriger Kraftstoffdruck herrscht. Über die Längsbohrung 20 wird der Steuerraum 17 druckentlastet, so dass die hydraulische Kraft auf den Steuerkolben 9 abgesenkt und die Düsennadel 4, die durch den Kraftstoffdruck im Druckraum 6 eine Kraft in Öffnungsrichtung erfährt, von ihrem Ventilsitz abhebt und die Einspritzöffnungen 5 freigibt. Zur Beendigung der Einspritzung wird der Elektromagnet 28 wiederum stromlos geschaltet, so dass die Ventilhülse 25, angetrieben durch die Schließfeder 27, zurück in Anlage an den Ventilsitz 26 gleitet. Durch den nachströmenden Kraftstoff über die Zulaufbohrung 18 steigt der Druck im Steuerraum 17 erneut an und damit die hydraulische Kraft auf den Steuerkolben 9, so dass sich dieser schließlich wieder in Richtung Düsenkörper 2 bewegt und dadurch die Düsennadel 4 zurück in ihre Schließstellung drückt.The operation of the fuel injection valve is well known from the prior art and will be touched here only briefly. For an injection, the electromagnet 28 energized and thereby pulls the valve sleeve 25 from the valve seat 26 path. This will be the high-pressure side valve chamber 22 with the leakage oil room 24 connected, in which there is always a low fuel pressure. About the longitudinal bore 20 becomes the control room 17 relieved of pressure, so that the hydraulic force on the control piston 9 lowered and the nozzle needle 4 caused by the fuel pressure in the pressure chamber 6 experiences a force in the opening direction, lifts off from its valve seat and the injection openings 5 releases. To complete the injection, the solenoid 28 in turn switched de-energized, so that the valve sleeve 25 , driven by the closing spring 27 , back in abutment with the valve seat 26 slides. Due to the inflowing fuel via the inlet bore 18 the pressure in the control room increases 17 again and thus the hydraulic force on the control piston 9 so that this eventually turns back towards nozzle body 2 moves and thereby the nozzle needle 4 pushes back to its closed position.

Wie in 2 gezeigt, ist der hochdruckseitige Ventilraum 22 im sitznahen Bereich durch einen inneren Ringvorsprung 29 der Ventilhülse 25 verjüngt. Die Berührlinie der Ventilhülse 25 am Steuerventilkörper 21 wandert jedoch nicht mit nach innen, sondern bleibt bei dS ≈ dF. Dadurch bleibt das Steuerventil 23 im Neuzustand praktisch druck- bzw. kraftausgeglichen, da sich die an den beiden Absatzflächen 29a, 29b des Ringabsatzes 29 wirkenden hydraulischen Kräfte aufheben. Mit anderen Worten wirken trotz des Ringabsatzes 29 keine nennenswerten hydraulischen Kräfte in Axialrichtung auf die Ventilhülse 25. Bei einem Flächenangleich zwischen Ventilhülse 25 und Ventilsitz 26 wächst die angeglichene Fläche sowohl radial nach außen als auch radial nach innen. Dadurch bleibt das Steuerventil 23 auch im verschlissenen Zustand weitgehend druckausgeglichen, und die Fläche, auf der ein Angleich zulässig ist, kann vergrößert und die für den Verschleiß maßgebliche Flächenpressung im Ventilsitz 26 erheblich gesenkt werden.As in 2 shown is the high pressure side valve space 22 in the seat near area by an inner annular projection 29 the valve sleeve 25 rejuvenated. The contact line of the valve sleeve 25 at the control valve body 21 however, does not migrate inward, but remains at d S ≈ d F. This leaves the control valve 23 in the new state practically pressure or force balanced, since the at the two shoulder surfaces 29a . 29b of the ring heel 29 pick up acting hydraulic forces. In other words, despite the ring heel work 29 no significant hydraulic forces in the axial direction on the valve sleeve 25 , With a surface adjustment between the valve sleeve 25 and valve seat 26 the mated surface grows both radially outward and radially inward. This leaves the control valve 23 also in the worn state, largely pressure balanced, and the surface on which an adjustment is permitted, can be increased and the decisive for the wear surface pressure in the valve seat 26 be lowered considerably.

Bei der in 2a gezeigten Ausführungsvariante ist der Ventilsitz 26 durch eine Kegelfläche mit einem Kegelwinkel αK gebildet. Die Ventilhülse 25 weist eine Dichtkante 30 auf, die durch eine niederdruckseitige Kegelfläche 30a mit Kegelwinkel αV1(αV1 > αK) und durch eine hochdruckseitige Kegelfläche 30b, also die Absatzfläche 29b des Ringvorsprungs 29, mit Kegelwinkel αV2(αV2 < αK) gebildet ist. Mit anderen Worten entsteht an der Verschneidung der beiden Kegelflächen 30a, 30b die Dichtkante 30 am Durchmesser dS. Aufgrund der Kegelkontur am Ventilsitz 26 und der Doppelkegelkontur an der Ventilhülse 25 erfolgt ein Flächenangleich nun ausgehend von der Dichtkante 30 in gleicher Weise radial nach innen und nach außen. Die Begrenzung des Flächenangleichs nach außen erfolgt durch den Außendurchmesser da des Steuerventilkörpers 21 und nach innen durch den Innendurchmesser di der Ventilhülse 25. Alternativ kann die Begrenzung des Flächenangleichs nach außen auf den Durchmesser da auch durch eine Sitzbegrenzungskante mit Durchmesser da an der Ventilhülse 25 erfolgen. Die Sitzbegrenzung zwischen di und da hat die Aufgabe, die bei geringen Hüben auftretenden Sitzkräfte und damit auch deren Streuung von Exemplar zu Exemplar klein zu halten.At the in 2a embodiment shown is the valve seat 26 formed by a conical surface with a cone angle α K. The valve sleeve 25 has a sealing edge 30 on, by a low-pressure side cone surface 30a with cone angle α V1 (α V1 > α K ) and by a high-pressure side cone surface 30b So the sales area 29b of the annular projection 29 , with cone angle α V2 (α V2 <α K ) is formed. In other words arises at the intersection of the two conical surfaces 30a . 30b the sealing edge 30 at the diameter d S. Due to the conical contour on the valve seat 26 and the double cone contour on the valve sleeve 25 a surface adjustment now takes place starting from the sealing edge 30 in the same way radially inwards and outwards. The limitation of the surface adjustment to the outside is made by the outer diameter da of the control valve body 21 and inwardly through the inner diameter d i of the valve sleeve 25 , Alternatively, the limitation of the Flächenangeleichs outward on the diameter as well as a Sitzbegrenzungskante with diameter da on the valve sleeve 25 respectively. The seat limitation between d i and d a has the task of keeping the seat forces occurring at low strokes and thus also their scattering from copy to copy small.

Bei der in 2b gezeigten Ausführungsvariante ist die Dichtfläche und somit auch die Absatzfläche 29b der Ventilhülse 30 durch eine Kegelfläche mit einem Kegelwinkel αV gebildet. Der Ventilsitz 26 weist eine Sitzkante 31 auf, die durch eine niederdruckseitige Kegelfläche 26a mit Kegelwinkel αK1(αK1 < αV) und eine hochdruckseitige Kegelfläche 26b mit Kegelwinkel αK2(αK2 < αV) gebildet ist. Mit anderen Worten entsteht an der Verschneidung der beiden Kegelflächen 26a, 26b die Sitzkante 31 am Durchmesser dS. Aufgrund der Doppelkegelkontur am Ventilsitz 26 und der Kegelkontur an der Ventilhülse 25 erfolgt ein Flächenangleich nun ausgehend von der Sitzkante 31 in gleicher Weise radial nach innen und nach außen. Die Begrenzung des Flächenangleichs nach außen erfolgt durch den Außendurchmesser da des Steuerventilkörpers 21 und nach innen durch den Innendurchmesser di der Ventilhülse 25.At the in 2 B embodiment shown is the sealing surface and thus the sales area 29b the valve sleeve 30 formed by a conical surface with a cone angle α V. The valve seat 26 has a seat edge 31 on, by a low-pressure side cone surface 26a with cone angle α K1 (α K1 <α V ) and a high-pressure conical surface 26b with cone angle α K2 (α K2 <α V ) is formed. In other words arises at the intersection of the two conical surfaces 26a . 26b the seat edge 31 at the diameter d S. Due to the double cone contour on the valve seat 26 and the cone contour on the valve sleeve 25 a surface adjustment takes place now starting from the seat edge 31 in the same way radially inwards and outwards. The limitation of the surface adjustment to the outside is made by the outer diameter da of the control valve body 21 and inwardly through the inner diameter d i of the valve sleeve 25 ,

Bei der in 2c gezeigten Ausführungsvariante ist der Ventilsitz 26 durch eine Kegelfläche mit einem Kegelwinkel αK gebildet. Die Dichtfläche und damit auch die Absatzfläche 29b der Ventilhülse 25 ist als ringförmiger Torus (Radius R) ausgebildet, wodurch an demjenigen Durchmesser dS, an dem die Tangente an den Torus ebenfalls den Kegelwinkel αK aufweist, eine Sitzlinie 32 entsteht. Aufgrund der Kegelkontur des Ventilsitzes 26 und der toroidalen Kontur an der Ventilhülse 25 erfolgt ein Flächenangleich nun ausgehend von der Sitzlinie 32 in gleicher Weise radial nach innen und nach außen. Die Begrenzung des Flächenangleichs nach außen erfolgt durch den Außendurchmesser da des Steuerventilkörpers 21 und nach innen durch den Innendurchmesser di der Ventilhülse 25. Bei nicht gezeigten Ausführungsformen kann in umgehrter Weise die Dichtfläche der Ventilhülse durch eine Kegelfläche und der Ventilsitz als ringförmiger Torus ausgebildet sein.At the in 2c embodiment shown is the valve seat 26 formed by a conical surface with a cone angle α K. The sealing surface and thus also the sales area 29b the valve sleeve 25 is formed as an annular torus (radius R), whereby at the diameter d S , at which the tangent to the torus also has the cone angle α K , a seat line 32 arises. Due to the conical contour of the valve seat 26 and the toroidal contour on the valve sleeve 25 An area adjustment takes place now starting from the seat line 32 in the same way radially inwards and outwards. The limitation of the surface adjustment to the outside is made by the outer diameter da of the control valve body 21 and inwardly through the inner diameter d i of the valve sleeve 25 , In embodiments not shown, the sealing surface of the valve sleeve can be formed by a conical surface and the valve seat as an annular torus in the reverse manner.

3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Steuerventils 23, wobei gleiche oder funktionsgleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in 2 bezeichnet sind. Das in 3 gezeigte Steuerventil 23 weist ein hier als Ventilnadel 25 ausgebildetes Ventilelement sowie ein zweiteiliges Ventilgehäuse (Führungsteil 34 und Sitzteil 35) auf. Die Ventilnadel 25 ist in einer Axialbohrung 36 des Führungsteils 34 verschiebbar geführt. Das Sitzteil 35 weist einen Ventilsitz 26 auf, der radial zwischen dem hier ringförmig ausgebildeten hochdruckseitigen Ventilraum 22 und dem niederdruckseitigen Ventilraum 24 vorgesehen ist. In den hochdruckseitigen Ventilraum 22 mündet die vom Steuerraum kommende Hochdruckleitung 20. Die Ventilnadel 25 begrenzt den hochdruckseitigen Ventilraum 22 radial nach innen und hat einen radial in den hochdruckseitigen Ventilraum 22 ragenden Ringvorsprung 29, dessen dem Ventilsitz 26 zugewandte Absatzfläche 29a eine mit dem Ventilsitz 26 zusammenwirkende Dichtfläche bildet. Der Sitzdurchmesser dS des Ventilsitzes 26 und der Führungsdurchmesser dF der Ventilnadel 25 sind bevorzugt gleich. Wie in 2b ist die Dichtfläche der Ventilnadel 25 durch eine Kegelfläche gebildet und weist der Ventilsitz 26 eine Sitzkante 31 auf, die durch eine niederdruckseitige Kegelfläche 26a, deren Kegelwinkel kleiner als der Kegelwinkel der Ventilnadel 25 ist, und eine hochdruckseitige Kegelfläche 26b, deren Kegelwinkel größer als der Kegelwinkel der Ventilnadel 25 ist, gebildet ist. 3 shows a further embodiment of the control valve 23 , wherein the same or functionally identical parts with the same reference numerals as in 2 are designated. This in 3 shown control valve 23 has a here as a valve needle 25 trained valve element and a two-part valve housing (guide part 34 and seat part 35 ) on. The valve needle 25 is in an axial bore 36 of the leadership part 34 slidably guided. The seat part 35 has a valve seat 26 on, the radially between the annular high-pressure side valve space formed here 22 and the low-pressure side valve space 24 is provided. In the high pressure side valve chamber 22 opens the high pressure line coming from the control room 20 , The valve needle 25 limits the high pressure side valve space 22 radially inward and has a radially in the high pressure side valve chamber 22 protruding ring projection 29 whose, the valve seat 26 facing sales area 29a one with the valve seat 26 forms a cooperating sealing surface. The seat diameter d S of the valve seat 26 and the guide diameter d F of the valve needle 25 are preferably the same. As in 2 B is the sealing surface of the valve needle 25 formed by a conical surface and has the valve seat 26 a seat edge 31 on, by a low-pressure side cone surface 26a whose cone angle is smaller than the cone angle of the valve needle 25 is, and a high pressure side cone surface 26b whose cone angle is greater than the cone angle the valve needle 25 is, is formed.

In nicht gezeigten Ausführungsformen des in 3 gezeigten Steuerventil 23 sind der Ventilsitz 26 und die Dichtfläche der Ventilnadel 25 wie in 3a und 3c ausgebildet.In non-illustrated embodiments of the in 3 shown control valve 23 are the valve seat 26 and the sealing surface of the valve needle 25 as in 3a and 3c educated.

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Claims (9)

Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, umfassend – eine Ventilnadel (4), die durch ihre Längsbewegung die Öffnung wenigstens einer Einspritzöffnung (5) steuert, – einen an eine Hochdruckseite (14) angeschlossenen Steuerraum (17), dessen Druck wenigstens mittelbar auf die Ventilnadel (4) wirkt, und – ein Steuerventil (23) mit einem Ventilsitz (26), der radial zwischen einem an den Steuerraum (17) angeschlossenen hochdruckseitigen Ventilraum (22) und einem niederdruckseitigen Ventilraum (24) vorgesehen ist, und mit einem verschiebbar geführten Steuerventilelement (25), das den hochdruckseitigen Ventilraum (22) radial begrenzt und mit dem Ventilsitz (26) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventilelement (25) einen radial in den hochdruckseitigen Ventilraum (22) ragenden Ringvorsprung (29) aufweist, dessen dem Ventilsitz (26) zugewandte Absatzfläche (29a) eine mit dem Ventilsitz (26) zusammenwirkende Dichtfläche bildet.Fuel injection valve for internal combustion engines, comprising - a valve needle ( 4 ), which by their longitudinal movement, the opening of at least one injection port ( 5 ), - one to a high pressure side ( 14 ) connected control room ( 17 ), whose pressure is at least indirectly on the valve needle ( 4 ), and - a control valve ( 23 ) with a valve seat ( 26 ), which is radially between one to the control room ( 17 ) connected high-pressure side valve chamber ( 22 ) and a low-pressure side valve space ( 24 ) is provided, and with a displaceably guided control valve element ( 25 ), the high pressure side valve space ( 22 ) radially limited and with the valve seat ( 26 ) cooperates, characterized in that the control valve element ( 25 ) a radially in the high-pressure side valve chamber ( 22 ) protruding annular projection ( 29 ), of which the valve seat ( 26 ) facing sales area ( 29a ) one with the valve seat ( 26 ) forms a cooperating sealing surface. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (26) durch eine Kegelfläche gebildet ist und dass die Dichtfläche des Steuerventilelements (25) eine Dichtkante (30) aufweist, die durch eine niederdruckseitige Kegelfläche (30a), deren Kegelwinkel (αV1) größer als der Kegelwinkel (αK) des Ventilsitzes (26) ist, und eine hochdruckseitige Kegelfläche (30b), deren Kegelwinkel (αV2) kleiner als der Kegelwinkel (αK) des Ventilsitzes (26) ist, gebildet ist.Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the valve seat ( 26 ) is formed by a conical surface and that the sealing surface of the control valve element ( 25 ) a sealing edge ( 30 ), which by a low-pressure side cone surface ( 30a ) whose cone angle (α V1 ) is greater than the cone angle (α K ) of the valve seat ( 26 ), and a high-pressure conical surface ( 30b ) whose cone angle (α V2 ) is smaller than the cone angle (α K ) of the valve seat ( 26 ) is formed. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche des Steuerventilelements (25) durch eine Kegelfläche gebildet ist und dass der Ventilsitz (26) eine Sitzkante (31) aufweist, die durch eine niederdruckseitige Kegelfläche (26a), deren Kegelwinkel (αK1) kleiner als der Kegelwinkel (αV) des Steuerventilelements (25) ist, und eine hochdruckseitige Kegelfläche (26b), deren Kegelwinkel (αK2) größer als der Kegelwinkel (αV) des Steuerventilelements (25) ist, gebildet ist.Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the sealing surface of the control valve element ( 25 ) is formed by a conical surface and that the valve seat ( 26 ) a seat edge ( 31 ), which by a low-pressure side cone surface ( 26a ) whose cone angle (α K1 ) is smaller than the cone angle (α V ) of the control valve element ( 25 ), and a high-pressure conical surface ( 26b ) whose cone angle (α K2 ) is greater than the cone angle (α V ) of the control valve element ( 25 ) is formed. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (26) durch eine Kegelfläche und die Dichtfläche des Steuerventilelements (25) als ringförmiger Torus gebildet ist, oder umgekehrt.Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the valve seat ( 26 ) by a conical surface and the sealing surface of the control valve element ( 25 ) is formed as an annular torus, or vice versa. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventilelement (25) als Ventilhülse ausgebildet ist.Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the control valve element ( 25 ) is designed as a valve sleeve. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der hochdruckseitige Ventilraum (22) innerhalb der Ventilhülse (25) vorgesehen ist.Fuel injection valve according to Claim 5, characterized in that the high-pressure-side valve space ( 22 ) within the valve sleeve ( 25 ) is provided. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventilelement (25) als Ventilnadel ausgebildet ist.Fuel injection valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control valve element ( 25 ) is designed as a valve needle. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitzdurchmesser (dS) des Ventilsitzes (26) und der Führungsdurchmesser (dF) des Steuerventilelements (25) gleich sind.Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the seat diameter (d S ) of the valve seat ( 26 ) and the guide diameter (d F ) of the control valve element (FIG. 25 ) are the same. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitzdurchmesser (dS) des Ventilsitzes (26) kleiner oder größer als der Führungsdurchmesser (dF) des Steuerventilelements (25) ist.Fuel injection valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that the seat diameter (d S ) of the valve seat ( 26 ) smaller or larger than the guide diameter (d F ) of the control valve element (FIG. 25 ).
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