FI124579B

FI124579B - sealing systems

Info

Publication number: FI124579B
Application number: FI20070582A
Authority: FI
Inventors: Thomas Hamann; Ludwig Maier; Dietmar Pinkernell; Andreas Stichnoth
Original assignee: Man Diesel Se
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2014-10-31
Also published as: FI20070582A0; JP2008101776A; KR101314971B1; FI20070582A; DE102006049202A1; JP5122907B2; CN101165373A; KR20080035438A

Description

Tiivistysjärjestelmäsealing system

Keksintö koskee tiivistysjärjestelmää rakenneosien tai rakenneosa-osuuksien välisen tiivistysalueen, erityisesti polttomoottorikoneen polttoaine-ruiskutuslaitteen rakenneosien tai rakenneosaosuuksien välisen suurpaine-5 alueen, tiivistämiseksi.The invention relates to a sealing system for sealing a sealing area between components or parts, in particular a high pressure area 5 between parts or components of a fuel injection device of an internal combustion engine.

Polttomoottorikoneiden polttoaineruiskutuslaitteissa, esim. yhteis-paineruiskutusdieselpolttomoottorikoneissa, löytyy lukuisia, toisiinsa rajoittuvien rakenneosien tai rakenneosaosuuksien välisiä suurpainetiivistysalueita, jotka täytyy tiivistää. Käytännöstä tunnetuissa polttoaineruiskutusjärjestelmissä sen-10 kaltaiset suurpainetiivistysalueet tiivistetään siten, että tiivistyspintojen alulle saadaan aikaan suuria pintapuristuksia, jolloin toisiinsa rajoittuvien rakenneosien tai rakenneosaosuuksien tiivistyspinnoille asetetaan suuret vaatimukset suhteessa niiden pinnanmuotoon, erityisesti suhteessa niiden karheuteen. Näin esim. julkaisusta DE 29 608 575 B4 on tunnettu polttomoottorikoneen poltto-15 aineenruiskutusventtiili, jolloin Venttiilinrungon ja välilevyn välinen suurpaine-tiivistysalue tiivistetään sen avulla, että yhteistoiminnassa olevista tiivistyspin-noista venttiilinrungossa ja välilevyssä kulloinkin yksi on holvattu pallomaisesti ulospäin ja toinen on joko tasainen tai myös pallomaisesti ulospäin holvattu. Tämä vaatii suurpainetiivistysalueen yhteistoiminnassa olevien tiivistyspintojen 20 tarkkaa valmistusta, mistä aiheutetaan suuria kustannuksia.In fuel injection equipment for internal combustion engines, e.g., co-injection diesel diesel engines, there are numerous high pressure sealing areas between adjacent components or components that need to be sealed. In fuel injection systems known in the art, high pressure sealing areas such as -10 are compacted such that high surface pressures are achieved at the beginning of the sealing surfaces, whereby the sealing surfaces of adjacent structural members or structural members are subject to high requirements relative to their surface shape. Thus, for example, DE 29 608 575 B4 discloses a fuel injection valve for an internal combustion engine, wherein the high pressure sealing region between the valve body and the baffle is sealed so that one of the cooperating sealing faces in the valve body and the spacer is also spherically outwardly arched. This requires the precise fabrication of the cooperating sealing surfaces 20 of the high pressure sealing area, which entails high costs.

Tästä lähtien esillä olevan keksinnön ongelma on saada aikaan uu-denkaltainen tiivistysjärjestelmä tiivistysalueen tiivistämiseksi rakenneosien tai rakenneosaosuuksien välissä.From now on, the problem of the present invention is to provide a similar sealing system for sealing the sealing area between the structural members or structural members.

Tämä ongelma ratkaistaan patenttivaatimuksen 1 mukaisen tiivistysjär- 25 jestelmän avulla. Keksinnön mukaisesti yhteen toisiaan vastapäätä sijaitsevista rakenneosista tai rakenneosaosuuksista, vastaavan kanavan tai kanavaosuuden o ™ alueelle on integroitu suurentava koverrus, jolloin koverrukseen on järjestetty ren- o gasmainen tai putkimainen holkki, jolloin holkki osa-asennettuna ulottuu osuudella ^ koverruksesta ja rajoittuu toisen rakenneosan tai rakenneosaosuuden pintaan, x 30 ja jolloin holkki on asennettaessa muovattavissa siten, että rakenneosien tai rakenneosaosuuksien vastakkaiset pinnat koskettavat toisiaan.This problem is solved by the sealing system of claim 1. According to the invention, one of the opposed structural members or structural members is integrated in the respective channel or channel section o ™ with an expanding concavity, wherein an annular or tubular sleeve is provided in the concavity, with the sleeve partially mounted extending or bordering , x 30 and wherein the sleeve can be molded during installation so that the opposing surfaces of the structural members or structural members contact each other.

CVJCVJ

g Tässä esillä olevan keksinnön tarkoituksessa rakenneosien tai raken- ^ neosaosuuksien välisen tiivistysalueen tiivistys tapahtuu käyttäen rengasmaista ° tai putkimaista hoikkia, joka osa-asennettuna ulottuu yhden yli rakenneosan tai 35 rakenneosaosuuden vastakkaisista pinnoista ja määrittää näin raon rakenneosan tai rakenneosaosuuden vastakkaisten pintojen välissä, jolloin kuitenkin 2 asennettaessa hoikkia muovataan siten, että pintapuristuksen aiheuttamisen jälkeen rakenneosien välissä niiden vastakkaiset pinnat rajoittuvat osiinsa tai koskettavat toisiaan. Rakenneosien tai rakenneosaosuuksien vastakkaiset pinnat voidaan valmistaa pienellä tarkkuudella, erityisesti pintakarheudelle asettavilla pie-5 nillä vaatimuksilla. Sama koskee rengasmaisen tai putkimaisen hoikin pintoja, jota hoikkia asennettaessa edullisesti muovataan elastisesti ja plastisesti.g For purposes of the present invention, the sealing area between components or parts is sealed using an annular or tubular sleeve which, when partially mounted, extends over one of the opposing surfaces of the component or component and thereby defines a gap between opposing surfaces of the component or component. when assembled, the sleeve is formed such that, after surface pressing, the opposing surfaces of the structural members are limited to their parts or touch each other. Opposing surfaces of the components or portions of the components can be manufactured with low precision, especially with low requirements for surface roughness. The same applies to the surfaces of the annular or tubular sleeve which, when mounted, are preferably elastically and plastically molded.

Keksinnön edulliset jatkomuodot käyvät ilmi epäitsenäisistä patenttivaatimuksista ja seuraavasta selitysosasta. Keksinnön suoritusesimerkkejä olematta rajoitettu näihin selvitetään lähemmin piirustuksen avulla. Piirustuksessa 10 kuvio 1 esittää poikkileikkauksen keksinnön mukaisen tiivistysjärjestel- män läpi keksinnön ensimmäisen suoritusesimerkin mukaisesti; ja kuvio 2 esittää poikkileikkauksen keksinnön mukaisen tiivistysjärjes-telmän läpi keksinnön toisen suoritusesimerkin mukaisesti.Preferred further embodiments of the invention will be apparent from the dependent claims and the following description. Examples of embodiments of the invention without being limited thereto will be further elucidated by the drawing. In the drawing 10, Figure 1 shows a cross-section through a sealing system according to the invention according to a first embodiment of the invention; and Figure 2 shows a cross-section through a sealing system according to the invention in accordance with another embodiment of the invention.

Tässä esillä oleva keksintö koskee tiivistysjärjestelmää rakenneosien 15 tai rakenneosaosuuksien tiivistysalueen, erityisesti polttomoottorikoneen polt-toaineenruiskutuslaitteen rakenneosien tai rakenneosaosuuksien välisen suur-painetiivistysalueen tiivistämiseksi.The present invention relates to a sealing system for sealing a high pressure sealing area between components 15 or component parts, in particular between parts or components of an internal combustion engine fuel injection device.

Keksinnön mukaisen tiivistysjärjestelmän käyttöalue ei kuitenkaan ole rajoitettu polttoaineenruiskutuslaitteisiin, pikemminkin tiivistysjärjestelmää voidaan 20 käyttää kaikkialla siellä, missä tiivistysalueita on tiivistettävä. Seuraavassa selitetään keksinnön mukainen tiivistysjärjestelmä viitaten kuvioihin 1 ja 2.However, the application range of the sealing system according to the invention is not limited to fuel injection devices, rather the sealing system can be used wherever the sealing areas need to be sealed. The sealing system according to the invention will now be described with reference to Figures 1 and 2.

Kuvio 1 esittää osittaisen poikkileikkauksen keksinnön mukaisen tiivistysjärjestelmän läpi kahden rakenneosan 11, 12 välisen tiivistysalueen tiivistämiseksi osa-asennettuna. Näin kuvion 1 mukaan molempiin rakenneosiin 11, 12 25 on kulloinkin integroitu kanava 13 tai 14, jolloin kanavat 13, 14 tunkeutuvat rakenneosien 11,12 vastakkaisten pintojen 15 tai 16 läpi ja täydentävät toisiaan mo- 5 lemminpuolisesti. Molempien rakenneosien 11, 12 kanavat 13, 14 ovat suurenFigure 1 shows a partial cross-section through a sealing system according to the invention for partially sealing a sealing area between two structural members 11, 12. Thus, according to Fig. 1, each of the structural members 11, 12 25 each has a channel 13 or 14 integrated therethrough, the channels 13, 14 penetrating through the opposite surfaces 15 or 16 of the structural members 11,12 and complementing each other. The channels 13, 14 of both components 11, 12 are large

C\JC \ J

^ paineen alaisena olevan väliaineen läpivirtaamia, jolloin väliaineen työntyminen ? ulos kanavista 13, 14 voidaan välttää keksinnön mukaisen tiivistysjärjestelmän o ^ 30 10 avulla.^ the flow-through of the pressurized medium, whereby the medium is pushed? out of the channels 13, 14 can be avoided by the sealing system o 30 of the invention.

| Kuvion 1 mukaan yhteen molemmista rakenneosista, nimittäin raken- neosaan 11, on sijoitettu koverrus 17. Koverrus 17 on kuvion 1 mukaan sijoitettu 00 g rakenneosan 11 pintaan 15 kanavan 13 alueelle, siis kanavan 13 osittaisen suu- o rennuksen alle.| According to Fig. 1, one of the two components, namely the component 11, is provided with a recess 17. The recess 17 is, as shown in Fig. 1, placed 00 g on the surface 15 of the component 11 in the region 13 of the channel 13, i.e. under the partial expansion.

o ^ 35 Koverrukseen 17 on järjestetty rengasmainen tai putkimainen holkki 18. Holkki 18 ulottuu kuviossa 1 esitetyssä, osa-asennetussa tiivistysjärjestelmän 3 10 tilassa osuudella ulos koverruksesta 17 ja ulottuu näin rakenneosan 11 pinnan yli. Holkki 18 nojaa tällöin otsapinnalla 19 rakenneosan 12 pintaan 16 ja määrittää osa-asennettuna kuvion 1 mukaan raon 20, jonka leveys on a molempien rakenneosien 11, 12 välissä.An annular or tubular sleeve 18 is provided in the recess 17, the portion 18 extending in a partially mounted state of the sealing system 3 10 by a portion out of the recess 17, thereby extending over the surface of the component 11. The sleeve 18 then rests on the face 16 of the structural member 12 on the face surface 19 and defines a slot 20 having a width a between the two structural members 11, 12 when partially mounted.

5 Asennettaessa molemmat rakenneosat 11, 12 ruuvataan edullisesti keskenään yhteen, jolloin tässä hoikin 18 ja rakenneosan 12 väliin tuotetaan pin-tapuristus, jonka perusteella hoikkia 18 asennettaessa muovataan siten, että molemmat rakenneosat 11,12 rajoittuvat pinnoillaan 15, 16 toisiinsa tai koskettavat toisiaan, että näin ollen rako 20 molempien rakenneosien välissä 11, 12 10 katoaa. Tällöin hoikin 18 muotoa muutetaan elastisesti ja sen jälkeen plastisesti. Tämän avulla saadaan aikaan hoikin 18 otsapinnan 19 ja rakenneosan 12 pinnan välisten tiivistysvoimien tasaus, minkä vuoksi rakenneosien 11, 12 pinnat 15, 16 sekä hoikin 18 otsapinta voidaan valmistaa pienillä, niiden pinnanlaadulle asetettavilla vaatimuksilla, erityisesti pienillä, niiden pintakarheudelle asetetta-15 villa vaatimuksilla.Preferably, when assembling the two components 11, 12, a pinching is provided between the sleeve 18 and the component 12, whereby, when the sleeve 18 is mounted, it is molded so that the two components 11,12 abut against or contact one another with thus, the gap 20 between the two components 11, 12 10 disappears. The sleeve 18 is then elastically deformed and then plastically deformed. This provides an equalization of the sealing forces between the face surface 19 of the sleeve 18 and the surface of the component 12, so that the surfaces 15, 16 of the components 11, 12 and the face of the sleeve 18 can be manufactured with low surface quality requirements, particularly low surface roughness requirements.

Osa-asennettuna raon 20 leveys a on edullisesti 0,1 mm - 1,0 mm, holkki 18 ulottuu näin ollen osa-asennettuna 0,03 mm -1,0 mm ulos rakenneosan 11 koverruksesta 17. Hoikin 18 seinämäpaksuus, siis sen sisähalkaisijan ja ulko-halkaisijan ero, on 0,5 mm - 5,0 mm, jolloin hoikin 18 ulkohalkaisija on edullisesti 20 1,01 -kertainen -1,5 -kertainen hoikin 18 sisähalkaisijasta.When partially mounted, the width a of the slot 20 is preferably 0.1 mm to 1.0 mm, thus the sleeve 18 extends 0.03 mm to 1.0 mm out of the recess 17 of the component 11 when partially installed. The wall thickness of the sleeve 18, i.e. its internal diameter and the outer diameter difference is 0.5 mm to 5.0 mm, whereby the outer diameter of the sleeve 18 is preferably 20 1.01 -1.5 times the inner diameter of the sleeve 18.

Tiivistettäessä suurpainetiivistysalueita holkki 18 on muodostettu edullisesti metallisesta materiaalista. Pienpainealueita tiivistettäessä holkki 18 voi olla valmistettu myös muovista.When sealing the high pressure sealing areas, the sleeve 18 is preferably formed of a metallic material. When compacting low pressure areas, the sleeve 18 may also be made of plastic.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen tiivistysjärjestelmän 21 lisäsuori- 25 tusesimerkin, jolloin kuvion 2 suoritusesimerkki vastaa pääasiassa kuvion 1 suo- ritusesimerkkiä, joten tarpeettomien toistojen välttämiseksi samoille rakenneryh- 5 mille käytetään samoja viitenumerolta. Seuraavassa mennään vain yksityiskoti en ^ tiin, joissa kuvion 2 suoritusesimerkki eroaa kuvion 1 suoritusesimerkistä.Figure 2 illustrates an additional embodiment of the sealing system 21 according to the invention, wherein the embodiment of Figure 2 corresponds essentially to the embodiment of Figure 1, so that the same reference numerals are used for the same structural groups to avoid unnecessary repetitions. In the following, we will only go to a private home where the embodiment of Figure 2 differs from the embodiment of Figure 1.

° Kuvion 2 suoritusesimerkissä hoikin 18 ulkoseinämään on sijoitettu o ^ 30 uramainen koverrus 22. Koverruksen 22 kautta hoikin 18 jäykkyyttä voidaan | tavoitellusti säätää, samoin kuin sen seinämäpaksuuden tai ulkohalkaisija-sisä- pg halkaisija -suhteen kautta.° In the exemplary embodiment of Figure 2, a groove 22 of groove 22 is disposed on the outer wall of the sleeve 18. as desired, as well as through its wall thickness or outside diameter to inside diameter ratio.

00 g Kuten jo on esitetty, holkki 18 ulottuu tiivistysjärjestelmän 10 tai 21 o osa-asennetussa tilassa rakenneosan 11 pinnan 15 yli mitan a, jolloin asennet- ^ 35 taessa hoikin 18 muotoa muutetaan, joten molempien rakenneosien 11, 12 pin nat rajoittuvat toisiinsa. Maksimaalinen pintapuristus vaikuttaa hoikin 18 otsa- 4 pinnan 19 ja rakenneosan 12 pinnan 16 välissä, jolloin hoikin 18 muotoa muutetaan plastiselle alueelle saakka. Tämän avulla saavutetaan vaikuttavien tiivistys-voimien tasaaminen. Holkki 18 täydentää rakenneosiin 11,12 integroituja kanavia 13, 14.As already shown, the sleeve 18 in the partially assembled state of the sealing system 10 or 21o extends over the surface 15 of the component 11, whereby, when mounted, the sleeve 18 is deformed so that the surfaces of the two components 11, 12 are limited to one another. Maximum surface pressing acts between the end face 19 of the sleeve 18 and the surface 16 of the structural member 12, thereby deforming the sleeve 18 all the way to the plastic region. This achieves an equalization of the effective sealing forces. The sleeve 18 completes the channels 13, 14 integrated with the components 11,12.

5 't δ c\j 00 o o C\l5 't δ c \ j 00 o o C \ l

XX

cccc

CLCL

CMCM

0000

LOLO

OO

oo

CMCM

Claims

A sealing system for sealing a high pressure sealing area between components of a combustion engine fuel injection device, wherein in the components are integral channels which penetrate through the opposing surfaces of the components and with the aid of which a medium under high pressure can be guided, in one of the components (11). ) resilient surfaces (15) in the region of the corresponding channel (13) are integrated a groove (17) which enlarges the inner diameter of the channel and in the groove (17) is placed an annular or tubular sleeve (18), wherein the sleeve (18) a partially assembled condition extends partially from the groove and slopes toward the surface (16) of the second component (12) and wherein the shape of the sleeve (18) can be changed during assembly, such that the opposing surfaces (15, 16) of the components (11, 12) touching each other, characterized in that the shape of the sleeve (18) changes elastically during mounting and then plastically, that the outer diameters of the sleeve (18) are 1.01 threads -1.5 threads equal with the inner diameter of the sleeve, and that the wall thickness of the sleeve (18) is 0.5 mm - 5.0 mm and that in the outer wall of the annular or tubular sleeve (18) is a recess (22).

Sealing system according to claim 1, characterized in that the sleeve (19) extends 0.03 mm - 1.0 mm out of the recess (17) in a partially assembled state. 20

Sealing system according to claim 1 or 2, characterized in that the sleeve (18) complements the channels or channel sections integrated in the components or component sections. δ CM CO cp O CM X X Q. CM CO LO O o o CM