DE102015202877A1

DE102015202877A1 - High-pressure fuel system for internal combustion engines

Info

Publication number: DE102015202877A1
Application number: DE102015202877.1A
Authority: DE
Inventors: Stefan Leiser; Waldemar Kiel; Hrvoje Lalic
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-02-18
Filing date: 2015-02-18
Publication date: 2016-08-18
Also published as: WO2016131512A1

Abstract

Kraftstoffhochdrucksystem für Brennkraftmaschinen mit einem Gehäuse, das einen ersten Hochdruckkörper (1) mit einer ersten Anlagefläche (101) und einen zweiten Hochdruckkörper (10) mit einer zweiten Anlagefläche (110) umfasst. Die erste Anlagefläche (101) und die zweite Anlagefläche (110) liegen unter Zwischenlage einer Dichtscheibe (35) aneinander an und werden durch eine Spannvorrichtung gegeneinander gepresst. Das Gehäuse weist außerdem einen in den Hochdruckkörpern (1; 10) ausgebildeten Hochdruckkanal (20) auf. Der Hochdruckkanal (20) führt Kraftstoff unter hohem Druck und tritt durch die erste Anlagefläche (101) und durch die zweite Anlagefläche (110) hindurch. Die Dichtscheibe (35) umgibt zumindest den Durchtritt des Hochdruckkanals (20) durch die erste Anlagefläche (101) und durch die zweite Anlagefläche (110). Die Dichtscheibe (35) umfasst einen Kern (40) und zumindest eine Dichtschicht (41), wobei die Dichtschicht (41) mit der ersten Anlagefläche (101) zusammenwirkt. Der Kern (40) besitzt eine höhere Fließgrenze als die Dichtschicht (41).High-pressure fuel system for internal combustion engines with a housing, which comprises a first high-pressure body (1) with a first abutment surface (101) and a second high-pressure body (10) with a second abutment surface (110). The first abutment surface (101) and the second abutment surface (110) bear against one another with the interposition of a sealing disc (35) and are pressed against one another by a tensioning device. The housing also has a high-pressure channel (20) formed in the high-pressure bodies (1, 10). The high pressure passage (20) carries fuel under high pressure and passes through the first abutment surface (101) and through the second abutment surface (110). The sealing disc (35) surrounds at least the passage of the high-pressure channel (20) through the first contact surface (101) and through the second contact surface (110). The sealing disc (35) comprises a core (40) and at least one sealing layer (41), wherein the sealing layer (41) cooperates with the first contact surface (101). The core (40) has a higher yield value than the sealing layer (41).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffhochdrucksystem für Brennkraftmaschinen mit einem ersten Hochdruckkörper, einem zweiten Hochdruckkörper und einer Dichtscheibe.The invention relates to a high-pressure fuel system for internal combustion engines with a first high pressure body, a second high pressure body and a sealing washer.

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht von einem Kraftstoffhochdrucksystem für Brennkraftmaschinen aus, wie es aus der Offenlegungsschrift EP 1 245 826 A1 bekannt ist. Bei einem solchen Kraftstoffhochdrucksystem, wie es in dieser Schrift auch in Form eines Kraftstoffeinspritzventils vorliegt, sind ein erster Hochdruckkörper und ein zweiter Hochdruckkörper durch eine Spannvorrichtung gegeneinander gepresst. Durch die Anlageflächen der beiden Hochdruckkörper tritt ein Hochdruckkanal hindurch. Um die Dichtheit des Hochdruckkanals beim Durchtritt durch die Anlageflächen der beiden Körper zu gewährleisten, ist eine Dichtscheibe zwischen den Anlageflächen der beiden Hochdruckkörper angeordnet. The invention is based on a high-pressure fuel system for internal combustion engines, as disclosed in the published patent application EP 1 245 826 A1 is known. In such a high-pressure fuel system, as is also present in this document in the form of a fuel injection valve, a first high-pressure body and a second high-pressure body are pressed against one another by a tensioning device. Through the contact surfaces of the two high-pressure body, a high-pressure passage passes. In order to ensure the tightness of the high pressure channel when passing through the contact surfaces of the two bodies, a sealing washer between the contact surfaces of the two high-pressure body is arranged.

Mit zunehmenden Anforderungen an derartige Dichtscheiben, insbesondere mit zunehmendem abzudichtendem Druck im Hochdruckkanal, ist eine Weiterbildung der Dichtscheibe erforderlich, um die Dichtheit zu gewährleisten.With increasing demands on such sealing disks, in particular with increasing pressure to be sealed in the high-pressure passage, a development of the sealing disk is required in order to ensure the tightness.

Offenbarungepiphany

Das erfindungsgemäße Kraftstoffhochdrucksystem für Brennkraftmaschinen weist den Vorteil auf, dass es höhere Drücke im Hochdruckkanal zwischen den beiden Hochdruckkörpern abdichten kann. Dadurch kann das gesamte Kraftstoffhochdrucksystem effizienter und schadstoffärmer ausgeführt werden.The high-pressure fuel system according to the invention for internal combustion engines has the advantage that it can seal higher pressures in the high-pressure passage between the two high-pressure bodies. As a result, the entire high-pressure fuel system can be made more efficient and less polluting.

Dazu weist das Kraftstoffhochdrucksystem ein Gehäuse auf, das einen ersten Hochdruckkörper mit einer ersten Anlagefläche und einen zweiten Hochdruckkörper mit einer zweiten Anlagefläche umfasst. Die erste Anlagefläche und die zweite Anlagefläche liegen unter Zwischenlage einer Dichtscheibe aneinander an und werden durch eine Spannvorrichtung gegeneinander gepresst. Das Gehäuse weist außerdem einen in den Hochdruckkörpern ausgebildeten Hochdruckkanal zur Befüllung mit Kraftstoff unter hohem Druck auf. Der Hochdruckkanal tritt durch die erste Anlagefläche und durch die zweite Anlagefläche hindurch. Die Dichtscheibe umgibt zumindest den Durchtritt des Hochdruckkanals durch die erste Anlagefläche und durch die zweite Anlagefläche. Die Dichtscheibe umfasst einen Kern und zumindest eine Dichtschicht, wobei die Dichtschicht mit der ersten Anlagefläche zusammenwirkt. Der Kern besitzt eine höhere Fließgrenze als die Dichtschicht. For this purpose, the high-pressure fuel system has a housing which comprises a first high-pressure body with a first contact surface and a second high-pressure body with a second contact surface. The first contact surface and the second contact surface lie against each other with the interposition of a sealing disc and are pressed against each other by a clamping device. The housing also has a high-pressure body formed in the high-pressure channel for filling with fuel under high pressure. The high-pressure channel passes through the first contact surface and through the second contact surface. The sealing disk surrounds at least the passage of the high-pressure passage through the first contact surface and through the second contact surface. The sealing disc comprises a core and at least one sealing layer, wherein the sealing layer interacts with the first contact surface. The core has a higher yield point than the sealing layer.

Dadurch ist die Dichtschicht unter der Vorspannkraft durch die Spannvorrichtung plastisch verformbar, während der Kern lediglich elastisch verformt wird. Die Dichtschicht gleicht sich durch die plastische Verformung sehr gut an die erste Anlagefläche an und kann dadurch auch Toleranzen, Rauheiten und Welligkeiten der beteiligten Kontaktpartner ausgleichen. Der Kern gewährleistet demgegenüber die benötigte Steifigkeit, Festigkeit und Stabilität der Dichtscheibe über ihre gesamte Lebensdauer und kann Ausdehnungen aufgrund von Temperaturschwankungen im Kraftstoffhochdrucksystem ausgleichen.As a result, the sealing layer under the biasing force by the clamping device is plastically deformable, while the core is merely deformed elastically. Due to the plastic deformation, the sealing layer adjusts very well to the first contact surface and can thus also compensate for tolerances, roughness and waviness of the contact partners involved. The core, in contrast, ensures the required rigidity, strength and stability of the sealing disk over its entire service life and can compensate for expansion due to temperature fluctuations in the high-pressure fuel system.

In vorteilhaften Ausführungen der Erfindung besteht der Kern aus Stahl, vorzugsweise aus C60 oder C70. Diese Stähle zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit, eine hohe Fließgrenze und ein gute Eignung für Wärmebehandlungen aus.In advantageous embodiments of the invention, the core is made of steel, preferably of C60 or C70. These steels are characterized by a high strength, a high yield point and a good suitability for heat treatments.

In vorteilhaften Weiterbildungen besteht die Dichtschicht aus Aluminium, Zinn, Kunststoff oder Lack. Diese Materialien haben eine geringere Festigkeit bzw. Fließgrenze als Stahl und sind gleichzeitig plastisch gut verformbar. Dadurch ist die Dichtungswirkung zum Hochdruckkörper sehr gut.In advantageous developments, the sealing layer consists of aluminum, tin, plastic or lacquer. These materials have a lower strength or flow limit than steel and are at the same time plastically well deformable. As a result, the sealing effect to the high pressure body is very good.

In alternativen vorteilhaften Weiterbildungen ist die Dichtschicht oberflächenentkohlt. Dadurch wird der C-Gehalt der Dichtschicht reduziert und mit ihm die Festigkeit bzw. die Fließgrenze verringert. Die Dichtschicht kann dementsprechend auch aus dem gleichen Material sein wie der Kern; durch die gezielte Wärmebehandlung werden jedoch unterschiedliche Materialeigenschaften von Kern und Dichtschicht erzielt.In alternative advantageous developments, the sealing layer is surface-decarburized. As a result, the C content of the sealing layer is reduced and with it the strength or the yield point is reduced. Accordingly, the sealing layer can also be made of the same material as the core; however, due to the targeted heat treatment, different material properties of core and sealing layer are achieved.

Vorteilhafterweise weist die Dichtschicht eine Höhe von 50 µm bis 200 µm auf. Hierdurch können die Dichtwirkung und die Fließeigenschaften der Dichtschicht beim Verspannen der beiden Hochdruckkörper gegeneinander optimal auf die gewünschte Dichtheit abgestimmt werden. Advantageously, the sealing layer has a height of 50 microns to 200 microns. In this way, the sealing effect and the flow properties of the sealing layer during clamping of the two high-pressure body against each other can be optimally adapted to the desired tightness.

In vorteilhaften Weiterbildungen umfasst die Dichtscheibe eine der Dichtschicht gegenüberliegende weitere Dichtschicht. Die weitere Dichtschicht wirkt mit der zweiten Anlagefläche zusammen. Der Kern weist eine höhere Fließgrenze auf als die weitere Dichtschicht. Dadurch ist auch die weitere Dichtschicht unter der Vorspannkraft durch die Spannvorrichtung plastisch verformbar, während der Kern lediglich elastisch verformt wird. Analog zur Dichtschicht gleicht sich auch die weitere Dichtschicht durch ihre plastische Verformung sehr gut an ihren Kontaktpartner – nämlich die zweite Anlagefläche – an. So werden Toleranzen, Rauheiten und Welligkeiten ausgeglichen. Der Kern gewährleistet demgegenüber die benötigte Steifigkeit, Festigkeit und Stabilität der Dichtscheibe über ihre gesamte Lebensdauer und kann Ausdehnungen aufgrund von Temperaturschwankungen im Kraftstoffhochdrucksystem ausgleichen.In advantageous developments, the sealing disc comprises one of the sealing layer opposite another sealing layer. The further sealing layer interacts with the second contact surface. The core has a higher yield point than the other sealing layer. As a result, the further sealing layer under the biasing force by the clamping device is plastically deformable, while the core is merely deformed elastically. Analogous to the sealing layer, the further sealing layer is very similar to its contact partner due to its plastic deformation - namely the second contact surface. This compensates tolerances, roughness and ripples. In contrast, the core ensures the required rigidity, strength and stability of the sealing disk over its entire Life and can compensate for expansion due to temperature fluctuations in the high-pressure fuel system.

In vorteilhaften Weiterbildungen besteht die weitere Dichtschicht aus Aluminium, Zinn, Kunststoff oder Lack. Diese Materialien haben eine geringere Festigkeit bzw. Fließgrenze als Stahl und sind gleichzeitig plastisch gut verformbar. Dadurch ist die Abdichtung zum Hochdruckkörper sehr gut.In advantageous developments, the further sealing layer consists of aluminum, tin, plastic or lacquer. These materials have a lower strength or flow limit than steel and are at the same time plastically well deformable. As a result, the seal to the high pressure body is very good.

In alternativen vorteilhaften Weiterbildungen ist die weitere Dichtschicht oberflächenentkohlt. Dadurch wird der C-Gehalt der weiteren Dichtschicht reduziert und mit ihm die Festigkeit bzw. Fließgrenze verringert. Die weitere Dichtschicht kann dementsprechend auch aus dem gleichen Material sein wie der Kern, durch die gezielte Wärmebehandlung werden jedoch unterschiedliche Materialeigenschaften von Kern und weiterer Dichtschicht erzielt.In alternative advantageous developments, the further sealing layer is surface-decarburized. As a result, the C content of the further sealing layer is reduced and with it the strength or flow limit is reduced. Accordingly, the further sealing layer can also be made of the same material as the core, but the targeted heat treatment achieves different material properties of core and further sealing layer.

Vorteilhafterweise sind die Dichtschicht und die weitere Dichtschicht aus dem gleichen Material ausgeführt und wurden mit der gleichen Wärmebehandlung behandelt.Advantageously, the sealing layer and the further sealing layer are made of the same material and were treated with the same heat treatment.

Vorteilhafterweise weist die weitere Dichtschicht eine Höhe von 50 µm bis 200 µm auf. Hierdurch können die Dichtwirkung und die Fließeigenschaften der weiteren Dichtschicht beim Verspannen der beiden Hochdruckkörper gegeneinander optimal auf die gewünschte Dichtheit abgestimmt werden. Advantageously, the further sealing layer has a height of 50 μm to 200 μm. As a result, the sealing effect and the flow properties of the further sealing layer can be optimally matched to one another when clamping the two high-pressure bodies to the desired tightness.

In vorteilhaften Ausführungen weisen die erste Anlagefläche und/oder die zweite Anlagefläche eine Rauheit zwischen Rz 5 µm und Rz 10 µm auf. Diese Rauheiten können von der Dichtschicht bzw. von der weiteren Dichtschicht sehr gut abgedichtet werden und sind gleichzeitig kostengünstig fertigbar.In advantageous embodiments, the first contact surface and / or the second contact surface have a roughness of between Rz 5 μm and Rz 10 μm. These roughnesses can be sealed very well by the sealing layer or by the further sealing layer and at the same time can be manufactured inexpensively.

Besonders vorteilhaft ist die Anordnung der erfindungsgemäßen Dichtscheibe in einem Kraftstoffeinspritzventil, bei dem die Dichtscheibe die dort herrschenden sehr hohen Drücke im Hochdruckkanal abdichtet.Particularly advantageous is the arrangement of the sealing washer according to the invention in a fuel injection valve, in which the sealing disc seals the very high pressures prevailing in the high-pressure passage.

Vorteilhafterweise ist einer der Hochdruckkörper ein Ventilkörper, in dem eine Ventilnadel längsverschiebbar angeordnet ist. Die Ventilnadel öffnet und schließt durch ihre Längsbewegung im Ventilkörper ausgebildete Einspritzöffnungen, die in den Brennraum einer Brennkraftmaschine münden. Insbesondere bei Einspritzsystemen, die mit einem konstant anliegenden Druck im Ventilkörper arbeiten, sogenannten Common Rail-Systemen, kann so mit einfachen Mitteln eine gute Dichtheit des Hochdruckkanals, der durch die Dichtflächen der beiden Anlageflächen hindurch zum Ventilkörper verläuft, erreicht werden.Advantageously, one of the high pressure bodies is a valve body in which a valve needle is arranged to be longitudinally displaceable. The valve needle opens and closes by their longitudinal movement in the valve body formed injection openings, which open into the combustion chamber of an internal combustion engine. In particular, in injection systems that operate with a constant applied pressure in the valve body, so-called common rail systems, can be achieved with simple means a good tightness of the high-pressure channel, which passes through the sealing surfaces of the two contact surfaces to the valve body.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der andere Hochdruckkörper ein Ventilhaltekörper, in dem Mittel vorhanden sind, die eine Schließkraft auf die Ventilnadel ausüben. Die Mittel zur Ausübung der Schließkraft – beispielsweise Piezoaktor, Druckübersetzer, Schließfeder oder Magnetventil – können so auf einfache Art und Weise bei der Montage der beiden Hochdruckkörper mit montiert werden und gegebenenfalls ebenso mit einer Vorspannkraft beaufschlagt werden.In an advantageous development of the other high-pressure body is a valve holding body, are present in the means which exert a closing force on the valve needle. The means for exercising the closing force - for example, piezoelectric actuator, pressure booster, closing spring or solenoid valve - can be mounted in a simple manner during assembly of the two high-pressure body with and optionally also acted upon by a biasing force.

In einer vorteilhaften Ausführung weisen der Ventilhaltekörper und der Ventilkörper jeweils zumindest eine Zentrierstiftbohrung, vorzugsweise jeweils zwei Zentrierstiftbohrungen, auf. Die Zentrierstiftbohrungen sind in Richtung der Dichtscheibe ausgebildet und jeweils von Ventilhaltekörper zu Ventilkörper gegenüberliegend angeordnet. Zumindest ein Zentrierstift ist in den Zentrierstiftbohrungen so angeordnet, dass eine präzise Ausrichtung vom Ventilhaltekörper zum Ventilkörper ermöglicht wird. Die Dichtscheibe weist zumindest eine entsprechende Ausnehmung auf, durch welche der zumindest eine Zentrierstift führt bzw. ragt. Der Zentrierstift bzw. vorzugsweise die zwei Zentrierstifte positionieren so den Ventilkörper koaxial zum Ventilhaltekörper.In an advantageous embodiment, the valve holding body and the valve body each have at least one centering pin bore, preferably in each case two centering pin bores. The Zentrierstiftbohrungen are formed in the direction of the sealing disc and arranged opposite each other from valve holding body to valve body. At least one centering pin is disposed in the centering pin bores so as to allow precise alignment of the valve holding body with the valve body. The sealing disc has at least one corresponding recess through which the at least one centering pin leads or protrudes. The centering pin or preferably the two centering pins thus position the valve body coaxially with the valve holding body.

Vorteilhafterweise ist der zumindest eine Zentrierstift in die zumindest eine Ausnehmung der Dichtscheibe eingepresst. Dies ist besonders für die Montage des Kraftstoffhochdrucksystems sehr vorteilhaft, da die Dichtscheibe so schon als Positionierungshilfe dient. Advantageously, the at least one centering pin is pressed into the at least one recess of the sealing disk. This is very advantageous especially for the assembly of the high-pressure fuel system, since the sealing disk already serves as a positioning aid.

Zeichnungendrawings

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdrucksystems dargestellt. Es zeigenIn the drawings, embodiments of the high-pressure fuel system according to the invention are shown. Show it

1 ein Kraftstoffhochdrucksystem im Längsschnitt, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind, 1 a fuel high pressure system in longitudinal section, wherein only the essential areas are shown,

2 eine Schnittdarstellung einer Dichtscheibe eines Kraftstoffhochdrucksystems, 2 a sectional view of a sealing washer of a high-pressure fuel system,

3 eine Draufsicht einer Dichtscheibe eines Kraftstoffhochdrucksystems und 3 a plan view of a sealing washer of a high-pressure fuel system and

4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffhochdrucksystems im Längsschnitt, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind. 4 a further embodiment of a high-pressure fuel system in longitudinal section, wherein only the essential areas are shown.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt ein Kraftstoffhochdrucksystem für Brennkraftmaschinen im Längsschnitt, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind. Das Kraftstoffhochdrucksystem weist ein Gehäuse auf, wobei das Gehäuse einen ersten Hochdruckkörper 1 mit einer ersten Anlagefläche 101 und einen zweiten Hochdruckkörper 10 mit einer zweiten Anlagefläche 110 umfasst. Die erste Anlagefläche 101 und die zweite Anlagefläche 110 sind einander zugewandt und werden unter Zwischenlage einer Dichtscheibe 35 durch eine Spannmutter 12 gegeneinander gepresst. Die beiden Hochdruckkörper 1, 10 sind durch zumindest einen Zentrierstift 30 zueinander positioniert. 1 shows a fuel high-pressure system for internal combustion engines in longitudinal section, wherein only the essential areas are shown. The high-pressure fuel system has a housing, wherein the housing a first high-pressure body 1 with a first contact surface 101 and a second high pressure body 10 with a second contact surface 110 includes. The first contact surface 101 and the second contact surface 110 are facing each other and are interposed with a sealing washer 35 through a clamping nut 12 pressed against each other. The two high-pressure bodies 1 . 10 are by at least one centering pin 30 positioned to each other.

In den beiden Hochdruckkörpern 1, 10 verlaufen ein nicht dargestellter Hochdruckkanal und Führungsbohrungen 1a, 10a. In den Führungsbohrungen 1a, 10a können beispielsweise eine Düsennadel oder ein Ventilkolben angeordnet sein. Der Hochdruckkanal führt Kraftstoff unter hohem Druck und tritt durch die erste Anlagefläche 101 und durch die zweite Anlagefläche 110 hindurch. Die Dichtscheibe 35 umgibt zumindest den Durchtritt des Hochdruckkanals durch die erste Anlagefläche 101 und durch die zweite Anlagefläche 110 und dichtet so den Hochdruckkanal an der Verbindung von dem ersten Hochdruckkörper 1 zu dem zweiten Hochdruckkörper 10 ab.In the two high-pressure bodies 1 . 10 run an unillustrated high-pressure channel and guide holes 1a . 10a , In the guide holes 1a . 10a For example, a nozzle needle or a valve piston may be arranged. The high-pressure channel carries fuel under high pressure and passes through the first contact surface 101 and through the second contact surface 110 therethrough. The sealing washer 35 surrounds at least the passage of the high pressure passage through the first bearing surface 101 and through the second contact surface 110 and thus seals the high pressure passage at the connection from the first high pressure body 1 to the second high pressure body 10 from.

Erfindungsgemäß weist die Dichtscheibe 35 einen Kern 40 und zumindest eine Dichtschicht 41 auf, in der Ausführungsform der 1 noch eine weitere Dichtschicht 42. Die Dichtschicht 41 wirkt mit der ersten Anlagefläche 101 zusammen und die weitere Dichtschicht 42 mit der zweiten Anlagefläche 110. According to the invention, the sealing disc 35 a core 40 and at least one sealing layer 41 in, in the embodiment of 1 yet another sealing layer 42 , The sealing layer 41 works with the first contact surface 101 together and the other sealing layer 42 with the second contact surface 110 ,

Die Dichtschicht 41 und die weitere Dichtschicht 42 besitzen eine niedrigere Fließgrenze als der Kern 40, so dass die Dichtschicht 41 und die weitere Dichtschicht 42 sich ab einer gewissen Belastung bzw. Vorspannkraft plastisch verformen, während der Kern 40 sich lediglich elastisch verformt. Durch die plastische Verformung der Dichtschicht 41 und der weiteren Dichtschicht 42 gleicht sich die Dichtscheibe 35 sehr gut an die erste Anlagefläche 101 und an die zweite Anlagefläche 110 an und erzielt dementsprechend eine sehr gute Dichtwirkung. Der vergleichsweise feste Kern 40 sorgt gleichzeitig für die nötige Festigkeit und Steifigkeit der Dichtscheibe 35.The sealing layer 41 and the further sealing layer 42 have a lower yield point than the core 40 so that the sealing layer 41 and the further sealing layer 42 deform plastically from a certain load or preload force, while the core 40 only deformed elastically. Due to the plastic deformation of the sealing layer 41 and the further sealing layer 42 the sealing disc is similar 35 very good to the first contact surface 101 and to the second contact surface 110 and achieved accordingly a very good sealing effect. The comparatively solid core 40 at the same time provides the necessary strength and rigidity of the sealing disc 35 ,

In 2 ist eine Ausführungsform der Dichtscheibe 35 im Schnitt dargestellt. Die flache, zylinderförmige Dichtscheibe 35 umfasst den Kern 40 und an ihren jeweiligen Stirnflächen die Dichtschicht 41 und die weitere Dichtschicht 42. In der Dichtscheibe 35 sind der Hochdruckkanal 20 und eine Bohrung 37 ausgebildet. Durch die Bohrung 37 kann beispielsweise eine Düsennadel oder ein Ventilkolben längsbeweglich angeordnet sein. Vorzugsweise besitzt die Dichtscheibe 35 eine Dicke von 0,6 mm bis 2,0 mm, wobei der Kern 0,2 mm bis 1,9 mm und die Dichtschicht 41 und die weitere Dichtschicht 42 jeweils 0,05 mm bis 0,2 mm dick sind.In 2 is an embodiment of the sealing disc 35 shown in section. The flat, cylindrical sealing disc 35 includes the core 40 and at their respective end faces the sealing layer 41 and the further sealing layer 42 , In the gasket 35 are the high pressure channel 20 and a hole 37 educated. Through the hole 37 For example, a nozzle needle or a valve piston can be arranged longitudinally movable. Preferably, the gasket has 35 a thickness of 0.6 mm to 2.0 mm, the core being 0.2 mm to 1.9 mm and the sealing layer 41 and the further sealing layer 42 each 0.05 mm to 0.2 mm thick.

3 zeigt die Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Dichtscheibe 35. In der Dichtscheibe 35 sind die Bohrung 37 und zwei Zentrierstiftbohrungen 30a ausgebildet. Die beiden Zentrierstiftbohrungen 30a sind als Ausnehmungen ausgeführt, da sie den Umfang der Dichtscheibe 35 durchdringen. Die beiden Zentrierstiftbohrungen 30a sind nicht symmetrisch zur Achse der Dichtscheibe 35 angeordnet, so dass sie eine Montagehilfe darstellen. Die Bohrung 37 kann in diesem Ausführungsbeispiel auch als Hochdruckkanal ausgebildet sein. 3 shows the top view of a further embodiment of the sealing disc 35 , In the gasket 35 are the hole 37 and two center pin holes 30a educated. The two centering pin holes 30a are designed as recesses, as they are the circumference of the gasket 35 penetrate. The two centering pin holes 30a are not symmetrical to the axis of the gasket 35 arranged so that they represent an assembly aid. The hole 37 can also be designed as a high-pressure channel in this embodiment.

In 4 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffhochdrucksystems im Längsschnitt dargestellt. Das Kraftstoffhochdrucksystem ist hier ein Kraftstoffeinspritzventil, das ein Gehäuse aufweist, das zwei Hochdruckkörper, nämlich einen Ventilhaltekörper 1 und einen Ventilkörper 10 umfasst. Hierbei ist der Ventilkörper 10 mittels der Spannmutter 12 gegen den Ventilhaltekörper 1 axial unter Zwischenlage der Dichtscheibe 35 verspannt.In 4 an inventive embodiment of a high-pressure fuel system is shown in longitudinal section. The high-pressure fuel system is here a fuel injection valve, which has a housing, the two high-pressure body, namely a valve holding body 1 and a valve body 10 includes. Here is the valve body 10 by means of the clamping nut 12 against the valve holding body 1 axially with interposition of the sealing washer 35 braced.

Im Ventilkörper 10 ist eine Bohrung 8 ausgebildet, in der eine kolbenförmige Ventilnadel 16 längsverschiebbar angeordnet ist. Die Ventilnadel 16 weist an ihrem brennraumzugewandten Ende eine Ventildichtfläche 25 auf, die mit einem am brennraumzugewandten Ende der Bohrung 8 ausgebildeten Ventilsitz 23 zusammenwirkt und so über ihre Längsbewegung die Öffnung wenigstens einer Einspritzöffnung 27 steuert, die am Ventilsitz 23 ausgebildet ist. Die Ventilnadel 16 weist eine Druckschulter 13 auf, die auf den Brennraum zu gerichtet ist und die von einem Druckraum 11 umgeben ist, der durch eine radiale Erweiterung der Bohrung 8 im Ventilkörper 10 ausgebildet ist. Der Druckraum 11 ist über den im Ventilkörper 10 und im Ventilhaltekörper 1 ausgebildeten Hochdruckkanal 20 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kraftstoffhochdruckquelle – beispielsweise einem Common Rail – verbunden, so dass der Druckraum 11 mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllt werden kann. In the valve body 10 is a hole 8th formed, in which a piston-shaped valve needle 16 is arranged longitudinally displaceable. The valve needle 16 has at its combustion chamber end facing a valve sealing surface 25 on, with a combustion chamber facing the end of the bore 8th trained valve seat 23 cooperates and so over their longitudinal movement, the opening of at least one injection port 27 controls the valve seat 23 is trained. The valve needle 16 has a pressure shoulder 13 which is directed towards the combustion chamber and that from a pressure chamber 11 surrounded by a radial extension of the bore 8th in the valve body 10 is trained. The pressure room 11 is over in the valve body 10 and in the valve holding body 1 trained high-pressure channel 20 with a high-pressure fuel source, not shown in the drawing - for example, a common rail - connected, so that the pressure chamber 11 can be filled with fuel under high pressure.

An ihrem brennraumabgewandten Ende geht die Ventilnadel 16 in einen Druckbolzen 7 über, der in einem im Ventilhaltekörper 1 ausgebildeten Federraum 3 koaxial zur Ventilnadel 16 längsverschiebbar angeordnet ist. Im Federraum 3 sind Mittel zur Erzeugung einer Schließkraft auf die Ventilnadel 16 angeordnet, die hier in Form einer Schließfeder 5 vorliegen, welche zwischen dem Druckbolzen 7 und dem brennraumabgewandten Ende des Federraums 3 unter Druckvorspannung angeordnet ist, so dass die Ventilnadel 16 durch die Schließfeder 5 in Schließrichtung beaufschlagt ist. Brennraumabgewandt geht der Druckbolzen 7 in einen Ventilkolben 18 über, der in einer im Ventilhaltekörper 1 ausgebildeten Kolbenbohrung 17 längsverschiebbar angeordnet ist und über den durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Vorrichtung – beispielsweise einen Piezoaktor oder ein Magnetventil – eine Schließkraft auf die Ventilnadel 16 ausgeübt werden kann. Je nach Größe dieser Schließkraft wird die Ventilnadel 16 durch den Druck im Druckraum 11 und die damit verbundene hydraulische Kraft auf die Druckschulter 13 in Öffnungsrichtung, d.h. vom Brennraum weg, bewegt oder durch die Schließkraft des Ventilkolbens 18 mit der Ventildichtfläche 25 auf den Ventilsitz 23 gepresst, so dass die dortigen Einspritzöffnungen 27 verschlossen werden. At its end remote from the combustion chamber, the valve needle goes 16 in a pushpin 7 over in the valve holding body 1 trained spring chamber 3 coaxial with the valve needle 16 is arranged longitudinally displaceable. In the spring room 3 are means for generating a closing force on the valve needle 16 arranged here in the form of a closing spring 5 present, which between the pressure pin 7 and the combustion chamber facing away from the end of the spring chamber 3 is arranged under compressive prestress, so that the valve needle 16 through the closing spring 5 is acted upon in the closing direction. Brennraumabgewandt goes the pressure pin 7 in a valve piston 18 over in a valve holding body 1 trained piston bore 17 is arranged longitudinally displaceable and over the device not shown in the drawing - for example, a Piezo actuator or a solenoid valve - a closing force on the valve needle 16 can be exercised. Depending on the size of this closing force, the valve needle 16 by the pressure in the pressure chamber 11 and the associated hydraulic force on the pressure shoulder 13 in the opening direction, ie away from the combustion chamber, moved or by the closing force of the valve piston 18 with the valve sealing surface 25 on the valve seat 23 pressed, so that the injection ports there 27 be closed.

Der als Hochdruckkörper ausgebildete Ventilhaltekörper 1 liegt mit der ersten Anlagefläche 101 an der Dichtschicht 41 der Dichtscheibe 35 an. Und der Ventilkörper 10 liegt mit der zweiten Anlagefläche 110 an der weiteren Dichtschicht 42 der Dichtscheibe 35 an. Weiterhin sind im Ventilhaltekörper 1 und im Ventilkörper 10 Zentrierstiftbohrungen 32 ausgebildet. In den Zentrierstiftbohrungen 32 sind Zentrierstifte 30 angeordnet, die sowohl in den Ventilhaltekörper 1 als auch in den Ventilkörper 10 ragen und so eine präzise Ausrichtung dieser beiden Hochdruckkörper gegeneinander ermöglichen. Vorzugsweise sind dabei zwei oder drei Zentrierstifte 30 angeordnet. Die Dichtscheibe 35 weist entsprechende Ausnehmungen auf, durch die die Zentrierstifte 30 führen.The trained as a high-pressure body valve holding body 1 lies with the first contact surface 101 at the sealing layer 41 the sealing disc 35 at. And the valve body 10 lies with the second contact surface 110 at the further sealing layer 42 the sealing disc 35 at. Furthermore, in the valve holding body 1 and in the valve body 10 Zentrierstiftbohrungen 32 educated. In the centering hole 32 are centering pins 30 arranged in both the valve holding body 1 as well as in the valve body 10 protrude and allow a precise alignment of these two high-pressure body against each other. Preferably, there are two or three centering pins 30 arranged. The sealing washer 35 has corresponding recesses through which the centering pins 30 to lead.

Vorteilhafterweise sind die Zentrierstifte 30 bereits während der Montage in die Ausnehmungen der Dichtscheibe 35 eingepresst. So wird der Montageprozess, insbesondere die koaxiale Positionierung von Ventilhaltekörper 1, Dichtscheibe 35 und Ventilkörper 10 vereinfacht. Advantageously, the centering pins 30 already during assembly in the recesses of the sealing disc 35 pressed. This is how the assembly process, in particular the coaxial positioning of the valve holding body, becomes 1 , Sealing washer 35 and valve body 10 simplified.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Dichtscheibe 35 ist wie folgt:
Die Dichtschicht 41 und die weitere Dichtschicht 42 sind unter Vorspannkraft gut verformbar, vorteilhafterweise plastisch verformbar, und dichten so den ersten Hochdruckkörper 1 und den zweiten Hochdruckkörper 10 gut gegeneinander ab, so dass die durch die Dichtscheibe 35 verlaufenden kraftstoffführenden Bohrungen, insbesondere Hochdruckbohrungen, mediendicht abgedichtet werden. Der Kern 40 gewährleistet die nötige Festigkeit und Stabilität der Dichtscheibe 35 und ist im montierten Zustand vorteilhafterweise nur elastisch verformt. Derart aufgebaute Dichtscheiben 35 können Drücke von über 3000 bar abdichten und sind daher besonders gut für die Verwendung in Kraftstoffhochdrucksystemen geeignet.The operation of the sealing disc according to the invention 35 is as follows:
The sealing layer 41 and the further sealing layer 42 are well deformable under biasing force, advantageously plastically deformable, and thus seal the first high-pressure body 1 and the second high pressure body 10 good against each other, so that through the gasket 35 extending fuel-carrying bores, in particular high-pressure bores, sealed media-tight. The core 40 ensures the necessary strength and stability of the sealing disc 35 and is advantageously only elastically deformed in the mounted state. Thus constructed sealing washers 35 can seal pressures of over 3000 bar and are therefore particularly well suited for use in high-pressure fuel systems.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1245826 A1 [0002]

Claims

High-pressure fuel system for internal combustion engines with a housing, which has a first high-pressure body ( 1 ) with a first contact surface ( 101 ) and a second high pressure body ( 10 ) with a second contact surface ( 110 ), wherein the first contact surface ( 101 ) and the second contact surface ( 110 ) with the interposition of a sealing washer ( 35 ) abut each other and are pressed against each other by a clamping device, and with one in the high-pressure bodies ( 1 ; 10 ) formed high-pressure channel ( 20 ), for filling with high pressure fuel passing through the first bearing surface ( 101 ) and through the second contact surface ( 110 ), wherein the sealing disc ( 35 ) at least the passage of the high-pressure channel ( 20 ) through the first contact surface ( 101 ) and through the second contact surface ( 110 ), characterized in that the sealing disc ( 35 ) a core ( 40 ) and at least one sealing layer ( 41 ), wherein the sealing layer ( 41 ) with the first contact surface ( 101 ) and where the core ( 40 ) has a higher yield point than the sealing layer ( 41 ).

High-pressure fuel system according to claim 1, characterized in that the core ( 40 ) made of steel, preferably C60 or C70.

High-pressure fuel system according to claim 1 or 2, characterized in that the sealing layer ( 41 ) consists of aluminum, tin, plastic or paint.

High-pressure fuel system according to claim 1 or 2, characterized in that the sealing layer ( 41 ) is surface decarburized.

High-pressure fuel system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sealing layer ( 41 ) has a height of 50 microns to 200 microns.

High-pressure fuel system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sealing disc ( 35 ) one of the sealing layer ( 41 ) opposite further sealing layer ( 42 ), wherein the further sealing layer ( 42 ) with the second contact surface ( 110 ) and where the core ( 40 ) has a higher yield point than the further sealing layer ( 42 ).

High-pressure fuel system according to claim 6, characterized in that the further sealing layer ( 42 ) consists of aluminum, tin, plastic or paint.

High-pressure fuel system according to claim 6, characterized in that the further sealing layer ( 42 ) is surface decarburized.

High-pressure fuel system according to one of claims 6 to 8, characterized in that the further sealing layer ( 42 ) has a height of 50 microns to 200 microns.

High-pressure fuel system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first bearing surface ( 101 ) and / or the second contact surface ( 110 ) has a roughness between Rz 5 microns and Rz 10 microns / have.

High-pressure fuel system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the high-pressure fuel system is a fuel injection valve.

High-pressure fuel system according to claim 11, characterized in that the first high pressure body is a valve body ( 10 ), in which a valve needle ( 16 ) is longitudinally displaceable, wherein the valve needle ( 16 ) by their longitudinal movement in the valve body ( 16 ) formed injection openings ( 27 ) opens and closes in the combustion chamber of an internal combustion engine.

High-pressure fuel system according to claim 12, characterized in that the second high-pressure body is a valve holding body ( 1 ), in which means are present which have a closing force on the valve needle ( 16 ) exercise.

High-pressure fuel system according to claim 13, characterized in that in the valve holding body ( 1 ) and in the valve body ( 10 ) in each case at least one centering pin bore ( 32 ) in the direction of the sealing disc ( 35 ) are formed and arranged opposite one another, wherein at least one centering pin ( 30 ) in the centering pin bores ( 32 ) is arranged for precise alignment of the valve holding body ( 1 ) to the valve body ( 10 ), whereby the sealing disc ( 35 ) has at least one corresponding recess through which the at least one centering pin ( 30 ) leads.

High-pressure fuel system according to claim 14, characterized in that the at least one centering pin ( 30 ) is pressed into the at least one recess.