DE102021212779A1

DE102021212779A1 - fuel injector

Info

Publication number: DE102021212779A1
Application number: DE102021212779.7A
Authority: DE
Inventors: David Pfefferle; Dietmar Schmieder; Kilian Groh; Nelly Krause
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-11-12
Filing date: 2021-11-12
Publication date: 2023-05-17

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, wobei der Zulaufstutzen (7) einen axialen Anschlagbereich (33) aufweist, an dem das Stützelement (32) anliegt.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). directly rests, the inlet connection (7) having an axial stop area (33) against which the support element (32) rests.

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 selbst an einem axialen Anschlagbereich des Zulaufstutzens anliegt, 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 facing the sealing ring, which itself bears against an axial stop region 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.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung handelt es sich um eine besonders kostengünstige sowie leicht und einfach montierbare Ausgestaltung sowohl des Zulaufstutzens des Brennstoffeinspritzventils als auch der am seinem Außenumfang aufzubringenden Stützelemente.The solution according to the invention is a particularly cost-effective configuration that is easy and simple to assemble, both of the inlet connection piece of the fuel injector and of the support elements to be attached to its outer circumference.

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.

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, wobei insbesondere Werkstoffe wie der Federstahl 1.4310, der Edelstahl 1.4301, Kupfer, Bronze, Messing oder Aluminium zum Einsatz kommen.The ring-shaped support element is advantageously a metallic component, with materials such as spring steel 1.4310, stainless steel 1.4301, copper, bronze, brass or aluminum being used in particular.

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 erste hydraulische Schnittstelle im Bereich einer Aufnahmeöffnung der Brennstoffverteilerleitung mit einem an einem Brennstoffeinspritzventil erfindungsgemäß angeordneten Stützring und einem ersten ringförmigen Stützelement,
3 eine vergrößerte Darstellung des Zulaufstutzens des Brennstoffeinspritzventils mit der ersten Ausführung des Abdichtungsbereichs gemäß 2,
3A und 3B das erste ringförmige Stützelement in Draufsicht und Querschnitt gemäß 2 und 3,
3C und 3D ein zweites ringförmiges Stützelement in Draufsicht und Querschnitt gemäß 2 und 3,
3E und 3F ein drittes ringförmiges Stützelement in Draufsicht und Querschnitt gemäß 2 und 3,
4 eine vergrößerte Darstellung des Zulaufstutzens des Brennstoffeinspritzventils mit einer vierten Ausführung des Abdichtungsbereichs,
4A und 4B das vierte ringförmige Stützelement in Draufsicht und Querschnitt gemäß 4,
4C und 4D ein fünftes ringförmiges Stützelement in Draufsicht und Querschnitt gemäß 4,
4E und 4F ein sechstes ringförmiges Stützelement in Draufsicht und Querschnitt gemäß 4,
5 eine vergrößerte Darstellung des Zulaufstutzens des Brennstoffeinspritzventils mit einer siebten Ausführung des Abdichtungsbereichs,
5A und 5B das siebte ringförmige Stützelement in Draufsicht und Querschnitt gemäß 5,
6 eine vergrößerte Darstellung des Zulaufstutzens des Brennstoffeinspritzventils mit einer achten Ausführung des Abdichtungsbereichs und
6A und 6B das achte ringförmige Stützelement in Draufsicht und Querschnitt gemäß 6.

Exemplary embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it

1 a partially shown fuel injector in a known design,
2 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,
3 an enlarged view of the inlet connection of the fuel injection valve with the first embodiment of the sealing area according to FIG 2 ,
3A and 3B the first annular support element in top view and in cross section according to FIG 2 and 3 ,
3C and 3D a second annular support member in plan and cross-section according to FIG 2 and 3 ,
3E and 3F a third annular support element in plan view and in cross section according to FIG 2 and 3 ,
4 an enlarged view of the inlet connection of the fuel injector with a fourth embodiment of the sealing area,
4A and 4B the fourth annular support element in top view and in cross section according to FIG 4 ,
4C and 4D a fifth annular support member in plan and cross section according to FIG 4 ,
4E and 4F a sixth annular support member in plan and cross section according to FIG 4 ,
5 an enlarged view of the inlet connection of the fuel injector with a seventh embodiment of the sealing area,
5A and 5B the seventh annular support element in top view and in cross section according to FIG 5 ,
6 an enlarged view of the inlet connection of the fuel injector with an eighth embodiment of the sealing area and
6A and 6B the eighth annular support element in top view and in cross section according to FIG 6 .

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 be of any well-known design exhibit. 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 erste hydraulische Schnittstelle im Bereich einer Aufnahmeöffnung 12 der Brennstoffverteilerleitung 4 mit einem an einem Brennstoffeinspritzventil 1 erfindungsgemäß angeordneten Stützring 25 und einem ersten ringförmigen Stützelement 32 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. 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, wobei der Zulaufstutzen 7 einen axialen Anschlagbereich 33 in Form einer Schulter aufweist, an dem das Stützelement 32 anliegt. Diese Ausgestaltung gibt in vorteilhafter Art und Weise die Möglichkeit, auf eine Anbringung des Stützelements 32 am Zulaufstutzen 7 mit einem eine stoffschlüssige Verbindung erzeugenden Fügeverfahren wie Löten oder Schweißen zu verzichten.In the 2 A first hydraulic interface is shown in the area of a receiving opening 12 of the fuel distributor line 4 with a support ring 25 arranged according to the invention on a fuel injector 1 and a first annular support element 32 . The sealing ring 5 is clamped between the inner wall of the receiving opening 12 and the metal inlet connection 7, which represents an additional add-on part on the actual inlet connection 7 in the case of so-called long valves with a particularly large axial extent. 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, which engages 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 connection 7, the inlet connection 7 having an axial stop region 33 in the form of a shoulder, on which the support element 32 rests. In an advantageous manner, this configuration makes it possible to dispense with the attachment of the support element 32 to the inlet connection 7 using a joining method such as soldering or welding that produces a material connection.

Der Zulaufstutzen 7 ist in einem Teilabschnitt so konturiert, dass ein Ringbund gebildet ist, auf dessen einer Seite sich der Anschlagbereich 33 in Form der Schulter für das Stützelement 32 ergibt und auf dessen dem Anschlagbereich 33 gegenüberliegender Seite eine Montagenut 34 gebildet ist.The inlet connector 7 is contoured in a partial section so that an annular collar is formed, on one side of which the stop area 33 results in the form of the shoulder for the support element 32 and on the side opposite the stop area 33 a mounting groove 34 is formed.

Bei dem Stützelement 32 handelt es sich um einen metallischen, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden kompakten Ring. 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. Das Stützelement 32 zeichnet sich dadurch aus, dass die dem Dichtring 5 zugewandte obere Stirnseite 28 des Stützelements 32 konvex gerundet verläuft.The support member 32 is a metallic solid ring having a circular cross-section. 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 . The support element 32 is characterized in that the upper face 28 of the support element 32 facing the sealing ring 5 is convexly rounded.

Der vom Dichtring 5 beaufschlagte Stützring 25 ist mit einer im Querschnitt V-förmigen, kerbenartigen Auflagefläche 35 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 an der oberen gerundeten Stirnseite 28 des Stützelements 32 an und stützt sich dort entsprechend ab.The support ring 25 acted upon by the sealing ring 5 is provided with a notch-like support surface 35 for the sealing ring 5, which is V-shaped in cross section, 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 against the upper rounded end face 28 of the support element 32 and is supported there accordingly.

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. 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.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 . 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 also radially deflected and pressed radially inwards and outwards, so that radial gaps are always avoided.

Da der Zulaufstutzen 7 den axialen Anschlagbereich 33 in Form einer Schulter besitzt, kann sich das Stützelement 32 axial gegen den Zulaufstutzen 7 abstützen. Das ringförmige Stützelement 32 kann allgemein z.B. durch Drehen, Stanzen oder Ziehen hergestellt sein und beispielsweise aus einem nichtrostenden, austenitischen Stahl wie 1.4310 bestehen.Since the inlet connector 7 has the axial stop area 33 in the form of a shoulder, the support element 32 can be supported axially against the inlet connector 7 . The annular support member 32 may be generally fabricated, for example, by turning, stamping, or drawing, and may be formed, for example, from an austenitic stainless steel such as 1.4310.

In der 3 ist eine vergrößerte Darstellung des Zulaufstutzens 7 des Brennstoffeinspritzventils 1 mit der ersten Ausführung des Abdichtungsbereichs gemäß 2 gezeigt. In diesem konkreten Ausführungsfall ist das Stützelement 32 ein gebogener Runddraht. Dafür eignen sich Materialien wie der Federstahl 1.4310, Kupfer, Bronze, Messing oder Aluminium.In the 3 FIG. 12 is an enlarged representation of the inlet connection 7 of the fuel injection valve 1 with the first embodiment of the sealing area according to FIG 2 shown. In this specific embodiment, the support element 32 is a curved one round wire. Materials such as spring steel 1.4310, copper, bronze, brass or aluminum are suitable for this.

3A und 3B zeigen das erste ringförmige Stützelement 32 in Draufsicht und Querschnitt gemäß 2 und 3. 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. Ein senkrecht, also axial verlaufender Schlitz 36 ermöglicht ein vereinfachtes Montieren. Zur Vermeidung eines Verzugs des Stützelements 32 sollte dieser Schlitz 36 eine Breite von ca. 0,2 mm nicht überschreiten. 3A and 3B show the first annular support member 32 in top view and in cross section according to FIG 2 and 3 . 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. A vertical, ie axially running slot 36 allows for simplified assembly. To avoid distortion of the support element 32, this slot 36 should not exceed a width of approximately 0.2 mm.

3C und 3D zeigen ein zweites ringförmiges Stützelement 32 in Draufsicht und Querschnitt gemäß 2 und 3, bei dem der Schlitz 36 schräg verläuft. Auf diese Weise ergibt sich ein noch geringerer Verzug des Stützelements 32. Bei dieser Ausführung kann sich der Schlitz 36 im Betrieb durch den Brennstoffdruck möglicherweise sogar schließen. 3C and 3D 12 show a second annular support element 32 in top view and in cross section according to FIG 2 and 3 , in which the slot 36 runs obliquely. In this way there is even less distortion of the support element 32. In this embodiment, the slot 36 can possibly even close during operation due to the fuel pressure.

3E und 3F zeigen ein drittes ringförmiges Stützelement 32 in Draufsicht und Querschnitt gemäß 2 und 3, wobei auch hier das Stützelement 32 geschlitzt ausgeführt ist, die Begrenzungskanten aber auf Stoß 36' so dicht aneinander liegen, dass kein Schlitz 36 sichtbar wird. Ein Verzug des Stützelements 32 ist bei einer solchen Lösung nicht zu erwarten. Bestimmte vorgenannte Materialien sind allerdings für diese Ausführung nicht geeignet. 3E and 3F 12 show a third annular support element 32 in top view and in cross section according to FIG 2 and 3 Here, too, the support element 32 is designed to be slotted, but the boundary edges are so close together that they abut 36' that no slot 36 is visible. A distortion of the support element 32 is not to be expected with such a solution. However, certain of the aforementioned materials are not suitable for this embodiment.

In der 4 ist eine vergrößerte Darstellung des Zulaufstutzens 7 des Brennstoffeinspritzventils 1 mit der vierten Ausführung des Abdichtungsbereichs gezeigt. In diesem konkreten Ausführungsfall ist das Stützelement 32 ein gebogener Rechteckdraht mit abgerundeten Außenkanten. Dieses Profil bietet eine noch größere Auflagefläche des Stützrings 25 am Stützelement 32, wodurch sich eine stabilere Abstützung des Stützrings 25 ergibt. Dafür eignen sich Materialien wie der Federstahl 1.4310, Kupfer, Bronze, Messing oder Aluminium.In the 4 1 shows an enlarged representation of the inlet connection 7 of the fuel injection valve 1 with the fourth embodiment of the sealing area. In this specific embodiment, the support element 32 is a bent rectangular wire with rounded outer edges. This profile offers an even larger contact surface for the support ring 25 on the support element 32, resulting in a more stable support of the support ring 25. Materials such as spring steel 1.4310, copper, bronze, brass or aluminum are suitable for this.

4A und 4B zeigen das vierte ringförmige Stützelement 32 in Draufsicht und Querschnitt gemäß 4. 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. Ein senkrecht, also axial verlaufender Schlitz 36 ermöglicht ein vereinfachtes Montieren. Zur Vermeidung eines Verzugs des Stützelements 32 sollte dieser Schlitz 36 eine Breite von ca. 0,2 mm nicht überschreiten. 4A and 4B show the fourth annular support member 32 in top view and in cross section according to FIG 4 . 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. A vertical, ie axially running slot 36 allows for simplified assembly. To avoid distortion of the support element 32, this slot 36 should not exceed a width of approximately 0.2 mm.

4C und 4D zeigen ein fünftes ringförmiges Stützelement 32 in Draufsicht und Querschnitt gemäß 4, bei dem der Schlitz 36 schräg verläuft. Auf diese Weise ergibt sich ein noch geringerer Verzug des Stützelements 32. Bei dieser Ausführung kann sich der Schlitz 36 im Betrieb durch den Brennstoffdruck möglicherweise sogar schließen. 4C and 4D show a fifth annular support element 32 in plan view and in cross section according to FIG 4 , in which the slot 36 runs obliquely. In this way there is even less distortion of the support element 32. In this embodiment, the slot 36 can possibly even close during operation due to the fuel pressure.

4E und 4F zeigen ein sechstes ringförmiges Stützelement 32 in Draufsicht und Querschnitt gemäß 4, wobei auch hier das Stützelement 32 geschlitzt ausgeführt ist, die Begrenzungskanten aber auf Stoß 36' so dicht aneinander liegen, dass kein Schlitz 36 sichtbar wird. Ein Verzug des Stützelements 32 ist bei einer solchen Lösung nicht zu erwarten. Bestimmte vorgenannte Materialien sind allerdings für diese Ausführung nicht geeignet. 4E and 4F 12 show a sixth annular support element 32 in top view and in cross section according to FIG 4 Here, too, the support element 32 is designed to be slotted, but the boundary edges are so close together that they abut 36' that no slot 36 is visible. A distortion of the support element 32 is not to be expected with such a solution. However, certain of the aforementioned materials are not suitable for this embodiment.

In der 5 ist eine vergrößerte Darstellung des Zulaufstutzens 7 des Brennstoffeinspritzventils 1 mit der siebten Ausführung des Abdichtungsbereichs gezeigt. In diesem konkreten Ausführungsfall ist das Stützelement 32 ein Stanzteil mit einem tonnenförmigen Querschnitt, wobei die gerundeten Bereiche mit Radien z.B. durch Prägen angeformt werden. Dieses Profil bietet eine größere Auflagefläche des Stützrings 25 am Stützelement 32 als ein runder Draht, wodurch sich eine stabilere Abstützung des Stützrings 25 ergibt. Dafür eignen sich Materialien wie der Edelstahl 1.4301, Kupfer, Bronze, Messing oder Aluminium.In the 5 is an enlarged view of the inlet port 7 of the fuel injector 1 with the seventh embodiment of the sealing area is shown. In this specific embodiment, the support element 32 is a stamped part with a barrel-shaped cross section, the rounded areas with radii being formed on, for example by embossing. This profile offers a larger contact surface for the support ring 25 on the support element 32 than a round wire, resulting in a more stable support of the support ring 25 . Materials such as stainless steel 1.4301, copper, bronze, brass or aluminum are suitable for this.

5A und 5B zeigen das siebte ringförmige Stützelement 32 in Draufsicht und Querschnitt gemäß 5. Die Herstellungsweise erlaubt es, das Stützelement 32 ohne einen Schlitz 36 zu generieren, was einen Verzug des Stützelements 32 weitgehend ausschließt. Allerdings ist hier die Montage erschwert. 5A and 5B show the seventh ring-shaped support element 32 in plan view and in cross section according to FIG 5 . The manufacturing method allows the support element 32 to be generated without a slot 36 , which largely rules out warping of the support element 32 . However, assembly is more difficult here.

In der 6 ist eine vergrößerte Darstellung des Zulaufstutzens 7 des Brennstoffeinspritzventils 1 mit der achten Ausführung des Abdichtungsbereichs gezeigt. In diesem konkreten Ausführungsfall ist das Stützelement 32 ein scheibenförmiges Stanzteil, dessen gerundete Bereiche mit Radien z.B. durch Trowalisieren (Gleitschleifen) angeformt werden. Dieses Profil bietet eine besonders große Auflagefläche des Stützrings 25 am Stützelement 32, wodurch sich eine sehr stabile Abstützung des Stützrings 25 ergibt. Dafür eignet sich der Federstahlwerkstoff 1.4310 besonders.In the 6 is an enlarged view of the inlet port 7 of the fuel injector 1 with the eighth embodiment of the sealing area is shown. In this specific embodiment, the support element 32 is a disc-shaped stamped part whose rounded areas with radii are formed, for example, by tumbling (vibratory grinding). This profile offers a particularly large bearing surface for the support ring 25 on the support element 32, resulting in a very stable support of the support ring 25. The spring steel material 1.4310 is particularly suitable for this.

6A und 6B zeigen das achte ringförmige Stützelement 32 in Draufsicht und Querschnitt gemäß 6. Die Herstellungsweise erlaubt es, das Stützelement 32 ohne einen Schlitz 36 zu generieren, was einen Verzug des Stützelements 32 weitgehend ausschließt. Allerdings ist hier die Montage erschwert. 6A and 6B show the eighth annular support element 32 in plan view and in cross section according to FIG 6 . The manufacturing method makes it possible to generate the support element 32 without a slot 36, which causes distortion of the support element 32 largely excludes. However, assembly is more difficult here.

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 in der Mitte am Grund auch 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 also be rounded at the base in the middle. The angle between the two flanks of the V-shaped contact 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 piece (7) on the inlet side for a fuel supply, with a sealing ring (5) surrounding it being provided on the inlet connection piece (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 piece (7), the inlet connection piece (7) has an axial stop area (33) against which the support element (32) rests.

fuel injection valve claim 1 , characterized in that the support element (32) is designed as an annular component.

fuel injection valve claim 2 , characterized in that the support element (32) is a bent wire, which either has a slot (36) or is bent together to butt (36').

fuel injection valve claim 2 , characterized in that the support element (32) is a stamped part.

fuel injection valve claim 4 , characterized in that the support element (32) is disc-shaped or barrel-shaped in cross-section.

fuel injection valve claim 4 or 5 , characterized in that the supporting element (32) can be provided with roundings on its outer contour by embossing or tumbling.

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 7 , 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 7 or 8th , 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, materials such as spring steel 1.4310, stainless steel 1.4301, copper, bronze, brass or aluminum being particularly suitable.

Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet connector (7) is contoured in a section in such a way that an annular collar is formed, on one side of which the stop region (33) results in the form of a shoulder for the support element (32). and a mounting groove (34) is formed on the side thereof opposite to the stopper portion (33).