EP1710429A1 - Ventil zur Steuerung eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Ventil zur Steuerung eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine Download PDF

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EP1710429A1 EP06112227A EP06112227A EP1710429A1 EP 1710429 A1 EP1710429 A1 EP 1710429A1 EP 06112227 A EP06112227 A EP 06112227A EP 06112227 A EP06112227 A EP 06112227A EP 1710429 A1 EP1710429 A1 EP 1710429A1
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Definitions

  • the invention relates to a valve for controlling an injection valve of an internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a valve is for example by the DE 101 46 743 A1 known.
  • a high-pressure annulus is formed, which is sealed by two sealing points.
  • One of the sealing points is designed as a hard flat seal in which the preload force is applied via a valve piece screw.
  • the other sealing point may be due to Tolerances are not also performed as a hard sealing point, but is sealed by a high-pressure seal and optionally a support ring.
  • valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that high-pressure seal and support ring are replaced by a pressure-assisted seal on the valve piece.
  • the self-reinforcing seal increases the sealing force as the system pressure increases.
  • the elimination of high pressure seal and support ring costs are saved, and the risk of incorrect assembly is reduced.
  • FIGURE shows a longitudinal section through the valve according to the invention.
  • the valve 1 shown in the figure is used to control an injection valve of an internal combustion engine and has an annular space 2 , which is connected via a fuel line 3 to a high-pressure fuel storage (CommonRail), not shown.
  • CommonRail high-pressure fuel storage
  • the high-pressure side annular space 2 is formed in a stepped bore 4 of the valve housing 5 by a sleeve-shaped guide projection 6 of a valve member 7 , which sealing with a flange 8 on a shoulder 9 of the bore rests and is sealed at the free end 10 of the guide projection 6 relative to the valve housing 5.
  • the free end 10 of the guide extension 6 is deformable and pushed onto a conical projection 11 of the valve housing 5 by widening a guide bore 12 of the valve member 7.
  • a valve clamping screw 13 By a valve clamping screw 13 , the flange 8 is pressed against the shoulder 9.
  • the valve piece 7 is made of metal or a metal alloy and is not through hardened in the region of its free end 10 and reduced in wall thickness, so that the free end 10 is deformable.
  • the free end 10 of the guide projection 6 is correspondingly formed on the conical projection 11 by pressing, whereby a pressure-assisted seal is realized. If the annular space 2 is subjected to high pressure, the free end 10 of the guide projection 6 sets like a sealing lip more and more to the conical projection 11, and the sealing force is increased. If the free end 10 is irreversibly deformed by the press-fitting process, the deformation of the valve piece 7 need not be applied by the valve clamping screw 13, which would lead to a reduction of the sealing force between the flange 8 and 9 paragraph.
  • the pressure-assisted seal increases the sealing force as the system pressure increases.
  • the rotational grooves formed by the turning operation of the projection 11 form small biting edges, which act on the free end 10 and support the sealing action. Tolerances are absorbed by the pressing of the valve member 7 on the inclination of the free end 10 and can therefore be tolerated relatively coarse.
  • the end of a piston-shaped valve or actuator 14 of the injector is slidably guided in the guide bore 12 of the valve member 7 and limited in the valve member 7 a control chamber 15.
  • the control chamber 15 is connected via an inlet throttle 16 with the annular space 2 and opens via an outlet throttle 17 in a valve seat opening of a conical valve seat 18 which is provided on the side facing away from the guide projection 6 end face of the valve member 7 for cooperation with a valve closure member 19 .
  • the bore wall of the guide bore 12 is of high surface quality due to its grinding operation for the valve or actuator 14.
  • the conical projection 11 of the valve housing 5 surrounds a to Valve piece 7 open bore 20 of the valve housing 5, in which the valve or actuator 14 of the injection valve is arranged.
  • valve closure member 19 In the closed valve position shown, in which the valve closure member 19 rests against the valve seat 18 and thus closes the valve seat opening, the control chamber 15 is pressurized and thereby the valve or actuator 14 of the injector moved to its lower position.
  • the valve closure member 19 In the open valve position, the valve closure member 19 is lifted from the valve seat 18 and the valve seat opening released, whereby the control chamber 15 is depressurized and the valve or actuator 14 is moved to its upper position.

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Abstract

Das erfindungsgemäße Ventil (1) dient zur Steuerung eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine und weist einen hochdruckseitigen Ringraum (2) auf, der in einer Bohrung (4) des Ventilgehäuses (5) durch einen hülsenförmigen Führungsansatz (6) eines Ventilstücks (7) gebildet ist, welches auf einem Absatz (9) der Bohrung (4) dichtend aufliegt und am freien Ende des Führungsansatzes (6) gegenüber dem Ventilgehäuse (5) abgedichtet ist. Erfindungsgemäß ist das freie Ende (10) des Führungsansatzes (6) verformbar und auf einen konischen Vorsprung (11) des Ventilgehäuses (5) unter Aufweitung einer Führungsbohrung (12) des Ventilstückes (7) aufgeschoben.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Ventil zur Steuerung eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Patentanspruchs 1.
  • Ein derartiges Ventil ist beispielsweise durch die DE 101 46 743 A1 bekannt geworden.
  • Bei bekannte Magnetventilen von Einspritzsystemen (Common Rail Injektoren) ist zwischen Ventilgehäuse (Injektorkörper) und einem Ventilstück ein Hochdruck-Ringraum gebildet, der über zwei Dichtstellen abgedichtet ist. Eine der Dichtstellen ist als harte Flachdichtung ausgeführt, bei der die Vorspannkraft über eine Ventilstückschraube aufgebracht wird. Die andere Dichtstelle kann aufgrund von Toleranzen nicht ebenfalls als harte Dichtstelle ausgeführt werden, sondern ist durch eine Hochdruckdichtung und gegebenenfalls einen Stützring abgedichtet.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Ventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass Hochdruckdichtung und Stützring durch eine druckunterstützte Abdichtung am Ventilstück ersetzt werden. Durch die selbstverstärkende Abdichtung wird bei Steigerung des Systemdrucks eine Erhöhung der Dichtkraft erreicht. Durch den Wegfall von Hochdruckdichtung und Stützring werden Kosten eingespart, und die Gefahr der Fehlmontage reduziert sich.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
    • Zeichnungen
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Ventil.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Das in der Figur gezeigte Ventil 1 dient zur Steuerung eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine und weist einen Ringraum 2 auf, der über eine Kraftstoffleitung 3 an einen nicht gezeigten Kraftstoff-Hochdruckspeicher (CommonRail) angeschlossen ist.
  • Der hochdruckseitige Ringraum 2 ist in einer gestuften Bohrung 4 des Ventilgehäuses 5 durch einen hülsenförmigen Führungsansatz 6 eines Ventilstücks 7 gebildet, welches mit einem Flansch 8 auf einem Absatz 9 der Bohrung dichtend aufliegt und am freien Ende 10 des Führungsansatzes 6 gegenüber dem Ventilgehäuse 5 abgedichtet ist. Das freie Ende 10 des Führungsansatzes 6 ist verformbar und auf einen konischen Vorsprung 11 des Ventilgehäuses 5 unter Aufweitung einer Führungsbohrung 12 des Ventilstücks 7 aufgeschoben. Durch eine Ventilspannschraube 13 ist der Flansch 8 gegen den Absatz 9 gedrückt.
  • Das Ventilstück 7 besteht aus Metall oder einer Metalllegierung und ist im Bereich seines freien Endes 10 nicht durchgehärtet und in der Wandstärke verringert, so dass das freie Ende 10 verformbar ist. Beim Montagevorgang wird das freie Ende 10 des Führungsansatzes 6 am konischen Vorsprung 11 durch Einpressen entsprechend umgeformt, wodurch eine druckunterstützte Dichtung realisiert wird. Wird der Ringraum 2 mit Hochdruck beaufschlagt, legt sich das freie Ende 10 des Führungsansatzes 6 wie eine Dichtlippe immer stärker an den konischen Vorsprung 11 an, und die Dichtkraft wird erhöht. Wenn das freie Ende 10 durch den Einpressvorgang dabei irreversibel verformt wird, braucht die Verformung des Ventilstücks 7 nicht durch die Ventilspannschraube 13 aufgebracht zu werden, was zu einer Reduzierung der Dichtkraft zwischen Flansch 8 und Absatz 9 führen würde. Durch die druckunterstützte Abdichtung wird bei Steigerung des Systemdrucks eine Erhöhung der Dichtkraft erreicht. Vorteilhaft bilden dabei zusätzlich die durch die Drehbearbeitung des Vorsprungs 11 gebildeten Drehrillen kleine Beißkanten, welche am freien Ende 10 angreifen und die Dichtwirkung unterstützen. Toleranzen werden durch das Einpressen des Ventilstücks 7 über die Schrägstellung des freien Endes 10 aufgenommen und können daher relativ grob toleriert werden.
  • Das Ende eines kolbenförmigen Ventil- oder Stellglieds 14 des Einspritzventils ist in der Führungsbohrung 12 des Ventilstückes 7 verschiebbar geführt und begrenzt im Ventilstück 7 einen Steuerraum 15. Der Steuerraum 15 ist über eine Zulaufdrossel 16 mit dem Ringraum 2 verbunden und mündet über eine Ablaufdrossel 17 in eine Ventilsitzöffnung eines konischen Ventilsitzes 18, der auf der dem Führungsansatz 6 abgewandten Stirnseite des Ventilstücks 7 zum Zusammenwirken mit einem Ventilschließglied 19 vorgesehen ist. Die Bohrungswand der Führungsbohrung 12 ist aufgrund ihrer Schleifbearbeitung für das Ventil- oder Stellglied 14 von hoher Oberflächengüte. Der konische Vorsprung 11 des Ventilgehäuses 5 umgibt eine zum Ventilstück 7 offene Bohrung 20 des Ventilgehäuses 5, in der das Ventil- oder Stellglied 14 des Einspritzventils angeordnet ist.
  • In der gezeigten geschlossenen Ventilstellung, in der das Ventilschließglied 19 am Ventilsitz 18 anliegt und somit die Ventilsitzöffnung verschließt, ist der Steuerraum 15 mit Hochdruck beaufschlagt und dadurch das Ventil- oder Stellglied 14 des Einspritzventils in seine untere Stellung verschoben. In der geöffneten Ventilstellung ist das Ventilschließglied 19 vom Ventilsitz 18 abgehoben und die Ventilsitzöffnung freigegeben, wodurch der Steuerraum 15 druckentlastet wird und das Ventil- oder Stellglied 14 in seine obere Stellung verschoben ist.

Claims (9)

  1. Ventil (1) zur Steuerung eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine mit einem Ventilgehäuse (5), in dem ein Ventilstück (7) angeordnet ist, welches eine Führungsbohrung (12) und einen Führungsansatz (6) aufweist, wobei das Ventilstück (7) auf Höhe des Führungsansatzes (6) von einem hochdruckseitigen Ringraum (2) umgeben ist und der Führungsansatz (6) des Ventilstücks (7) ein freies Ende (10) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das freie Ende (10) des Führungsansatzes (6) nach außen verformbar ist und auf einem konischen Vorsprung (11) des Ventilgehäuses (5) unter Aufweitung der Führungsbohrung (12) des Ventilstücks (7) anliegt.
  2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilstück (7) auf einem Absatz (9) einer Bohrung (4) dichtend aufliegt, wobei das Ventilstück (7) in der Bohrung (4) angeordnet ist.
  3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Vorsprung (11) des Ventilgehäuses (5) konzentrische Rillen aufweist, die in das aufgeschobene freie Ende (10) des Führungsansatzes (6) dichtend eingreifen.
  4. Ventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilstück (7) aus Metall oder einer Metalllegierung besteht.
  5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilstück (7) mit Ausnahme des freien Endes (10) des Führungsansatzes (6) gehärtet ist.
  6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsansatz (6) an seinem freien Ende (10) eine kleinere Wandstärke aufweist.
  7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das auf den konischen Vorsprung (11) des Ventilgehäuses (5) aufgeschobene freie Ende (10) des Führungsansatzes (6) irreversibel umgeformt ist.
  8. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuerraum (15) in der Führungsbohrung (12) des Ventilstücks (7) durch ein darin verschiebbar geführtes Ventil- oder Stellglied (14) des Einspritzventils begrenzt ist, wobei der Steuerraum (15) über eine Zulaufdrossel (16) mit dem Ringraum (2) verbunden ist und über eine Ablaufdrossel (17) in eine Ventilsitzöffnung eines Ventilsitzes (18) mündet, der auf der dem Führungsansatz (6) abgewandten Stirnseite des Ventilstücks (7) zum Zusammenwirken mit einem beweglichen Ventilschließglied (19) vorgesehen ist.
  9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Vorsprung (11) des Ventilgehäuses (5) eine zum Ventilstück (7) offene Bohrung (20) des Ventilgehäuses (5) umgibt, in der das Ventil- oder Stellglied (14) des Einspritzventils angeordnet ist.
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