DE102014215978A1

DE102014215978A1 - sealing element

Info

Publication number: DE102014215978A1
Application number: DE102014215978.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Beck; Olaf Schoenrock; Andreas Burghardt; Rainer Heinrich Hoerlein; Armin Glock
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2016-02-18
Also published as: CN105370884A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft in Dichtelement, welches eine geschlossene Hülle (2) mit einem Hohlraum (20), wobei die Hülle (2) aus einem elastisch verformbaren Metallmaterial ausgebildet ist, und wobei der Hohlraum (20) zumindest teilweise mit einem komprimierbaren Medium (3) befüllt ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Injektor (5), welcher mindestens ein erfindungsgemäßes Dichtelement (1) umfasst. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, welche einen erfindungsgemäßen Injektor (5) und einen Brennraum (17) aufweist.The present invention relates to a sealing element comprising a closed shell (2) with a cavity (20), wherein the shell (2) is formed of an elastically deformable metal material, and wherein the cavity (20) at least partially with a compressible medium (3 ) is filled. Furthermore, the present invention relates to an injector (5), which comprises at least one inventive sealing element (1). Another aspect of the present invention relates to an internal combustion engine which has an injector (5) according to the invention and a combustion chamber (17).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dichtelement, welches die Vorteile eines Elastomer-Dichtelements mit den Vorteilen eines Metall-Dichtelements kombiniert. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Injektor, insbesondere Einblasinjektor für einen gasförmigen Kraftstoff, welcher ein derartiges Dichtelement umfasst. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, welche einen derartigen Injektor umfasst.The present invention relates to a sealing element which combines the advantages of an elastomer sealing element with the advantages of a metal sealing element. Furthermore, the present invention relates to an injector, in particular Einblasinjektor for a gaseous fuel, which comprises such a sealing element. Another aspect of the present invention relates to an internal combustion engine comprising such an injector.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von unterschiedlichen Dichtelementen bekannt, welche für unterschiedlichste Anwendungen eingesetzt werden können. So können beispielsweise für wiederverschließbare Dichtungen Dichtelemente aus Elastomer oder thermoplastischem Elastomer eingesetzt werden. Der Nachteil dabei besteht in der begrenzten Temperatur- und Medienbeständigkeit des Dichtelements. Bei sehr hohen Temperaturen oder/und sehr aggressiven Medien oder wenn eine sehr hohe Dichtheit benötigt wird, kann eine sichere Dichtung bereitgestellt werden, indem Metall-Dichtelemente, beispielsweise aus Kupfer, benutzt werden. Hierbei ist aber nachteilig, dass sich solche Metall-Dichtelemente nicht oder nur wenige Male wiederverwenden lassen. Bekannt sind außerdem wiederverschließbare Metall-Metall-Dichtungen, welche geeignet sind, auch bei sehr vielen Schaltzyklen eine Dichtheit z.B. gegenüber Kraftstoff zu gewährleisten. Allerdings kann eine Dichtheit dieser Dichtungen unter Betriebsumständen über eine erwünschte Lebensdauer nicht sichergestellt werden. Der Grund dafür ist, dass ein hoher Verschleiß des Ventilsitzes vorliegt, welcher durch das wiederholte Einschlagen eines Stößels auf den Ventilsitz verursacht wird. Ferner führt das wiederholte Einschlagen des Stößels auf den Ventilsitz zu unerwünschten Geräuschen.From the prior art a variety of different sealing elements is known, which can be used for a wide variety of applications. Thus, for example, resealable seals sealing elements made of elastomer or thermoplastic elastomer can be used. The disadvantage of this is the limited temperature and media resistance of the sealing element. At very high temperatures or / and very aggressive media, or where very high tightness is needed, a secure seal can be provided by using metal sealing elements, such as copper. However, it is disadvantageous that such metal sealing elements can not or only a few times reuse. Also reclosable metal-to-metal seals are known, which are suitable, even with very many switching cycles a tightness, e.g. to ensure fuel. However, a tightness of these seals under operating conditions over a desired lifetime can not be ensured. The reason for this is that there is a high wear of the valve seat, which is caused by the repeated impact of a plunger on the valve seat. Furthermore, the repeated impact of the plunger on the valve seat leads to unwanted noise.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Dichtelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass die Wiederverwendbarkeit eines Elastomer-Dichtelements mit der Temperaturbeständigkeit sowie der Medienbeständigkeit eines Metall-Dichtelements kombiniert werden kann. Somit eignet sich das erfindungsgemäße Dichtelement für dynamische Anwendungen. Ferner kann sich das erfindungsgemäße Dichtelement in einem eingebauten Zustand an eine Form einer Gegenfläche angepasst werden, was zu einer erhöhten Dichtheit führt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Dichtelement ein metallisches hohles Bauteil umfasst, in welchem sich ein komprimierbares Medium befindet. Der metallische Bereich des Dichtelements dient dazu, das Dichtelement vor Verschleiß aufgrund z.B. hoher Temperaturen oder aggressiver Medien zu schützen. Weiterhin bietet das komprimierbare Medium dem Dichtelement eine Dämpfungsfunktion gegen hohe Dichtkräfte (Anpresskräfte), welche zum Abdichten z.B. einer Öffnung eines Ventils benötigt sind. Letzteres ist besonders vorteilhaft, wenn z.B. ein Ventil mit sehr hoher Geschwindigkeit verschlossen werden muss. Somit kann ein Verschleiß im Ventilsitz bzw. Sitzträger verringert oder eliminiert werden. Hierbei umfasst das erfindungsgemäße Dichtelement, eine geschlossene Hülle mit einem Hohlraum, wobei die Hülle aus einem elastisch verformbaren Metallmaterial ausgebildet ist, und wobei der Hohlraum zumindest teilweise mit einem komprimierbaren Medium befüllt ist. Durch das erfindungsgemäße Dichtelement kann eine ausfallsichere Funktion z.B. eines Ventils sichergestellt werden, was wiederum zu reduzierten Wartungskosten und Ersatzteilekosten führen kann.The sealing element according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the reusability of an elastomeric sealing element with the temperature resistance and the media resistance of a metal sealing element can be combined. Thus, the sealing element according to the invention is suitable for dynamic applications. Furthermore, the sealing element according to the invention in an installed state can be adapted to a shape of a mating surface, which leads to an increased tightness. This is inventively achieved in that the sealing element comprises a metallic hollow member, in which there is a compressible medium. The metallic region of the sealing element serves to protect the sealing element from wear due to e.g. high temperatures or aggressive media. Furthermore, the compressible medium provides the sealing element with a damping function against high sealing forces (contact forces), which are used for sealing e.g. an opening of a valve are needed. The latter is particularly advantageous when e.g. a valve must be closed at very high speed. Thus, wear in the valve seat or seat support can be reduced or eliminated. Here, the sealing element according to the invention comprises a closed shell with a cavity, wherein the shell is formed of an elastically deformable metal material, and wherein the cavity is at least partially filled with a compressible medium. By means of the sealing element according to the invention, a fail-safe function can be achieved e.g. a valve, which in turn can lead to reduced maintenance costs and spare parts costs.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Besonders bevorzugt kann das Metallmaterial des Dichtelements Federstahl sein. Federstahl bietet den Vorteil, dass er eine deutliche höhere Festigkeit und Elastizitätsgrenze sowie ein hohes Streckgrenzenverhältnis (das Verhältnis von Streckgrenze zu Zugfestigkeit eines Werkstoffs) im Vergleich zu anderen Stählen aufweist. Das heißt, dass das Dichtelement eine hohe Kraft aufnehmen kann, ohne dass das Dichtelement nach der Entfernung der Kraft einer plastischen Verformung unterliegt. Somit kann das Dichtelement wiederverwendet werden.Particularly preferably, the metal material of the sealing element may be spring steel. Spring steel has the advantage that it has a significantly higher strength and elastic limit and a high yield ratio (the ratio of yield strength to tensile strength of a material) compared to other steels. This means that the sealing element can absorb a high force, without the sealing element being subjected to a plastic deformation after the removal of the force. Thus, the sealing element can be reused.

Vorzugsweise kann das im Hohlraum befindliche Medium ein Gas umfassen. Insbesondere kann das Medium bevorzugt Luft sein, was eine kostengünstige Lösung bietet. Allerdings sind auch andere Gase oder Mischungen von Gasen mit oder ohne Luft vorstellbar. Preferably, the medium in the cavity may comprise a gas. In particular, the medium may preferably be air, which provides a cost effective solution. However, other gases or mixtures of gases with or without air are conceivable.

Dabei kann vorteilhafterweise im Hohlraum ein Überdruck von 10^5 Pa bis 10^7 Pa herrschen. Somit kann das Dichtelement an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden.It can advantageously prevail in the cavity an overpressure of 10 ^ 5 Pa to 10 ^ 7 Pa. Thus, the sealing element can be adapted to different requirements.

Nach einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann der Hohlraum ferner teilweise mit einem nicht komprimierbaren Medium befüllt sein. So können z.B. ein nicht komprimierbarer Feststoff in Pulver- oder Kugelform, ein Metallschaum, ein Gel oder eine nicht komprimierbare Flüssigkeit verwendet werden. In einem solchen Fall ist der Hohlraum des Dichtelements zum Teil mit einem ersten komprimierbaren (kompressiblen) Medium und zum Teil mit einem zweiten nicht komprimierbaren (inkompressiblen) Medium befüllt.Further, according to an alternative preferred embodiment of the present invention, the cavity may be partially filled with a non-compressible medium. Thus, e.g. a non-compressible solid in powder or spherical form, a metal foam, a gel or a non-compressible liquid can be used. In such a case, the cavity of the sealing element is partially filled with a first compressible (compressible) medium and partly with a second non-compressible (incompressible) medium.

Vorzugsweise kann die Hülle dünnwandig ausgebildet sein. Das heißt, dass z.B. wenn das Dichtelement einen ringförmigen Querschnitt aufweist, das Verhältnis eines mittleren Radius des Querschnitts durch eine Wandstärke der Hülle größer als 10, insbesondere größer als 20, insbesondere größer als 30, ist. Als mittlerer Radius ist eine Mitte zwischen einem äußeren Radius und einem inneren Radius des ringförmigen Querschnitts zu verstehen. Durch den dünnwandigen Aufbau der Hülle besteht ein Vorteil darin, dass das dünnwandige Bauteil weniger Wärmeenergie speichern, und diese somit auch schneller an ein vergleichsweise großes Metallteil bzw. ein vorbeiströmendes Kühlmedium abgeben kann. Eine hohe Wärmeentwicklung im Dichtelement aufgrund hoher auftretenden Temperaturen z.B. eines gasförmigen Kraftstoffs könnte zu einem Verschleiß des Dichtelements führen. Preferably, the sheath may be formed thin-walled. That is, for example, if the sealing element has an annular cross section, the ratio of an average radius of the cross section through a wall thickness of the shell is greater than 10, in particular greater than 20, in particular greater than 30. The mean radius is understood to mean a center between an outer radius and an inner radius of the annular cross section. Due to the thin-walled construction of the casing, there is an advantage that the thin-walled component store less heat energy, and thus can deliver it more quickly to a comparatively large metal part or a passing cooling medium. A high heat development in the sealing element due to high temperatures occurring, for example, a gaseous fuel could lead to wear of the sealing element.

Ferner bevorzugt kann die Hülle einen ersten Bereich mit einer ersten Wandstärke und einen zweiten Bereich mit einer zweiten Wandstärke umfassen, wobei die erste Wandstärke und die zweite Wandstärke unterschiedlich sind. Somit kann die Komprimierbarkeit des Dichtelements bzw. eine Verformung des Dichtelements in einem eingebauten Zustand je nach Anwendung angepasst werden, da Bereiche mit einer größeren Wandstärke nicht so stark im Vergleich zu Bereichen mit einer kleineren Wandstärke verformt werden können. Dadurch kann auch die Form des Dichtelements so gewählt werden, dass das Dichtelement im komprimierten Zustand an unterschiedliche Ventilsitze bzw. Sitzträger angeordnet werden kann. Ferner kann daher neben einer Neuherstellung z.B. eines Injektors mit dem erfindungsgemäßen Dichtelement die einfache Nachrüstung eines bereits vorhandenen Injektors mit dem erfindungsgemäßen Dichtelement möglich.Further preferably, the shell may comprise a first region having a first wall thickness and a second region having a second wall thickness, wherein the first wall thickness and the second wall thickness are different. Thus, the compressibility of the sealing element or a deformation of the sealing element in a built-in state can be adapted depending on the application, since areas with a greater wall thickness can not be deformed so much compared to areas with a smaller wall thickness. Thereby, the shape of the sealing element can be selected so that the sealing element can be arranged in the compressed state to different valve seats or seat support. Further, therefore, in addition to a novelty, e.g. an injector with the sealing element according to the invention the simple retrofitting of an existing injector with the sealing element according to the invention possible.

Dabei können die erste Wandstärke und die zweite Wandstärke kleiner als 1000μm sein. Insbesondere können die erste Wandstärke und die zweite Wandstärke in einem Bereich von 20μm bis 1000μm liegen.The first wall thickness and the second wall thickness can be smaller than 1000 .mu.m. In particular, the first wall thickness and the second wall thickness can be in a range of 20 μm to 1000 μm.

In vorteilhafter Weise kann das Dichtelement eine auf eine Außenseite der Hülle aufgebrachte verschleißfeste Beschichtung, insbesondere aus Nickel-Wolfram, aufweisen. Nickel-Wolfram Legierungen weisen ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber oxidierenden und reduzierenden Medien, auch bei höheren Temperaturen auf. Aufgrund dieser hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, Erosionsbeständigkeit und Temperaturbeständigkeit kann eine Beschichtung aus Nickel-Wolfram zum Verschleißschutz des Dichtelements benutzt werden. Dabei kann je nach Anwendung die Beschichtung vollflächig oder nur in einem Kontaktbereich des Dichtelements mit einer Dichtfläche ausgebildet sein.In an advantageous manner, the sealing element may have a wear-resistant coating, in particular nickel-tungsten, applied to an outer side of the shell. Nickel-tungsten alloys have excellent resistance to oxidizing and reducing media, even at higher temperatures. Because of this excellent corrosion resistance, erosion resistance and temperature resistance, a coating of nickel-tungsten can be used for wear protection of the sealing element. Depending on the application, the coating may be formed over the whole area or only in a contact region of the sealing element with a sealing surface.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Hülle selbst einen geschlossenen Querschnitt aufweist. Das Dichtelement weist somit am äußeren Umfang mindestens einen ersten Dichtbereich und einen zweiten Dichtbereich auf. It is also proposed that the shell itself has a closed cross-section. The sealing element thus has on the outer circumference at least a first sealing region and a second sealing region.

Ferner kann das Dichtelement in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Befestigungsbereich, insbesondere einen ersten Befestigungsbereich und einen zweiten Befestigungsbereich, zur Befestigung an einem Bauteil aufweisen. So kann z.B. das Dichtelement in einem Bauteil z.B. in einer Hülse integriert sein und somit eine vormontierte Baugruppe bilden, wodurch das Montieren bzw. das Ersetzen des Dichtelements in schneller und einfacher Weise erfolgen kann. Die Hülle des Dichtelements muss dabei selbst nicht einen vollständig geschlossenen Querschnitt aufweisen, sondern kann z.B. einen halbringförmigen Querschnitt aufweisen, welcher an einem Ventilbauteil mittels zweier Befestigungsbereiche befestigt ist. Furthermore, in a preferred embodiment of the present invention, the sealing element may have a fastening region, in particular a first fastening region and a second fastening region, for attachment to a component. Thus, e.g. the sealing element in a component e.g. be integrated in a sleeve and thus form a preassembled module, whereby the mounting or replacement of the sealing element can be done in a quick and easy way. The envelope of the sealing element itself need not have a completely closed cross-section, but may e.g. have a semi-annular cross-section which is fixed to a valve member by means of two attachment areas.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Injektor, insbesondere Einblasinjektor für gasförmigen Kraftstoff, welcher ein erfindungsgemäßes Dichtelement umfasst. Durch die elastische Verformbarkeit des erfindungsgemäßen Dichtelements kann ein Prellen eines Ventilstößels in einem mittels des erfindungsgemäßen Dichtelements abgedichteten Ventilsitz des Injektors infolge einer zu hohen Aufsetzgeschwindigkeit des Ventilstößels reduziert bzw. verhindert werden. Auf diese Weise kann die Schaltperformance des Injektors verbessert werden, wodurch möglichst exakte Kraftstoffmengen pro Einspritzvorgang bzw. Einblasvorgang eingespritzt bzw. eingeblasen werden können. Außerdem kann durch das erfindungsgemäße Dichtelement eine Aufschlagenergie des Ventilstößels gedämpft werden, sodass kein weiterer Prallschutz benötigt wird. Furthermore, the present invention relates to an injector, in particular Einblasinjektor for gaseous fuel, which comprises a sealing element according to the invention. Due to the elastic deformability of the sealing element according to the invention, bouncing of a valve tappet in a valve seat of the injector sealed by means of the sealing element according to the invention can be reduced or prevented as a result of an excessively high seating speed of the valve tappet. In this way, the switching performance of the injector can be improved, whereby as exact amounts of fuel per injection process or injection can be injected or injected. In addition, a impact energy of the valve stem can be damped by the sealing element according to the invention, so that no further impact protection is needed.

Vorzugsweise umfasst ferner der Injektor ein Injektorbauteil, an dem das erfindungsgemäße Dichtelement angeordnet ist. Somit kann ein einfaches Montieren des Dichtelements im Injektor erleichtert werden. Die Hülle des Dichtelements weist vorzugsweise einen halbringförmigen Querschnitt auf.Preferably, the injector further comprises an injector component on which the sealing element according to the invention is arranged. Thus, a simple mounting of the sealing element in the injector can be facilitated. The sheath of the sealing element preferably has a semi-annular cross-section.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, welche einen erfindungsgemäßen Injektor und einen Brennraum umfasst, wobei der Injektor direkt am Brennraum angeordnet ist. Somit kann eine ausfallsichere und exakte Funktion der Brennkraftmaschine auch unter sehr anspruchsvollen Bedingungen ermöglicht werden.Another aspect of the present invention relates to an internal combustion engine comprising an injector according to the invention and a combustion chamber, wherein the injector is arranged directly on the combustion chamber. Thus, a fail-safe and accurate function of the internal combustion engine can be made possible even under very demanding conditions.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In der Zeichnung ist:Hereinafter, embodiments of the invention with reference to the accompanying Drawing described in detail, wherein identical or functionally identical parts are designated by the same reference numerals. In the drawing is:

1 eine schematische, vereinfachte Schnittansicht eines Injektors, in welchem ein Dichtelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angeordnet ist, 1 a schematic, simplified sectional view of an injector, in which a sealing element is arranged according to a first embodiment of the present invention,

2 eine schematische, vereinfachte Schnittansicht eines vergrößerten Bereichs des in 1 gezeigten Injektors, 2 a schematic, simplified sectional view of an enlarged portion of the in 1 shown injector,

3 eine schematische Schnittansicht eines Dichtelements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 3 a schematic sectional view of a sealing element according to a second embodiment of the present invention,

4 eine schematische Schnittansicht eines Dichtelements gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 4 a schematic sectional view of a sealing element according to a third embodiment of the present invention,

5 eine schematische, vereinfachte Schnittansicht eines Teils des in 3 gezeigten Dichtelements gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem eingebauten Zustand, 5 a schematic, simplified sectional view of part of the in 3 shown sealing element according to the third embodiment of the present invention in an installed state,

6 eine schematische, vereinfachte Schnittansicht eines Teils eines Dichtelements gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem eingebauten Zustand, und 6 a schematic simplified sectional view of a portion of a sealing element according to a fourth embodiment of the present invention in an installed state, and

7 eine schematische, vereinfachte Schnittansicht eines Teils eines Dichtelements gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem eingebauten Zustand. 7 a schematic, simplified sectional view of a portion of a sealing element according to a fifth embodiment of the present invention in an installed state.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein Injektor, insbesondere ein Einblasinjektor für gasförmige Kraftstoffe, im Detail beschrieben, bei welchem ein Dichtelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet ist.The following is with reference to the 1 and 2 an injector, in particular a gaseous fuel injection injector, described in detail, in which a sealing element according to a first embodiment of the present invention is used.

Wie aus der 1 ersichtlich ist, umfasst der Injektor 5 ein Gehäuse 6, einen Magnetanker 7, eine Magnetspule 8 und eine Schließfeder 9, wobei eine Rückstellkraft der Schließfeder einstellbar ist. Der gasförmige Kraftstoff wird in axialer Richtung (Richtung einer Längsachse X-X des Injektors 5) zugeführt (Pfeil A) und durch einen Filter 10 geführt. Ein elektrischer Steckeranschluss 11 ist seitlich am Injektor 5 vorgesehen.Like from the 1 can be seen, includes the injector 5 a housing 6 , a magnet armature 7 , a magnetic coil 8th and a closing spring 9 , wherein a restoring force of the closing spring is adjustable. The gaseous fuel is in the axial direction (direction of a longitudinal axis XX of the injector 5 ) (arrow A) and through a filter 10 guided. An electrical plug connection 11 is on the side of the injector 5 intended.

Am Magnetanker 7 ist an einem axialen Ende ein Schließelement 12 befestigt. Das Schließelement 12 kann Durchlassöffnungen 15, welche in einem Sitzträger 14 ausgebildet sind, in einem geschlossenen Zustand des Injektors 5 verschließen. Der geschlossene Zustand des Injektors 5 ist in 1 gezeigt. Im Sitzträger 14 ist ferner eine ringförmige Ausnehmung 16 ausgebildet, in welcher das Dichtelement 1 angeordnet ist. Somit kann der Injektor 5 im geschlossen Zustand abgedichtet werden. Im Schließelement 12 ist eine mittige Öffnung 13 ausgebildet, über welche der gasförmige Kraftstoff in einem (nicht gezeigten) offenen Zustand des Injektors 5 durch die Durchlassöffnungen 15 in einen Brennraum 17 einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine geblasen wird (Pfeile B und C in 1).At the magnet armature 7 is a closing element at one axial end 12 attached. The closing element 12 can have passage openings 15 which is in a seat carrier 14 are formed, in a closed state of the injector 5 close. The closed state of the injector 5 is in 1 shown. In the seat carrier 14 is also an annular recess 16 formed, in which the sealing element 1 is arranged. Thus, the injector 5 be sealed in the closed state. In the closing element 12 is a central opening 13 formed, via which the gaseous fuel in an open state (not shown) of the injector 5 through the passage openings 15 in a combustion chamber 17 a not shown internal combustion engine is blown (arrows B and C in 1 ).

In 2 ist der Sitzträger 14 des Injektors 5 mit dem erfindungsgemäßen Dichtelement 1 dargestellt. 1. Das Dichtelement 1 umfasst eine geschlossene Hülle 2 mit einem Hohlraum 20, wobei die Hülle 2 aus einem elastisch verformbaren Metallmaterial ausgebildet ist. Das Metallmaterial der Hülle ist Federstahl. Die Hülle 2 ist ferner dünnwandig ausgebildet und weist überall eine gleichmäßige Wandstärke b1 auf.In 2 is the seat carrier 14 of the injector 5 with the sealing element according to the invention 1 shown. 1 , The sealing element 1 includes a closed shell 2 with a cavity 20 , where the shell 2 is formed of an elastically deformable metal material. The metal material of the shell is spring steel. The case 2 is also thin-walled and has everywhere a uniform wall thickness b1.

Weiterhin umfasst das Dichtelement 1 einen ausschließlich durch die Hülle 2 gebildeten, geschlossenen Querschnitt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt (im nicht gezeigten, nicht eingebauten Zustand) ringförmig mit einem mittleren Radius R ausgebildet. Furthermore, the sealing element comprises 1 one exclusively by the shell 2 formed, closed cross-section. In this embodiment, the cross section (in the non-installed state, not shown) is annularly formed with a mean radius R.

Ferner weist das Dichtelement 1 eine auf eine Außenseite 23 der Hülle 2 aufgebrachte verschleißfeste Beschichtung 24 aus Nickel-Wolfram auf.Furthermore, the sealing element 1 one on an outside 23 the shell 2 applied wear-resistant coating 24 made of nickel-tungsten.

Der Hohlraum 20 ist zumindest teilweise mit einem komprimierbaren Medium 3 befüllt. Hierbei umfasst das komprimierbare Medium 3 ein Gas, welches im Hohlraum 20 unter einem Überdruck steht. The cavity 20 is at least partially with a compressible medium 3 filled. Here, the compressible medium includes 3 a gas, which is in the cavity 20 is under an overpressure.

Das erfindungsgemäße Dichtelement 1 kombiniert die Vorteile eines Elastomer-Dichtelements und eines Metall-Dichtelements, wie z.B. Temperaturbeständigkeit, Medienbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Wiederverwandbarkeit auf. Ferner weist das erfindungsgemäße Dichtelement 1 eine hohe Variabilität auf, welche z.B. durch die Möglichkeit einer Wandverstärkung der Hülle 2 des Dichtelements 1 und der Verwendung von verschiedenen Medien bzw. Materialien im Hohlraum 20 der Hülle 2 gegeben ist. Deshalb kann das erfindungsgemäße Dichtelement 1 in vielen Anwendungsgebieten eingesetzt werden. Insbesondere kann das Dichtelement gemäß der vorliegenden Erfindung bei allen wiederverschließbaren Dichtungen benutzt werden, bei denen Elastomer-Dichtungen aufgrund hoher Temperaturen oder aggressiver Medien an ihre Grenzen stoßen.The sealing element according to the invention 1 combines the advantages of an elastomeric sealing element and a metal sealing element, such as temperature resistance, media resistance, wear resistance and reusability. Furthermore, the sealing element according to the invention 1 a high variability, which, for example, by the possibility of a wall reinforcement of the shell 2 of the sealing element 1 and the use of different media or materials in the cavity 20 the shell 2 given is. Therefore, the sealing element according to the invention 1 be used in many applications. In particular, the sealing element according to the present invention can be used in all resealable seals in which elastomeric seals reach their limits due to high temperatures or aggressive media.

Das Dichtelement 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel (3) unterscheidet sich vom ersten nur dadurch, dass das Dichtelement 1 keine auf die Außenseite 23 der Hülle 2 aufgebrachte Beschichtung aufweist. Der Hohlraum 20 der Hülle 2 ist mit einem komprimierbaren gasförmigen Medium 3 befüllt. Das Dichtelement 1 umfasst einen ausschließlich durch die Hülle 2 gebildeten, in einem nicht eingebauten, unbelasteten Zustand, geschlossenen ringförmigen Querschnitt 25.The sealing element 1 according to a second embodiment ( 3 ) differs from the first only in that the sealing element 1 none on the outside 23 the shell 2 having applied coating. The cavity 20 the shell 2 is with a compressible gaseous medium 3 filled. The sealing element 1 includes one exclusively through the shell 2 formed, in a non-installed, unloaded condition, closed annular cross-section 25 ,

In 4 ist ein Dichtelement 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem nicht eingebauten Zustand gezeigt. Hierbei weist die Hülle 2 einen halbringförmigen Querschnitt 25 auf. Weiterhin weist das Dichtelement 1 ferner einen ersten Befestigungsbereich 26 und einen zweiten Befestigungsbereich 27 auf, um an einem Bauteil 28 befestigt zu werden. Somit kann das Dichtelement 1 mit dem Bauteil 28 eine vormontierte Baugruppe bilden. Ebenso vorstellbar ist, dass das Bauteil 28 als ein Bauteil des Injektors 5 (Injektorbauteil) ausgebildet ist. Dadurch kann das Montieren des Dichtelements 1 am Injektor 5 erleichtert werden. In 4 is a sealing element 1 according to a third embodiment of the present invention shown in a non-installed state. Here, the shell has 2 a semi-annular cross-section 25 on. Furthermore, the sealing element 1 Furthermore, a first attachment area 26 and a second attachment area 27 on to a component 28 to be attached. Thus, the sealing element 1 with the component 28 form a preassembled module. It is also conceivable that the component 28 as a component of the injector 5 (Injector component) is formed. Thereby, the mounting of the sealing element 1 at the injector 5 be relieved.

5 zeigt einen Teil des Dichtelements 1 von 1 in einem eingebauten Zustand, in dem das Dichtelement 1 komprimiert ist. Im komprimierten Zustand weist das Dichtelement 1 einen ovalen Querschnitt 25 auf. 5 shows a part of the sealing element 1 from 1 in a fitted condition, in which the sealing element 1 is compressed. In the compressed state, the sealing element 1 an oval cross-section 25 on.

6 zeigt einen Teil eines Dichtelements 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel in einem eingebauten bzw. komprimierten Zustand. Hierbei ist der Hohlraum 20 der Hülle 2 teilweise mit einem komprimierbaren Medium 3 und teilweise mit einem nicht komprimierbaren Medium 4 befüllt. Beispielsweise kann das komprimierbare Medium Luft und das nicht komprimierbare Medium 4 ein Gel sein. Im komprimierten Zustand weist das Dichtelement 1 einen ebenso ovalen Querschnitt 25 auf. Allerdings ist die Verformung des Dichtelements 1 dieses Ausführungsbeispiels im Vergleich zu der des Dichtelements 1 in 5 aufgrund des nicht komprimierbaren Mediums 4 nicht so stark. 6 shows a part of a sealing element 1 according to a fourth embodiment in a built-in or compressed state. Here is the cavity 20 the shell 2 partly with a compressible medium 3 and partly with a non-compressible medium 4 filled. For example, the compressible medium may be air and the non-compressible medium 4 to be a gel. In the compressed state, the sealing element 1 an equally oval cross-section 25 on. However, the deformation of the sealing element 1 this embodiment compared to that of the sealing element 1 in 5 due to the non-compressible medium 4 not so strong.

7 zeigt einen Teil eins Dichtelements 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel in einem eingebauten bzw. komprimierten Zustand. Hierbei weist die Hülle 2 einen ersten Bereich 21 mit einer ersten Wandstärke b1 und einen zweiten Bereich 22 mit einer zweiten Wandstärke b2 auf, wobei die erste Wandstärke b1 und die zweite Wandstärke b2 unterschiedlich sind. Insbesondere ist die zweite Wandstärke b2 im zweiten Bereich 22 größer als die erste Wandstärke im ersten Bereich 21. Durch diese Verstärkung der Hülle 2 im zweiten Bereich 22 ist eine Verformung im zweiten Bereich 22 kleiner als eine Verformung im ersten Bereich 21. 7 shows a part of a sealing element 1 according to a fifth embodiment in a built-in or compressed state. Here, the shell has 2 a first area 21 with a first wall thickness b1 and a second area 22 with a second wall thickness b2, the first wall thickness b1 and the second wall thickness b2 being different. In particular, the second wall thickness b2 is in the second region 22 greater than the first wall thickness in the first area 21 , By this reinforcement of the shell 2 in the second area 22 is a deformation in the second area 22 less than a deformation in the first area 21 ,

Es sei angemerkt, dass die vorhergehenden Ausführungsbeispiele nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung dienen. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.It should be noted that the foregoing embodiments are for illustrative purposes only and not for the purpose of limiting the invention. Various changes and modifications are possible within the scope of the invention without departing from the scope of the invention and its equivalents.

Claims

Sealing element comprising: - a closed shell ( 2 ) with a cavity ( 20 ), - the envelope ( 2 ) is formed of an elastically deformable metal material, and - wherein the cavity ( 20 ) at least partially with a compressible medium ( 3 ) is filled.

Sealing element according to claim 1, wherein the metal material is spring steel.

Sealing element according to one of the preceding claims, wherein in the cavity ( 20 ) is a compressible medium ( 3 ) comprises a gas.

Sealing element according to one of the preceding claims, wherein in the cavity ( 20 ) there is an overpressure of 10 ^ 5 Pa to 10 ^ 7 Pa prevails.

Sealing element according to one of the preceding claims, wherein the cavity ( 20 ) partially with a non-compressible medium ( 4 ) is filled.

Sealing element according to one of the preceding claims, wherein the envelope ( 2 ) is formed thin-walled.

Sealing element according to one of the preceding claims, wherein the envelope ( 2 ) a first area ( 21 ) having a first wall thickness (b1) and a second area ( 22 ) having a second wall thickness (b2), wherein the first wall thickness (b1) and the second wall thickness (b2) are different.

Sealing element according to claim 7, wherein the first wall thickness (b1) and the second wall thickness (b2) are smaller than 1000μm.

Sealing element according to one of the preceding claims, further comprising a on an outer side ( 23 ) of the envelope ( 2 ) applied wear-resistant coating ( 24 ), in particular nickel-tungsten.

Sealing element according to one of the preceding claims, wherein the envelope ( 2 ) itself has a closed cross-section.

Sealing element according to one of claims 1 to 9, further comprising a first Mounting area ( 26 ) and a second attachment area ( 27 ) for attachment to a component ( 28 ).

Injector, in particular injection injector for gaseous fuel, comprising a sealing element ( 1 ) according to one of the preceding claims.

Internal combustion engine, comprising an injector ( 5 ) according to claim 12 and a combustion chamber ( 17 ), the injector ( 5 ) directly on the combustion chamber ( 17 ) is arranged.