DE102020213356A1

DE102020213356A1 - fuel injector

Info

Publication number: DE102020213356A1
Application number: DE102020213356.5A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Schmieder; Ralf Kromer; David Pfefferle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-10-22
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2022-04-28
Also published as: CN114382624A

Abstract

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil (1) zeichnet sich besonders dadurch aus, dass eine verbesserte Abdichtung eines Zulaufstutzens (7) gegenüber der Aufnahmeöffnung (12) einer Brennstoffverteilerleitung (4) realisiert ist. Dazu ist am Zulaufstutzen (7) ein Stützring (25) vorgesehen, der den zulaufseitigen Dichtring (5) untergreift. Das Brennstoffeinspritzventil (1) weist zudem eine zumindest einen Teil eines Ventilgehäuses (22) bildende Kunststoffumspritzung (18) auf. Erfindungsgemäß ist der den Dichtring (5) untergreifende Stützring (25) derart am Brennstoffeinspritzventil (1) positioniert, dass er an einer dem Dichtring (5) zugewandten oberen Stirnseite (28) eines an dem Zulaufstutzen (7) befestigten, ringförmigen Stützelements (32) unmittelbar aufliegt.Das Brennstoffeinspritzventil eignet sich besonders zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine.The fuel injector (1) according to the invention is characterized in particular by the fact that an inlet connection (7) is sealed off better than the receiving opening (12) of a fuel distribution line (4). For this purpose, a support ring (25) is provided on the inlet connection piece (7), which engages under the sealing ring (5) on the inlet side. The fuel injector (1) also has a plastic encapsulation (18) forming at least part of a valve housing (22). According to the invention, the support ring (25) that engages under the sealing ring (5) is positioned on the fuel injector (1) in such a way that it is attached to an upper end face (28), facing the sealing ring (5), of an annular support element (32) fastened to the inlet connection (7). rests directly.The fuel injection valve is particularly suitable for injecting fuel directly into a combustion chamber of a mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on a fuel injection valve according to the species of the main claim.

In der 1 ist beispielhaft eine aus dem Stand der Technik bekannte Brennstoffeinspritzvorrichtung gezeigt, deren Zulaufstutzen mittels eines bekannten Dichtrings aus Elastomer gegen die Aufnahmetasse einer Brennstoffverteilerleitung abgedichtet ist. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung eignet sich besonders für den Einsatz in Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. Derartige Brennstoffeinspritzventile sind zahlreich bekannt, beispielhaft sei die DE 103 59 299 A1 genannt.In the 1 a fuel injection device known from the prior art is shown by way of example, the inlet connection of which is sealed against the receiving cup of a fuel distribution line by means of a known sealing ring made of elastomer. The fuel injection device is particularly suitable for use in fuel injection systems of mixture-compressing spark-ignited internal combustion engines. Such fuel injectors are known in large numbers, for example DE 103 59 299 A1 called.

Bekannt ist aus der DE 10 2017 207 091 A1 bereits ein Brennstoffeinspritzventil, das zulaufseitig einen konischen Anschlussstutzen aufweist. Der Anschlussstutzen umfasst dabei einen Dichtabschnitt, an dem ein ringförmiges Dichtelement zur Abdichtung gegenüber der Aufnahmetasse einer Brennstoffverteilerleitung angeordnet ist. Das ringförmige Dichtelement umschließt den Dichtabschnitt bezüglich einer Längsachse umfänglich. Ferner ist das ringförmige Dichtelement mittels eines Stützrings am unteren Ende des Dichtabschnitts abgestützt. Der Dichtabschnitt des Anschlussstutzens ist zumindest in dem Bereich, in dem das ringförmige Dichtelement und der Stützring den Anschlussstutzen umschließen, mit einem sich entlang der Längsachse vergrößernden Umfang, also einer Konizität ausgestaltet.It is known from DE 10 2017 207 091 A1 already a fuel injector that has a conical connecting piece on the inlet side. The connecting piece includes a sealing section on which an annular sealing element is arranged for sealing with respect to the receiving cup of a fuel distribution line. The ring-shaped sealing element encloses the sealing section circumferentially with respect to a longitudinal axis. Furthermore, the annular sealing element is supported by a support ring at the lower end of the sealing section. At least in the area in which the ring-shaped sealing element and the support ring enclose the connection piece, the sealing section of the connection piece is designed with a circumference that increases along the longitudinal axis, ie a conicity.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine verbesserte Abdichtung eines Zulaufstutzens gegenüber der Aufnahmeöffnung einer Brennstoffverteilerleitung realisiert ist. Dazu ist am Zulaufstutzen in vorteilhafter Weise ein Stützring vorgesehen, der den zulaufseitigen Dichtring untergreift, wobei der Stützring an einer dem Dichtring zugewandten oberen Stirnseite eines ringförmigen Stützelements, das am Außenumfang des Zulaufstutzens befestigt ist, unmittelbar aufliegt.The fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that improved sealing of an inlet connection is realized in relation to the receiving opening of a fuel distribution line. For this purpose, a support ring is advantageously provided on the inlet connection piece, which engages under the inlet-side sealing ring, the support ring resting directly on an upper end face of an annular support element, which faces the sealing ring, and is fastened to the outer circumference of the inlet connection piece.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich bei sogenannten Langventilen, die aufgrund ihrer besonderen Einbausituation im Zylinderkopf eine große axiale Länge aufweisen müssen. Erfindungsgemäß kann auf zusätzliche metallische Verlängerungen des Zulaufstutzens verzichtet werden. Der Zulaufstutzen kann so über seine gesamte axiale Erstreckung vergleichsweise dünnwandig ausgeführt werden, während alleinig durch das kleine und kompakte Stützelement die erforderliche radiale Bauteilauflage für den Stützring zur Verfügung gestellt ist.A particular advantage results from so-called long valves, which must have a large axial length due to their special installation situation in the cylinder head. According to the invention, additional metallic extensions of the inlet connection can be dispensed with. The inlet connection can thus be designed with comparatively thin walls over its entire axial extent, while the required radial component support for the support ring is provided solely by the small and compact support element.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.Advantageous further developments and improvements of the fuel injection valve specified in claim 1 are possible as a result of the measures listed in the subclaims.

In vorteilhafter Weise ist die obere Stirnseite des ringförmigen Stützelements konisch schräg verlaufend ausgeführt, wobei auch der Stützring eine zur oberen Stirnseite der Kunststoffumspritzung hin gerichtete kegelförmige Innenseite besitzt, um eine optimierte Anlage des Stützrings an dem ringförmigen Stützelement und eine ideale Krafteinleitung zu gewährleisten.Advantageously, the upper end face of the ring-shaped support element runs conically obliquely, with the support ring also having a conical inner side directed towards the upper end face of the plastic encapsulation, in order to ensure an optimized contact of the support ring on the ring-shaped support element and an ideal introduction of force.

Besonders vorteilhaft ist es, dass der Stützring eine dem Dichtring zugewandte V-förmige Auflagefläche aufweist. Erfindungsgemäß ist der vom Dichtring beaufschlagte Stützring mit dieser V-förmigen Kegelauflage für den Dichtring versehen, die dafür sorgt, dass bei erhöhten Drücken ein geringfügiges radiales Ausweichen des Stützrings nach radial innen und außen ermöglicht ist und damit radiale Spalte stets vermieden werden.It is particularly advantageous that the support ring has a V-shaped bearing surface facing the sealing ring. According to the invention, the support ring acted upon by the sealing ring is provided with this V-shaped conical support for the sealing ring, which ensures that the support ring can deflect slightly radially inwards and outwards at increased pressures and thus radial gaps are always avoided.

In vorteilhafter Weise besitzt der Stützring im Bereich mit der V-förmigen Auflagefläche eine etwas größere radiale Erstreckung als über die restliche axiale Erstreckung des Stützrings. Auf diese Weise kann der Stützring bereits mit einer geringen radialen Pressung in diesem oberen Bereich des Stützrings in den Aufnahmeraum zwischen Brennstoffeinspritzventil und Anschlussstutzen eingebracht werden. Durch den Fluiddruck wirken über den Dichtring zwei Kraftkomponenten auf die beiden Flanken der V-förmigen Auflagefläche des Stützrings. Diese Kräfte bewirken, dass es zu einer geringfügigen elastischen Verformung des Stützrings kommt, und zwar in den dünnwandigen Bereichen radial innen und außen unterhalb der Auflagefläche im radial etwas größeren oberen Bereich. Dies verhindert, dass der Dichtring zwischen den Stützring und die Wandungen der Aufnahmeöffnung bzw. des Anschlussstutzens extrudieren kann, da keine unerwünschten Spalte auftreten können.Advantageously, the support ring has a slightly larger radial extent in the area with the V-shaped contact surface than over the remaining axial extent of the support ring. In this way, the support ring can already be introduced into the receiving space between the fuel injector and the connecting piece with little radial pressure in this upper region of the support ring. Due to the fluid pressure, two force components act via the sealing ring on the two flanks of the V-shaped contact surface of the support ring. These forces cause a slight elastic deformation of the support ring, specifically in the thin-walled areas radially inside and outside below the bearing surface in the radially somewhat larger upper area. This prevents the sealing ring from being able to extrude between the support ring and the walls of the receiving opening or the connecting piece, since no unwanted gaps can occur.

In vorteilhafter Weise ist das ringförmige Stützelement ein metallisches Bauteil und durch Drehen, Stanzen oder Ziehen einfach und kostengünstig herstellbar, was auch zutrifft, wenn das ringförmige Stützelement als Stanz-Biege-Teil ausgeführt ist.The ring-shaped support element is advantageously a metallic component and can be produced easily and inexpensively by turning, stamping or drawing, which also applies if the ring-shaped support element is designed as a stamped and bent part.

Figurenlistecharacter list

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

1 eine teilweise dargestellte Brennstoffeinspritzvorrichtung in einer bekannten Ausführung,
2 eine bekannte hydraulische Schnittstelle im Bereich einer Aufnahmeöffnung der Brennstoffverteilerleitung,
3 eine erste hydraulische Schnittstelle im Bereich einer Aufnahmeöffnung der Brennstoffverteilerleitung mit einem an einem Brennstoffeinspritzventil erfindungsgemäß angeordneten Stützring und einem ersten ringförmigen Stützelement,
4 eine zweite hydraulische Schnittstelle im Bereich einer Aufnahmeöffnung der Brennstoffverteilerleitung mit einem an einem Brennstoffeinspritzventil erfindungsgemäß angeordneten Stützring,
5A und 5B ein zweites ringförmiges Stützelement in Draufsicht und Querschnitt gemäß 4,
6A und 6B ein drittes ringförmiges Stützelement in Draufsicht und Querschnitt und
7 eine dritte hydraulische Schnittstelle im Bereich einer Aufnahmeöffnung der Brennstoffverteilerleitung mit einem an einem Brennstoffeinspritzventil erfindungsgemäß angeordneten Stützring.

Embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and in the explained in more detail below. Show it

1 a partially shown fuel injector in a known design,
2 a known hydraulic interface in the area of a receiving opening of the fuel distribution line,
3 a first hydraulic interface in the area of a receiving opening of the fuel distributor line with a support ring arranged according to the invention on a fuel injector and a first annular support element,
4 a second hydraulic interface in the area of a receiving opening of the fuel distributor line with a support ring arranged according to the invention on a fuel injector,
5A and 5B a second annular support member in plan and cross-section according to FIG 4 ,
6A and 6B a third annular support member in plan and cross section and
7 a third hydraulic interface in the area of a receiving opening of the fuel distributor line with a support ring arranged according to the invention on a fuel injector.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

Zum Verständnis der Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 eine bekannte Ausführungsform einer Brennstoffeinspritzvorrichtung näher beschrieben. In der 1 ist als ein Ausführungsbeispiel ein Ventil in der Form eines Einspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen in einer Seitenansicht dargestellt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist Teil der Brennstoffeinspritzvorrichtung. Mit einem stromabwärtigen Ende ist das Brennstoffeinspritzventil 1, das in Form eines direkt einspritzenden Einspritzventils zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum 16 der Brennkraftmaschine ausgeführt ist, in eine Aufnahmebohrung 20 eines Zylinderkopfes 9 eingebaut. Ein Dichtring 2, insbesondere aus PTFE oder PTFE mit Füllstoffen, sorgt für eine optimale Abdichtung des Brennstoffeinspritzventils 1 gegenüber der Wandung der Aufnahmebohrung 20 des Zylinderkopfes 9.To understand the invention, the following is based on the 1 a known embodiment of a fuel injector described in more detail. In the 1 a valve in the form of an injection valve 1 for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines is shown in a side view as an exemplary embodiment. Fuel injection valve 1 is part of the fuel injection device. The fuel injector 1, which is designed in the form of a direct-injecting injector for injecting fuel directly into a combustion chamber 16 of the internal combustion engine, is installed with a downstream end in a receiving bore 20 of a cylinder head 9. A sealing ring 2, in particular made of PTFE or PTFE with fillers, ensures that fuel injector 1 is optimally sealed against the wall of receiving bore 20 in cylinder head 9.

Zwischen einem Absatz 21 eines Ventilgehäuses 22 (nicht gezeigt) oder einer unteren Stirnseite 21 eines Abstützelements 19 (1) und einer z.B. rechtwinklig zur Längserstreckung der Aufnahmebohrung 20 verlaufenden Schulter 23 der Aufnahmebohrung 20 ist ein Zwischenelement 24 eingelegt, das z.B. als Dämpfungs- oder Entkopplungselement dient. Mit Hilfe eines solchen Zwischenelements 24 werden auch Fertigungs- und Montagetoleranzen ausgeglichen und eine querkraftfreie Lagerung auch bei leichter Schiefstellung des Brennstoffeinspritzventils 1 sichergestellt.Between a shoulder 21 of a valve housing 22 (not shown) or a lower end face 21 of a support element 19 ( 1 ) and a shoulder 23 of the receiving bore 20 running, for example, at right angles to the longitudinal extent of the receiving bore 20, an intermediate element 24 is inserted, which serves, for example, as a damping or decoupling element. With the help of such an intermediate element 24, manufacturing and assembly tolerances are also compensated for and a bearing free of lateral forces is ensured even when fuel injector 1 is slightly skewed.

Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist an seinem zulaufseitigen Ende 3 eine Steckverbindung zu einer Brennstoffverteilerleitung (Fuel Rail) 4 auf, die durch einen Dichtring 5 zwischen einem Anschlussstutzen (Railtasse) 6 der Brennstoffverteilerleitung 4, der im Schnitt dargestellt ist, und einem Zulaufstutzen 7 des Brennstoffeinspritzventils 1 abgedichtet ist. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist in eine Aufnahmeöffnung 12 des Anschlussstutzens 6 der Brennstoffverteilerleitung 4 eingeschoben. Der Anschlussstutzen 6 geht dabei z.B. einteilig aus der eigentlichen Brennstoffverteilerleitung 4 hervor und besitzt stromaufwärts der Aufnahmeöffnung 12 eine durchmesserkleinere Strömungsöffnung 15, über die die Anströmung des Brennstoffeinspritzventils 1 erfolgt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 verfügt über einen elektrischen Anschlussstecker 8 für die elektrische Kontaktierung zur Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1.At its inlet end 3, fuel injector 1 has a plug-in connection to a fuel rail (fuel rail) 4, which is connected by a sealing ring 5 between a connecting piece (rail cup) 6 of fuel rail 4, which is shown in section, and an inlet nozzle 7 of fuel injector 1 is sealed. Fuel injector 1 is pushed into a receiving opening 12 of connecting piece 6 of fuel distributor line 4 . The connecting piece 6 emerges in one piece from the actual fuel distributor line 4, for example, and has a smaller-diameter flow opening 15 upstream of the receiving opening 12, through which the flow to the fuel injector 1 takes place. Fuel injector 1 has an electrical connector 8 for electrical contacting to actuate fuel injector 1.

Der elektrische Anschlussstecker 8 ist über entsprechende elektrische Verbindungen mit einem nicht gezeigten Aktuator verbunden, durch dessen Erregung eine Hubbewegung einer Ventilnadel erzielbar ist, wodurch eine Betätigung eines Ventilschließkörpers, der zusammen mit einer Ventilsitzfläche einen Dichtsitz bildet, ermöglicht ist. Diese letztgenannten Bauteile sind nicht explizit dargestellt und können jegliche hinlänglich bekannte Bauformen aufweisen. Der Aktuator kann beispielsweise elektromagnetisch, piezoelektrisch oder magnetostriktiv betrieben werden.The electrical connector plug 8 is connected via corresponding electrical connections to an actuator (not shown), which when excited causes a valve needle to lift, thereby enabling a valve closing body, which forms a sealing seat together with a valve seat surface, to be actuated. These last-mentioned components are not shown explicitly and can have any well-known design. The actuator can be operated electromagnetically, piezoelectrically or magnetostrictively, for example.

Um das Brennstoffeinspritzventil 1 und die Brennstoffverteilerleitung 4 weitgehend radialkraftfrei voneinander zu beabstanden und das Brennstoffeinspritzventil 1 sicher in der Aufnahmebohrung 20 des Zylinderkopfes 9 niederzuhalten, ist ein Niederhalter 10 zwischen dem Brennstoffeinspritzventil 1 und dem Anschlussstutzen 6 vorgesehen. Der Niederhalter 10 ist als bügelförmiges Bauteil ausgeführt, z.B. als Stanz-Biege-Teil. Der Niederhalter 10 weist ein teilringförmiges Grundelement 11 auf, von dem aus abgebogen ein Niederhaltebügel 13 verläuft, der an einer stromabwärtigen Endfläche 14 des Anschlussstutzens 6 an der Brennstoffverteilerleitung 4 im eingebauten Zustand anliegt.A hold-down device 10 is provided between fuel injector 1 and connecting piece 6 in order to space fuel injector 1 and fuel distributor line 4 from one another largely free of radial forces and to hold fuel injector 1 securely down in receiving bore 20 of cylinder head 9 . The hold-down device 10 is designed as a bracket-shaped component, e.g. as a stamped and bent part. The hold-down device 10 has a partially ring-shaped basic element 11, from which a hold-down clip 13 extends, which is bent and rests against a downstream end surface 14 of the connecting piece 6 on the fuel distribution line 4 in the installed state.

In der 2 ist eine bekannte hydraulische Schnittstelle im Bereich der Aufnahmeöffnung 12 der Brennstoffverteilerleitung 4 dargestellt. Der Dichtring 5 ist zwischen der Innenwand der Aufnahmeöffnung 12 und dem metallischen Zulaufstutzen 7, der bei so genannten Langventilen mit besonders großer axialer Erstreckung ein zusätzliches Anbauteil am eigentlichen Zulaufstutzen 7 darstellt, verspannt. Zudem ist ein Stützring 25 unterhalb des Dichtrings 5 vorgesehen, der sich z.B. an einer konisch verlaufenden Schulter 26 des metallischen Zulaufstutzens 7 bzw. dessen Anbauteils abstützt. Bei dem in der 2 dargestellten metallischen Zulaufstutzen 7 des Brennstoffeinspritzventils 1 ist also ein konisch verlaufender Abschnitt vorgesehen, der vom Stützring 25 mit einer ebenfalls konisch verlaufenden Innenöffnung und teilweise vom Dichtring 5 umgeben ist. Aufgrund einer Kraftaufteilung der Radialkraft an der konisch verlaufenden Wandung des Zulaufstutzens 7 u.a. auch in eine axiale Kraftkomponente besteht die Gefahr eines einseitigen Verrutschens des Dichtrings 5 nach oben vom konischen Abschnitt weg, wenn die Axialkraft des Stützrings 25 größer als die Verschiebekraft des Dichtrings 5 ist. Dieses Verrutschen könnte mit einer Reduzierung der Pressung des Dichtrings 5 einhergehen. Bei dieser Ausführung des Brennstoffeinspritzventils 1 weist dieses deshalb zur Verliersicherung an seinem zulaufseitigen Ende 3 im Bereich eines Endkragens 29 eine Radialstützscheibe 30 auf. Die Radialstützscheibe 30 ist dabei als dünne, aber kompakte Scheibe ausgeführt, die aus einem Kunststoff (z.B. PEEK, PPS, POM) oder aus einem Metall (z.B. Aluminium) bestehen kann. Die Radialstützscheibe 30 wird z.B. über einen Hilfsdorn axial von oben auf das Brennstoffeinspritzventil 1 montiert. Alternativ kann die Radialstützscheibe 30 mittels eines Spreizgreifers oder eines ähnlichen Werkzeugs montiert werden. Insofern ist die Radialstützscheibe 30 in Strömungsrichtung gesehen noch vor dem Dichtring 5 angeordnet.In the 2 a known hydraulic interface in the area of the receiving opening 12 of the fuel distribution line 4 is shown. The sealing ring 5 is clamped between the inner wall of the receiving opening 12 and the metal inlet connection 7, which is an additional attachment to the actual inlet connection 7 in the case of so-called long valves with a particularly large axial extension. In addition, a support ring 25 is provided below the sealing ring 5, which is supported, for example, on a conically extending shoulder 26 of the metallic inlet connector 7 or its attachment. At the in the 2 Illustrated metal inlet connection 7 of fuel injector 1 is therefore provided with a tapered section which is surrounded by support ring 25 with a likewise tapered inner opening and partially surrounded by sealing ring 5 . Due to a force distribution of the radial force on the conical wall of the inlet connection 7, including an axial force component, there is a risk of the sealing ring 5 slipping upwards on one side away from the conical section if the axial force of the support ring 25 is greater than the displacement force of the sealing ring 5. This slipping could be accompanied by a reduction in the compression of the sealing ring 5 . In this embodiment of the fuel injector 1, it therefore has a radial support disk 30 on its inflow-side end 3 in the region of an end collar 29 to prevent loss. The radial support disk 30 is designed as a thin but compact disk that can be made of a plastic (eg PEEK, PPS, POM) or a metal (eg aluminum). Radial support disk 30 is mounted axially onto fuel injector 1 from above, for example by means of an auxiliary mandrel. Alternatively, the radial support disk 30 can be mounted using a spreader gripper or a similar tool. In this respect, the radial support disk 30 is still arranged in front of the sealing ring 5 as viewed in the direction of flow.

In der 3 ist eine erste erfindungsgemäße hydraulische Schnittstelle im Bereich der Aufnahmeöffnung 12 der Brennstoffverteilerleitung 4 mit einem an dem Brennstoffeinspritzventil 1 erfindungsgemäß angeordneten Stützring 25 dargestellt. In the 3 a first hydraulic interface according to the invention is shown in the area of the receiving opening 12 of the fuel distributor line 4 with a support ring 25 arranged according to the invention on the fuel injector 1 .

Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist eine zumindest einen Teil des Ventilgehäuses 22 bildende Kunststoffumspritzung 18 auf, die dabei u.a. den metallischen Zulaufstutzen 7 über einen Großteil seiner Erstreckung umgibt. Die Kunststoffumspritzung 18 erstreckt sich in axialer Ausdehnung bis in die Nähe der hydraulischen Schnittstelle mit der Brennstoffverteilerleitung 4 hin. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der den Dichtring 5 untergreifende Stützring 25 an einer dem Dichtring 5 zugewandten oberen Stirnseite 28 eines an dem Zulaufstutzen 7 befestigten, ringförmigen Stützelements 32 unmittelbar aufliegt. Bei dem Stützelement 32 handelt es sich um einen metallischen, in seiner radialen und axialen Ausdehnung sehr kompakten Ring, der z.B. mittels einer Schweißnaht 33 oder mittels mehrerer über den Umfang des Zulaufstutzens 7 verteilter Heftpunkte unmittelbar am Außenumfang des Zulaufstutzens 7 befestigt ist. An die Schweißnaht 33 oder die Heftpunkte sind keine so hohen Anforderungen gestellt wie an eine Dichtschweißnaht. Alternativ zu einem stoffschlüssigen Verbindungsverfahren kann das ringförmige Stützelement 32 auch durch Pressen oder plastische Verformung wie Crimpen oder Bördeln befestigt werden.Fuel injector 1 has a plastic encapsulation 18 that forms at least part of valve housing 22 and, among other things, surrounds metal inlet connector 7 over a large part of its extent. The plastic encapsulation 18 extends axially to the vicinity of the hydraulic interface with the fuel distribution line 4 . The invention is characterized in that the support ring 25 engaging under the sealing ring 5 rests directly on an upper end face 28 , facing the sealing ring 5 , of an annular support element 32 fastened to the inlet connector 7 . The support element 32 is a metal ring that is very compact in terms of its radial and axial extent and is attached directly to the outer circumference of the inlet connection 7, e.g. by means of a weld seam 33 or by means of several tacking points distributed over the circumference of the inlet connection 7. The demands on the weld seam 33 or the tacking points are not as high as on a seal weld seam. As an alternative to a material connection method, the ring-shaped support element 32 can also be attached by pressing or plastic deformation such as crimping or flanging.

Im vorliegenden Fall ist die obere Stirnseite 28 des ringförmigen Stützelements 32 konisch schräg verlaufend ausgeführt. Gleiches gilt für die konisch verlaufende Schulter 26 des metallischen Zulaufstutzens 7. Die obere Stirnseite 28 des Stützelements 32 und die konisch verlaufende Schulter 26 des metallischen Zulaufstutzens 7 gehen beispielsweise mit einer gleichen Neigung fließend ineinander über und bilden so umlaufend einen einheitlichen oberen Schrägabschluss. Während der Stützring 25 ausschließlich die obere Stirnseite 28 des Stützelements 32 kontaktiert, findet der Dichtring 5 seine Auflage an der konisch verlaufenden Schulter 26 des metallischen Zulaufstutzens 7 und natürlich an der Oberseite des Stützrings 25. Zwischen dem oberen Ende der Kunststoffumspritzung 18 und der Unterseite des Stützelements 32 verbleibt ein axialer Abstand, durch den der Zulaufstutzen 7 nach radial außen frei liegt und der als Montagenut 34 z.B. dafür dient, die Schweißnaht 33 anbringen zu können. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass der Zulaufstutzen 7 insbesondere bei Langventilen über seine gesamte axiale Erstreckung vergleichsweise dünnwandig ausgeführt werden kann, während alleinig durch das kleine und kompakte Stützelement 32 die erforderliche radiale Bauteilauflage für den Stützring 25 zur Verfügung gestellt ist. Erfindungsgemäß kann auf zusätzliche metallische Verlängerungen des Zulaufstutzens 7, wie eine z.B. in 2 gezeigt ist, verzichtet werden.In the present case, the upper end face 28 of the annular support element 32 is designed to run conically at an angle. The same applies to the conical shoulder 26 of the metal inlet connector 7. The upper end face 28 of the support element 32 and the conical shoulder 26 of the metal inlet connector 7 merge into one another, for example with the same incline, and thus form a uniform upper sloping closure all around. While the support ring 25 only contacts the upper end face 28 of the support element 32, the sealing ring 5 rests on the conical shoulder 26 of the metal inlet connection 7 and of course on the upper side of the support ring 25. Between the upper end of the plastic encapsulation 18 and the underside of the Supporting element 32 remains an axial distance through which the inlet connection 7 is exposed radially outwards and which serves as an assembly groove 34, for example, to be able to attach the weld seam 33. This design has the advantage that the inlet connector 7 can be made comparatively thin-walled over its entire axial extent, particularly in the case of long valves, while the required radial component support for the support ring 25 is provided solely by the small and compact support element 32 . According to the invention, additional metallic extensions of the inlet connection 7, such as an example in 2 shown can be omitted.

Das ringförmige Stützelement 32 kann z.B. durch Drehen, Stanzen oder Ziehen hergestellt sein und beispielsweise aus einem nichtrostenden, austenitischen Stahl wie 1.4310 bestehen.The ring-shaped support element 32 can be produced, for example, by turning, stamping or drawing and can consist, for example, of a stainless, austenitic steel such as 1.4310.

In der 4 ist eine zweite erfindungsgemäße hydraulische Schnittstelle im Bereich der Aufnahmeöffnung 12 der Brennstoffverteilerleitung 4 mit einem an dem Brennstoffeinspritzventil 1 erfindungsgemäß angeordneten Stützring 25 dargestellt. Hier zeichnet sich das Stützelement 32 dadurch aus, dass die dem Dichtring 5 zugewandte obere Stirnseite 28 des Stützelements 32 plan im rechten Winkel zur Ventillängsachse verläuft.In the 4 a second hydraulic interface according to the invention is shown in the region of the receiving opening 12 of the fuel distributor line 4 with a support ring 25 arranged according to the invention on the fuel injector 1 . Here, the support element 32 is characterized in that the upper end face 28 of the support element 32 facing the sealing ring 5 runs flat at right angles to the longitudinal axis of the valve.

In diesem Falle ist ein erfindungsgemäß angeordneter umlaufender Stützring 25 vorgesehen, der vor dem optionalen Anbringen einer oben erwähnten Radialstützscheibe 30 oder einer anderen Sicherung auf den Zulaufstutzen 7 des Brennstoffeinspritzventils 1 aufgeschoben wird. Der vom Dichtring 5 beaufschlagte Stützring 25 ist dabei mit einer im Querschnitt V-förmigen, kerbenartigen Kegelauflage für den Dichtring 5 versehen, die dafür sorgt, dass bei erhöhten Drücken ein geringfügiges radiales Ausweichen des Dichtrings 5 nach radial innen und außen ermöglicht ist und damit radiale Spalte vermieden werden. Der Stützring 25 liegt mit seiner Unterseite plan an der oberen, rechtwinklig verlaufenden Stirnseite 28 des Stützelements 32 an und stützt sich dort entsprechend ab.In this case, a circumferential support ring 25 arranged according to the invention is provided, which before the optional attachment of an above-mentioned radial support disc 30 or another Securing on the inlet port 7 of the fuel injector 1 is pushed. The support ring 25 acted upon by the sealing ring 5 is provided with a V-shaped, notch-like conical support for the sealing ring 5, which ensures that at increased pressures a slight radial deflection of the sealing ring 5 radially inwards and outwards is possible and thus radial Columns are avoided. The underside of the support ring 25 rests flat against the upper end face 28 of the support element 32 running at right angles and is supported there accordingly.

Der Stützring 25 zeichnet sich durch seine V-förmige Auflagefläche 35 für den Dichtring 5 aus. In seinem oberen, dem Dichtring 5 zugewandten Bereich mit der V-förmigen Auflagefläche 35 besitzt der Stützring 25 eine etwas größere radiale Erstreckung als über die restliche axiale Erstreckung des Stützrings 25 bis hin zu seiner Unterseite. Auf diese Weise kann der Stützring 25 bereits mit einer geringen radialen Pressung in diesem oberen Bereich des Stützrings 25 in den Aufnahmeraum zwischen Brennstoffeinspritzventil 1 und Anschlussstutzen 6 eingebracht werden. The support ring 25 is distinguished by its V-shaped bearing surface 35 for the sealing ring 5 . In its upper area facing the sealing ring 5 with the V-shaped contact surface 35, the support ring 25 has a slightly larger radial extent than over the remaining axial extent of the support ring 25 up to its underside. In this way, support ring 25 can already be introduced into the receiving space between fuel injector 1 and connecting piece 6 with a low radial pressure in this upper region of support ring 25 .

Durch den Fluiddruck wirken über den Dichtring 5 zwei Kraftkomponenten auf die beiden Flanken der V-förmigen Auflagefläche 35 des Stützrings 25. Diese Kräfte bewirken, dass es zu einer geringfügigen elastischen Verformung des Stützrings 25 kommt, und zwar in den dünnwandigen Bereichen radial innen und außen unterhalb der Auflagefläche 35 im radial etwas größeren oberen Bereich. Bei erhöhten Fluiddrücken erfolgt also noch zusätzlich ein radiales Ausweichen und Pressen des Stützrings 25 nach radial innen und außen, so dass radiale Spalte stets vermieden werden.Due to the fluid pressure, two force components act via the sealing ring 5 on the two flanks of the V-shaped contact surface 35 of the support ring 25. These forces cause a slight elastic deformation of the support ring 25, namely in the thin-walled areas radially inside and outside below the bearing surface 35 in the radially slightly larger upper area. In the case of increased fluid pressures, the support ring 25 is additionally deflected and pressed radially inwards and outwards, so that radial gaps are always avoided.

In den 5A und 5B ist ein zweites ringförmiges Stützelement 32 in Draufsicht und Querschnitt gemäß 4 dargestellt. Bei dem Stützelement 32 handelt es sich um einen z.B. geschlitzten Ringkörper, der eine solche radiale Materialerstreckung hat, dass der Stützring 25 sicher und großflächig aufliegen kann. Der Schlitz 36 ermöglicht ein vereinfachtes Montieren. Das ringförmige Stützelement 32 ist als Stanz-Biege-Teil ausgeführt.In the 5A and 5B 12 is a second annular support member 32 in plan and cross section according to FIG 4 shown. The support element 32 is a slotted annular body, for example, which has such a radial material extension that the support ring 25 can rest securely and over a large area. The slot 36 allows for simplified assembly. The annular support element 32 is designed as a stamped and bent part.

In den 6A und 6B ist ein drittes ringförmiges Stützelement 32 in Draufsicht und Querschnitt dargestellt. Das Stützelement 32 ist wiederum als Stanz-Biege-Teil ausgeführt, dabei aber sehr dünnwandig ausgeführt, wobei für eine ausreichende Stabilität und Steifigkeit ein im Querschnitt U-förmiges bzw. C-förmiges Profil gewählt wurde.In the 6A and 6B a third annular support element 32 is shown in top view and in cross section. The support element 32 is in turn designed as a stamped and bent part, but is designed with very thin walls, a profile with a U-shaped or C-shaped cross section being chosen for sufficient stability and rigidity.

In der 7 ist eine dritte erfindungsgemäße hydraulische Schnittstelle im Bereich der Aufnahmeöffnung 12 der Brennstoffverteilerleitung 4 mit einem an dem Brennstoffeinspritzventil 1 erfindungsgemäß angeordneten Stützring 25 dargestellt. Diese unterscheidet sich nur geringfügig von der in 3 dargestellten ersten erfindungsgemäßen hydraulischen Schnittstelle. Bei dieser Ausführung zeichnet sich der Zulaufstutzen 7 durch eine Nachbearbeitung aus, bei der unterhalb des Stützelements 32 an dessen Außenumfang eine Stufe 37 erzeugt wird, ab der über eine axiale Länge A der Zulaufstutzen 7 bis zu seinem stromaufwärtigen Ende einen geringeren Außendurchmesser aufweist als den Außendurchmesser stromabwärts der Stufe 37 des Zulaufstutzens 7. Die Nachbearbeitung kann z.B. durch eine Drehbearbeitung erfolgen. Dabei wird der Außendurchmesser des Zulaufstutzens 7 z.B. um 0,05 mm bis 0,1 mm verkleinert. Dies hat den Vorteil einer noch weiter verbesserten Abdichtung der Kunststoffumspritzung 18 gegenüber dem Zulaufstutzen 7. Außerdem geht vorteilhaft eine radiale Toleranzeinschränkung des Stützelements 32 einher.In the 7 a third hydraulic interface according to the invention is shown in the area of the receiving opening 12 of the fuel distributor line 4 with a support ring 25 arranged according to the invention on the fuel injector 1 . This differs only slightly from the in 3 illustrated first hydraulic interface according to the invention. In this embodiment, the inlet connector 7 is characterized by post-processing, in which a step 37 is produced below the support element 32 on its outer circumference, from which the inlet connector 7 has a smaller outer diameter than the outer diameter over an axial length A up to its upstream end downstream of the stage 37 of the inlet connection 7. The post-processing can be done, for example, by turning. In this case, the outer diameter of the inlet connection 7 is reduced, for example by 0.05 mm to 0.1 mm. This has the advantage of an even further improved sealing of the plastic encapsulation 18 in relation to the inlet connection 7. In addition, a radial tolerance restriction of the support element 32 is advantageously associated.

In vorteilhafter Weise ist der Stützring 25 aus einem Kunststoff hergestellt, wobei sich z.B. der Werkstoff PA66 mit 30% Glasfasern eignet. Die V-förmige Auflagefläche 35 des Stützrings 25 muss nicht zentral spitz zulaufen, sondern kann, wie in 4 gezeigt, in der Mitte am Grund etwas verrundet sein. Der Winkel zwischen den beiden Flanken der V-förmigen Auflagefläche 35 des Stützrings 25 beträgt ca. 60° bis 100°. Der Stützring 25 weist beispielsweise zwei sich unterschiedlich hoch erstreckende Flanken der V-förmigen Auflagefläche 35 auf, wobei die radial innere Flanke eine geringere Höhe in axialer Richtung aufweist als die Höhe der radial äußeren Flanke. Dies kann von Vorteil sein, wenn der Dichtring 5 in einer gegenüber dem Stützring 25 etwas vertieften Aufnahmenut 43 am Zulaufstutzen 7 mit kleinerem Durchmesser eingebracht ist.The support ring 25 is advantageously made of a plastic, with the material PA66 with 30% glass fibers being suitable, for example. The V-shaped bearing surface 35 of the support ring 25 does not have to taper centrally but can, as shown in 4 shown to be somewhat rounded at the base in the middle. The angle between the two flanks of the V-shaped bearing surface 35 of the support ring 25 is approximately 60° to 100°. The support ring 25 has, for example, two flanks of the V-shaped contact surface 35 that extend at different heights, the radially inner flank having a lower height in the axial direction than the height of the radially outer flank. This can be advantageous if the sealing ring 5 is placed in a receiving groove 43 on the inlet connection 7 with a smaller diameter, which is somewhat recessed in relation to the support ring 25 .

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 10359299 A1 [0002]
DE 102017207091 A1 [0003]

Claims

Fuel injection valve (1) for fuel injection systems of internal combustion engines, in particular for direct injection of fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, with an actuator whose excitation causes a lifting movement of a valve needle to be achieved, thereby actuating a valve closing body which, together with a valve seat surface, forms a sealing seat. is made possible, with an inlet connection (7) on the inlet side for a fuel supply, with a sealing ring (5) surrounding it being provided on the inlet connection (7), and with a plastic extrusion coating (18) forming at least part of a valve housing (22), characterized in that that the sealing ring (5) is gripped by a support ring (25) which in turn rests directly on an upper end face (28) facing the sealing ring (5) of an annular support element (32) fastened to the inlet connection (7).

fuel injection valve claim 1 , characterized in that the upper end face (28) of the annular support element (32) is designed to run conically obliquely.

fuel injection valve claim 2 , characterized in that the inlet connection (7) is made of metal and has a conically extending shoulder (26), the upper end face (28) of the support element (32) and the conically extending shoulder (26) of the inlet connection (7) being the same incline and form a uniform upper sloping finish all the way around.

fuel injection valve claim 2 or 3 , characterized in that the support ring (25) has a conical inner side directed toward the upper end face (28) of the support element (32).

fuel injection valve claim 1 , characterized in that the upper end face (28) of the annular support element (32) is designed to run flat at right angles to the valve longitudinal axis, on which the support ring (25) can be placed flat with its underside.

Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting ring (25) has a bearing surface (35) for the sealing ring (5) which faces the sealing ring (5) and has a V-shaped cross section.

fuel injection valve claim 6 , characterized in that the V-shaped bearing surface (35) of the support ring (25) has two flanks on which two force components act via the sealing ring (5) when the fluid pressure is applied.

Fuel injection valve according to one of Claims 6 or 7 , characterized in that the radially inner flank of the V-shaped bearing surface (35) of the support ring (25) is designed to be lower in its axial extent than the radially outer flank of the V-shaped bearing surface (35) of the support ring (25).

Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the annular support element (32) is a metallic component and can be produced by turning, stamping or drawing or is designed as a stamped and bent part.

Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the support element (32) is fastened directly to the outer circumference of the inlet connection (7).

fuel injection valve claim 10 , characterized in that an axial distance remains between the upper end of the plastic extrusion coating (18) and the underside of the support element (32), through which the inlet connection (7) is exposed radially outwards and which serves as a mounting groove (34).