EP2628943B1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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EP2628943B1
EP2628943B1 EP13152628.7A EP13152628A EP2628943B1 EP 2628943 B1 EP2628943 B1 EP 2628943B1 EP 13152628 A EP13152628 A EP 13152628A EP 2628943 B1 EP2628943 B1 EP 2628943B1
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EP
European Patent Office
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sealing ring
flank
groove
injection valve
fuel injection
Prior art date
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EP13152628.7A
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English (en)
French (fr)
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EP2628943A1 (de
Inventor
Rainer Norgauer
Dan JIN
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/14Arrangements of injectors with respect to engines; Mounting of injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M53/00Fuel-injection apparatus characterised by having heating, cooling or thermally-insulating means
    • F02M53/04Injectors with heating, cooling, or thermally-insulating means
    • F02M53/046Injectors with heating, cooling, or thermally-insulating means with thermally-insulating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/16Sealing of fuel injection apparatus not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to a fuel injection valve for mounting in a mounting hole of an internal combustion engine, in particular in a cylinder head.
  • FIG. 1 shows in a detail view of a section of a prior art arrangement.
  • a cylinder head of an internal combustion engine 2 and a housing 10 of a fuel injection valve according to the prior art can be seen.
  • the combustion chamber sealing ring 6 is located in a groove on the injection valve.
  • the groove width is greater than the width of the sealing ring 6, since the sealing ring 6 is compressed radially during assembly of the injector in mounting direction 9 in the mounting hole and thus undergoes an enlargement of the sealing ring width by the transverse strain.
  • a gap 20 between a combustion chamber side flank of the groove and the end face of the sealing ring 6 results in the final assembled state of the injection valve, a gap 20 between a combustion chamber side flank of the groove and the end face of the sealing ring 6.
  • the gap 20 is formed on the combustion chamber side end face of the sealing ring 6, since the sealing ring 6 by friction in the Mounting hole is moved counter to the mounting direction 9 of the injector until it rests against the side facing away from the combustion chamber 18 positively against the groove flank.
  • combustion chamber gases can act on the sealing ring 6 and lead to damage to the sealing ring, for example due to temperature influences.
  • the fuel injection valve for mounting in a mounting hole of an internal combustion engine.
  • the fuel injection valve comprises, inter alia, a housing with a circumferential sealing groove and a sealing ring arranged in the sealing groove for sealing the housing with respect to a wall of the mounting hole, wherein the sealing groove has a first flank forming a combustion chamber side end of the sealing groove and at least one second flank opposite the first flank , In the installation situation, the sealing ring is located at the same time on the first flank and on the second flank.
  • the fuel injection valve according to the invention with the features of claim 1 avoids the formation of the gap between the combustion chamber side groove flank and the end face of the sealing ring. This reduces the influence of temperature due to combustion chamber gases on the sealing ring.
  • the second flank lies opposite the first flank.
  • the sealing ring is dimensioned such that it rests simultaneously on the first flank and on the second flank.
  • the sealing ring in the mounting direction of the fuel injection valve is held on both sides positively by the two edges and undergoes no displacement during insertion of the fuel injection valve in the mounting hole.
  • the sealing ring rests simultaneously on the two flanks before the assembly of the fuel injection valve in the mounting hole. This ensures that in the mounted state, the combustion chamber end or the combustion chamber-side end face of the sealing ring bears against the first flank.
  • a large part of the combustion chamber-side end face of the sealing ring is covered by the first flank and thus can not be attacked by the hot gas of the combustion chamber.
  • a circumferential additional groove on the housing of the fuel injection valve.
  • the sealing groove is formed deeper than the additional groove and the additional groove is arranged in direct connection to the sealing groove. This means that the cavity formed by the seal groove directly merges into the cavity formed by the additional groove.
  • this additional groove is provided a space for the expansion of the sealing ring, which is required by the radial compression of the sealing ring during assembly of the injection valve. At the same time it is ensured by the gradation between the sealing groove and the additional groove that the sealing ring always rests positively on the first edge.
  • the second flank is formed at the end of the sealing groove facing away from the combustion chamber.
  • a width of the sealing ring is greater than or equal to a distance between the first flank and the second flank.
  • the width and the distance are measured parallel to the mounting direction of the fuel injection valve.
  • the width of the sealing ring is greater than or equal to the distance between the first and the second edge. If the width of the sealing ring is greater than the distance between the two flanks, then the sealing ring is slightly squeezed when inserted into the sealing groove in the axial direction, so that a secure force and positive connection of the sealing ring is ensured in the sealing groove.
  • a shoulder is preferably provided, which is arranged in the sealing groove and protrudes beyond the bottom of the sealing groove. This paragraph is in particular full. On the sealing ring then a circumferential inner groove is formed and the paragraph protrudes positively into the inner groove. This positive and / or frictional connection between the shoulder and the inner groove of the sealing ring serves to further fix the sealing ring in the sealing groove.
  • the complete first edge after the assembly of the fuel injection valve in the mounting hole touches the sealing ring.
  • the first flank is formed straight and ungraded.
  • the combustion-chamber-side end face of the sealing ring also has a straight surface which lies completely against the first flank. If the first flank is stepped, for example, then the combustion chamber-side front end of the sealing ring is stepped in a corresponding manner, so that the complete first flank touches the sealing ring after the assembly of the fuel injection valve in the installation hole.
  • FIG. 2 shows a sectional view of an internal combustion engine 2. Shown here is the cylinder head of the internal combustion engine 2. In the internal combustion engine 2 is a mounting hole. 3
  • the fuel injection valve 1 is mounted.
  • the fuel injection valve 1 comprises a housing 10 and a sealing ring 6.
  • the sealing ring 6 is preferably formed as an elastic element.
  • FIG. 2 a hold-down 4, with which the position of the fuel injection valve 1 is ensured in the internal combustion engine 2.
  • the fuel injector 1 is supplied with fuel.
  • FIG. 2 further shows a mounting direction 9 of the fuel injection valve 1 and a side facing the combustion chamber 7 and a side facing away from the combustion chamber. 8
  • FIG. 3 shows that in FIG. 2 detail marked III.
  • FIG. 3 is a section of the internal combustion engine 2 and the housing 10 can be seen.
  • a seal groove 11 is formed in the housing 10.
  • a combustion chamber-side end 17 of the seal groove 11 is formed by a first flank 13.
  • a combustion chamber facing away from end 18 of the seal groove 11 is formed by a second edge 14.
  • the sealing ring 6 is seated in the sealing groove 11.
  • the sealing ring 6 comprises on its inner side a circumferential inner groove 16 which sits positively on the shoulder 12.
  • the inner groove 16 is formed during installation of the injection valve 1 by material deformation itself.
  • Combustion chamber side is the end face of the sealing ring 6 completely against the first edge 13, so that the combustion chamber side end 17 of the seal groove 11 and the sealing ring 6 coincide.
  • the combustion chamber side facing away from the sealing ring 6 abuts against the second edge 14, so that the end facing away from the combustion chamber 18 of sealing groove 11 and sealing ring 6 coincide.
  • an additional groove 15 adjoining the combustion chamber facing away from the end of the sealing groove 11 is an additional groove 15.
  • the sealing groove 11 is formed deeper than the additional groove 15, so that a stepped transition from the seal groove 11 into the additional groove 15 is formed.
  • the additional groove 15 forms a space for the expansion of the sealing ring 6, which is required by the radial compression of the sealing ring 6 in the assembly of the fuel injection valve 1.
  • FIG. 3 further shows a width 21 of the sealing ring 6 and a distance 22 between the first edge 13 and the second edge 14.
  • the width 21 is equal to the distance 22.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

    Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil zur Montage in einer Einbaubohrung einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Zylinderkopf.
  • Üblicherweise wird zwischen Brennstoffeinspritzventilen und der Wandung einer Einbaubohrung im Zylinderkopf ein Dichtring verwendet. Figur 1 zeigt in einer Detailansicht einen Ausschnitt aus einer vorbekannten Anordnung. Dabei ist ein Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine 2 und ein Gehäuse 10 eines Brennstoffeinspritzventils nach dem Stand der Technik zu sehen. Der Brennraumdichtring 6 befindet sich in einer Nut am Einspritzventil. Die Nutbreite ist dabei größer als die Breite des Dichtrings 6, da der Dichtring 6 bei der Montage des Einspritzventils in Montagerichtung 9 in die Einbaubohrung radial zusammengepresst wird und damit durch die Querdehnung eine Vergrößerung der Dichtringbreite erfährt. Durch Maßtoleranzen der Bauteile ergibt sich im endgültig montierten Zustand des Einspritzventils ein Spalt 20 zwischen einer brennraumseitigen Flanke der Nut und der Stirnfläche des Dichtrings 6. Der Spalt 20 bildet sich an der brennraumseitigen Stirnfläche des Dichtrings 6 aus, da der Dichtring 6 durch Reibung in der Einbaubohrung entgegen der Montagerichtung 9 des Einspritzventils verschoben wird, bis er an der brennraumabgewandten Seite 18 formschlüssig an der Nutflanke anliegt. An dem Spalt 20 zwischen Nutflanke und Stirnseite des Dichtrings 6 können Brennraumgase an dem Dichtring 6 angreifen und zu einer Schädigung des Dichtrings, beispielsweise durch Temperatureinflüsse, führen.
  • Aus der JP 2002-81548 A ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil zur Montage in einer Einbaubohrung einer Brennkraftmaschine bekannt. Das Brennstoffeinspritzventil umfasst u.a. ein Gehäuse mit einer umlaufenden Dichtungsnut und einen in der Dichtungsnut angeordneten Dichtring zum Abdichten des Gehäuses gegenüber einer Wandung der Einbaubohrung, wobei die Dichtungsnut eine erste, ein brennraumseitiges Ende der Dichtungsnut bildende Flanke und zumindest eine der ersten Flanke gegenüberliegende zweite Flanke aufweist. In der Einbausituation liegt der Dichtring zugleich an der ersten Flanke und an der zweiten Flanke an.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vermeidet die Bildung des Spaltes zwischen der brennraumseitigen Nutflanke und der Stirnfläche des Dichtrings. Dadurch verringert sich der Temperatureinfluss durch Brennraumgase auf den Dichtring. Diese Vorteile werden erreicht durch ein Brennstoffeinspritzventil zur Montage in einer Einbaubohrung einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Zylinderkopfes, umfassend ein Gehäuse mit einer umlaufenden Dichtungsnut und einen Dichtring. Die Dichtungsnut und der Dichtring sind angeordnet zum Abdichten des Gehäuses des Brennstoffeinspritzventils gegenüber einer Wandung der Einbaubohrung. Insbesondere handelt es sich um ein Brennstoffeinspritzventil zum direkten Einspritzen in den Brennraum. Die Dichtungsnut weist eine erste Flanke und eine zweite Flanke auf. Die erste Flanke stellt ein brennraumseitiges Ende der Dichtungsnut dar. Die zweite Flanke liegt der ersten Flanke gegenüber. Erfindungsgemäß ist der Dichtungsring so dimensioniert, dass er gleichzeitig an der ersten Flanke und an der zweiten Flanke anliegt. Somit ist der Dichtungsring in Montagerichtung des Brennstoffeinspritzventils beidseitig formschlüssig durch die beiden Flanken gehalten und erfährt keine Verschiebung während des Einführens des Brennstoffeinspritzventils in die Einbaubohrung. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Dichtring bereits vor der Montage des Brennstoffeinspritzventils in der Einbaubohrung gleichzeitig an den beiden Flanken anliegt. Dadurch wird sichergestellt, dass im montierten Zustand das brennraumseitige Ende bzw. die brennraumseitige Stirnfläche des Dichtrings an der ersten Flanke anliegt. Dadurch wird ein Großteil der brennraumseitigen Stirnseite des Dichtrings durch die erste Flanke verdeckt und kann somit nicht von dem heißen Gas des Brennraums angegriffen werden.
  • Es ist eine umlaufende Zusatznut am Gehäuse des Brennstoffeinspritzventils vorgesehen. Die Dichtungsnut ist dabei tiefer als die Zusatznut ausgebildet und die Zusatznut ist im direkten Anschluss an die Dichtungsnut angeordnet. Das bedeutet, dass der durch die Dichtungsnut gebildete Hohlraum direkt übergeht in den durch die Zusatznut gebildeten Hohlraum. Durch diese Anordnung ist das brennraumabgewandte Ende des Hohlraums, gebildet aus Dichtungsnut und Zusatznut, gestuft ausgebildet. Durch das Vorsehen dieser Zusatznut wird ein Raum für die Ausdehnung des Dichtrings zur Verfügung gestellt, der durch das radiale Zusammenpressen des Dichtrings bei der Montage des Einspritzventils benötigt wird. Gleichzeitig wird dabei durch die Abstufung zwischen der Dichtungsnut und der Zusatznut sichergestellt, dass der Dichtring stets formschlüssig an der ersten Flanke anliegt.
  • Die zweite Flanke ist am brennraumabgewandten Ende der Dichtungsnut ausgebildet. Zusätzlich ist es möglich, weitere zweite Flanken vorzusehen, die ein formschlüssiges Anliegen des Dichtrings an der ersten Flanke sicherstellen.
  • Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Bevorzugt ist eine Breite des Dichtrings größer oder gleich einem Abstand zwischen der ersten Flanke und der zweiten Flanke. Die Breite sowie der Abstand werden parallel zur Montagerichtung des Brennstoffeinspritzventils gemessen. Insbesondere ist vorgesehen, dass bereits vor der Montage des Brennstoffeinspritzventils in der Einbaubohrung die Breite des Dichtrings größer oder gleich dem Abstand zwischen der ersten und der zweiten Flanke ist. Ist die Breite des Dichtrings größer als der Abstand zwischen den beiden Flanken, so wird der Dichtring beim Einsetzen in die Dichtnut etwas in Axialrichtung gequetscht, so dass ein sicherer Kraft- und Formschluss des Dichtrings in der Dichtungsnut sichergestellt ist.
  • Des Weiteren ist bevorzugt ein Absatz vorgesehen, der in der Dichtungsnut angeordnet ist und über den Grund der Dichtungsnut herausragt. Dieser Absatz ist insbesondere vollumfänglich. Am Dichtring ist sodann eine umlaufende Innennut ausgebildet und der Absatz ragt formschlüssig in die Innennut. Dieser Form- und/oder Kraftschluss zwischen dem Absatz und der Innennut des Dichtrings dient zur weiteren Fixierung des Dichtrings in der Dichtungsnut.
  • Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass die vollständige erste Flanke nach der Montage des Brennstoffeinspritzventils in der Einbaubohrung den Dichtring berührt. In der einfachsten Ausführung ist die erste Flanke gerade und ungestuft ausgebildet. In entsprechender Weise weist auch die brennraumseitige Stirnfläche des Dichtrings eine gerade Fläche auf, die vollständig an der ersten Flanke anliegt. Ist die erste Flanke beispielsweise gestuft ausgebildet, so wird auch das brennraumseitige Stirnende des Dichtrings in entsprechender Weise gestuft ausgebildet, so dass die vollständige erste Flanke nach der Montage des Brennstoffeinspritzventils in der Einbaubohrung den Dichtring berührt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigen:
  • Figur 1
    ein Detail eines montierten, vorbekannten Brennstoffeinspritzventils,
    Figur 2
    ein montiertes, erfindungsgemäßes Brennstoffeinspritzventil gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
    Figur 3
    ein Detail aus Figur 2.
    Ausführungsform der Erfindung
  • Im Folgenden wird anhand der Figuren 2 und 3 ein Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils 1 genauer erläutert.
  • Figur 2 zeigt eine geschnittene Ansicht einer Brennkraftmaschine 2. Dargestellt ist hier der Zylinderkopf der Brennkraftmaschine 2. In der Brennkraftmaschine 2 befindet sich eine Einbaubohrung 3.
  • In diese Einbaubohrung 3 ist das Brennstoffeinspritzventil 1 montiert. Das Brennstoffeinspritzventil 1 umfasst ein Gehäuse 10 und einen Dichtring 6. Der Dichtring 6 ist bevorzugt als elastisches Element ausgebildet.
  • Des Weiteren zeigt Figur 2 einen Niederhalter 4, mit dem die Position des Brennstoffeinspritzventils 1 in der Brennkraftmaschine 2 sichergestellt wird. Über ein andeutungsweise dargestelltes Rail 5 wird das Brennstoffeinspritzventil 1 mit Brennstoff versorgt.
  • Figur 2 zeigt des Weiteren eine Montagerichtung 9 des Brennstoffeinspritzventils 1 sowie eine brennraumzugewandte Seite 7 und eine brennraumabgewandte Seite 8.
  • Figur 3 zeigt das in Figur 2 mit III gekennzeichnete Detail. In Figur 3 ist ein Ausschnitt der Brennkraftmaschine 2 und des Gehäuses 10 zu sehen. In dem Gehäuse 10 ist eine Dichtungsnut 11 ausgebildet. Vom Grund der Dichtungsnut 11 steht ein umlaufender Absatz 12 hervor. Ein brennraumseitiges Ende 17 der Dichtungsnut 11 ist durch eine erste Flanke 13 gebildet. Ein brennraumabgewandtes Ende 18 der Dichtungsnut 11 ist durch eine zweite Flanke 14 gebildet. In der Dichtungsnut 11 sitzt der Dichtring 6. Der Dichtring 6 umfasst an seiner Innenseite eine umlaufende Innennut 16, die formschlüssig auf dem Absatz 12 sitzt. Die Innennut 16 bildet sich beim Einbau des Einspritzventils 1 durch Materialverformung selbst aus. Brennraumseitig liegt die Stirnseite des Dichtrings 6 vollständig an der ersten Flanke 13 an, so dass das brennraumseitige Ende 17 der Dichtungsnut 11 und des Dichtrings 6 zusammenfallen. Die brennraumabgewandte Stirnseite des Dichtrings 6 liegt an der zweiten Flanke 14 an, so dass das brennraumabgewandte Ende 18 von Dichtungsnut 11 und Dichtring 6 zusammenfallen.
  • Des Weiteren schließt sich an das brennraumabgewandte Ende 18 der Dichtungsnut 11 eine Zusatznut 15 an. Die Dichtungsnut 11 ist dabei tiefer ausgebildet als die Zusatznut 15, so dass ein gestufter Übergang von der Dichtungsnut 11 in die Zusatznut 15 entsteht. Die Zusatznut 15 bildet einen Raum für die Ausdehnung des Dichtrings 6, der durch das radiale Zusammenpressen des Dichtrings 6 bei der Montage des Brennstoffeinspritzventils 1 benötigt wird.
  • Figur 3 zeigt des Weiteren eine Breite 21 des Dichtrings 6 sowie einen Abstand 22 zwischen der ersten Flanke 13 und der zweiten Flanke 14. Die Breite 21 ist gleich dem Abstand 22. Durch diese Dimensionierung des Dichtrings 6 wird sichergestellt, dass der Dichtring 6 in allen Lagen brennraumseitig an der ersten Flanke 13 anliegt. Dadurch kann brennraumseitig entstehendes Gas nur an einem Spalt 19 den Dichtring 6 angreifen.

Claims (4)

  1. Brennstoffeinspritzventil (1) zur Montage in einer Einbaubohrung (3) einer Brennkraftmaschine (2), umfassend
    - ein Gehäuse (10) mit einer umlaufenden Dichtungsnut (11), und
    - einen in der Dichtungsnut (11) angeordneten Dichtring (6) zum Abdichten des Gehäuses (10) gegenüber einer Wandung der Einbaubohrung (3),
    - wobei die Dichtungsnut (11) eine erste, ein brennraumseitiges Ende (17) der Dichtungsnut (11) bildende Flanke (13) und zumindest eine der ersten Flanke (13) gegenüberliegende zweite Flanke (14) aufweist, und
    - wobei der Dichtring (6) gleichzeitig an der ersten Flanke (13) und an der zweiten Flanke (14) anliegt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine umlaufende Zusatznut (15) am Gehäuse (10) vorgesehen ist, wobei die Dichtungsnut (11) tiefer ist als die Zusatznut (15) und wobei die Zusatznut (15) im direkten Anschluss an die Dichtungsnut (11) von der zweiten Flanke (14) am brennraumabgewandten Ende (18) der Dichtungsnut (11) ausgehend angeordnet ist.
  2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite (21) des Dichtrings (6) größer oder gleich einem Abstand (22) zwischen der ersten Flanke (13) und der zweiten Flanke (14) ist.
  3. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen über den Grund der Dichtungsnut (11) herausragenden Absatz (12) in der Dichtungsnut (11), und eine Innennut (16) am Dichtring (6), wobei der Absatz (12) formschlüssig in die Innennut (16) ragt.
  4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vollständige erste Flanke (13) nach der Montage des Brennstoffeinspritzventils (1) in der Einbaubohrung (3) den Dichtring (6) berührt.
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