WO2001057394A1 - Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen - Google Patents

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WO2001057394A1
WO2001057394A1 PCT/DE2000/004477 DE0004477W WO0157394A1 WO 2001057394 A1 WO2001057394 A1 WO 2001057394A1 DE 0004477 W DE0004477 W DE 0004477W WO 0157394 A1 WO0157394 A1 WO 0157394A1
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WO
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valve member
pressure
gap
sealing ring
fuel
Prior art date
Application number
PCT/DE2000/004477
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French (fr)
Inventor
Detlev Potz
Christoph Buehler
Ralf Maier
Karl Hofmann
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/08—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction with expansion obtained by pressure of the medium
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    • F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/12—Details
    • F16J9/14—Joint-closures
    • F16J9/16—Joint-closures obtained by stacking of rings

Definitions

  • the invention is based on a fuel injection valve for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • a fuel injection valve is known from published patent application DE 195 08 636 AI.
  • a fuel injection valve is in a valve body
  • L5 formed a bore in which a piston-shaped, longitudinally displaceable valve member is arranged.
  • the valve member is guided in a section of its length facing away from the combustion gray and tapers towards the combustion chamber with the formation of a pressure shoulder and goes into a valve
  • an essentially conical valve sealing surface is arranged, which cooperates with a valve seat designed at the combustion chamber end of the bore for controlling at least one injection opening.
  • the pressure shoulder is arranged in a pressure chamber formed in the valve body, which merges the valve seat into an annular channel surrounding the valve member.
  • the pressure chamber can be filled with fuel under high pressure via an inlet channel formed in the valve body.
  • the annular gap between the guided section of the valve member and the bore must have a small cross section, so that only a
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the sealing of the annular gap between the valve member and the bore is carried out by sealing rings which radially outwards through the fuel pressure of the pressure chamber
  • the sealing ring is arranged in an annular groove formed on the valve member, the inner diameter of the sealing ring being dimensioned such that a pressure gap is formed between the outer surface of the annular groove and the inner outer surface of the sealing ring
  • Sealing ring is interrupted by a gap at at least one point on its circumference, so that its diameter is variable. Due to the high fuel pressure in the pressure gap, the sealing ring is pressed radially outwards and thus with its outer
  • the sealing ring seals the annular gap formed between the valve member and the bore against the low-pressure region of the fuel injection valve. Because the diameter of the sealing ring depends on the diameter of the fuel pressure
  • the valve member has only one guided section.
  • One or more sealing rings are arranged within this section and ensure a secure sealing of the high pressure area against the low pressure area of the fuel injection valve. The object of the invention can thus be applied to a large number of already existing fuel injection valves without major design changes being necessary.
  • the valve member has a section which is used exclusively for guiding the valve member in the bore, and a further, sealed section in which the sealing rings according to the invention are arranged and which thus seal the high-pressure region against the Low pressure range of the fuel injector is used. Since these two sections of the valve member have different tasks and do not have to both guide the valve member and seal the high pressure area, both sections can be optimally adapted to their task. In addition, with this configuration it is possible to form the leading section and the sealed section of the valve member in different parts of the valve body. This simplifies production and makes them correspondingly less expensive.
  • the gap interrupting the sealing ring has a radial section starting from the inner lateral surface of the sealing ring, an adjoining tangential section and an adjoining radial section which extends to the outer lateral surface of the sealing ring. This seals the pressure gap formed between the valve member and the inner circumferential surface of the sealing ring. gene given the bore 2, so that no fuel can get from the high pressure area between the sealing ring and bore.
  • the sealing ring is interrupted at more than one point by a gap, so that it consists of two or more parts.
  • the sealing ring can be mounted more easily in the groove of the valve member and can be made from a relatively rigid and inflexible material, preferably steel.
  • more than one sealing ring is arranged in the annular groove. If the sealing rings are arranged rotated relative to one another, there is a uniform sealing of the sealing rings over the circumference of the bore and thus less wear during the movement of the valve member in the bore.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a fuel injection valve with sealing rings according to the invention
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a further exemplary embodiment of a fuel injection valve with sealing rings according to the invention
  • 3 shows a cross section through the fuel injector shown in Figure 1 at the level of the sealing rings
  • FIG 4 shows a longitudinal section through the fuel injection valve shown in Figure 1 in the area of the sealing rings.
  • a bore 2 is formed in a valve body 1, in which a piston-shaped valve member 5, which is axially displaceable against a closing force, is arranged.
  • the valve member 5 is guided in the bore 2 with a section 105 facing away from the combustion chamber and
  • L5 tapers toward the combustion chamber, forming a pressure shoulder 9 to form a valve member shaft 205.
  • two sealing rings 20 are arranged, which seal the annular gap 10 formed between the guided section 105 of the valve member 5 and the bore 2
  • an essentially conical valve sealing surface 7 is formed, which has a valve seat 13 formed at the end of the bore 2 on the combustion chamber side for controlling at least one injection delta.
  • valve sealing surface 7 is pressed against the valve seat 13 and the injection opening 15 is closed.
  • the pressure shoulder 9 is arranged in a pressure chamber 11 which is formed in the valve body 1 and faces the valve seat 13
  • the pressure chamber 11 can be filled with fuel under high pressure via an inlet channel 3 formed in the valve body 1.
  • the fuel injector works as follows: Fuel is introduced into the pressure chamber 11 under high pressure via the inlet channel 3. The hydraulic force on the pressure shoulder 9 and the valve sealing surface 7 5 results in an axial force on the valve member 5 against the closing force. If this axial force exceeds the closing force, the valve member 5 is moved in the axial direction and lifts with the valve sealing surface 7 from the valve seat 13. As a result, the pressure chamber 11 with the injection opening 15
  • the sealing rings 20 ensure that the leakage oil flow does not exceed a certain value and thus does not impair the pressure build-up in the pressure chamber 11 and thus the function of the fuel injection valve.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a further fuel injection valve according to the invention.
  • a valve body 1 is clamped axially by a clamping nut 4 with the interposition of an intermediate body 17 against a valve holding body 8.
  • a bore 2 is formed in the intermediate body 17 and in the valve body 1, in which a piston-shaped valve member 5 is arranged to be axially displaceable.
  • the valve member 5 is guided in a central section 305 in the bore 2 and passes from there in the direction of the combustion chamber to form a pressure shoulder 9 into a valve member shaft 205 with a smaller diameter.
  • an essentially conical valve sealing surface 7 is formed, which cooperates with a valve seat 13 formed in the valve body 1 for controlling at least one injection opening 15.
  • the pressure shoulder 9 and the valve member shaft 205 are surrounded by an annular channel 12 which extends to the valve seat 13.
  • At least one flattened portion 42 is formed on the guided, central section 305 of the valve member 5, which flattens the annular channel 12 with a
  • the pressure chamber 11 connects the pressure chamber 11 formed in the intermediate body 17.
  • the pressure chamber 11 can be filled with fuel under high pressure via an inlet channel 3 formed in the intermediate body 17 and the valve holding body 8.
  • valve member 5 At the end of the valve member 5 facing away from the combustion chamber, the latter is connected to a spring plate 48 which is arranged in a spring chamber 46 formed in the valve holding body 8.
  • a closing spring 44 arranged in the spring chamber 46 is supported on the spring plate 48 facing the combustion chamber and produced by
  • the section of the valve member 5 arranged in the intermediate body 17 is designed as a sealed section 105, wherein between the sealed section 105 and the bore
  • FIG. 3 shows a cross section through the valve member 5 shown in FIG. 1 in the area of the sealing rings 20 and FIG. 5 4 shows a longitudinal section through the one shown in FIG Valve member 5 in the area of the sealing rings 20.
  • An annular groove 35 is formed on the valve member 5, which has an at least approximately rectangular cross section.
  • two sealing rings 20 are arranged, which also have a rectangular cross section.
  • the inside diameter of the sealing rings 20 is dimensioned such that it is larger than the diameter of the circumferential surface of the annular groove 35, so that a longitudinal pressure gap 22 extending in the longitudinal direction of the valve member 5 is formed between the sealing rings 20 and the annular groove 35.
  • the axial extent of the sealing rings 20 is smaller than the width of the annular groove 35, so that between the high-pressure side surface 37 of the annular groove 35 and the high-pressure facing end surface 30 of the sealing ring 20 a transverse pressure gap 24 extending perpendicular to the longitudinal axis 50 of the valve member 5 is formed becomes.
  • This is connected to the longitudinal pressure gap 22 and via the annular gap 10 formed between the valve member 5 and the bore 2 with the pressure chamber 11. Since the annular gap 10 is so large that the fuel pressure in the pressure chamber 11 continues into the annular gap 10, there is also approximately the same fuel pressure in the pressure gaps 22 and 24 as in the pressure chamber 11.
  • the sealing ring 20 is interrupted by a gap 25 at two opposite points on its circumference.
  • the gap 25 is composed of an inner radial gap 26, which starts from the inner circumferential surface of the sealing ring 20, a tangential gap 27, which adjoins the radial gap 26, and an outer radial gap 28, which adjoins the tangential gap 27 and up to
  • the outer circumferential surface of the sealing ring 20 is sufficient, which makes the sealing ring 20 flexible in diameter.
  • sealing rings 20 are interrupted by a gap 25 at more than two locations or at only one location on their circumference. It is also possible to arrange more than two sealing rings 20 in the annular groove 35.
  • the shape of the gap 25 can also be varied. As an alternative to the course of the gap 25 shown in FIG. 3, it can also be provided that the gap 25 is designed as a simple radial gap, which extends from the inner lateral surface to the outer lateral surface of the sealing ring 20.
  • each of the sealing rings or sealing ring packages in the individual ring grooves 35 takes over part of the sealing function.

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Abstract

Kraftstoffeinspritzventil mit einem Ventilkörper (1), in dem in einer Bohrung (2) ein kolbenförmiges, Längsverschiebbares Ventil glied (5) auf einem Abschnitt (105) seiner Länge geführt ist und dem Brennraum zu unter Bildung einer Druckschulter (9) in einen im Durchmesser kleineren Ventilgliedschaft (205) übergeht. Das brennraumseitige Ende des Ventilgliedes (5) steuert in bekannter Weise wenigstens eine Einspritzöffnung (15). Die Druckschulter (9) und der Ventilgliedschaft (205) sind in einem im Ventilkörper (1) ausgebildeten Druckraum (11) angeordnet, der mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllbar ist. Am geführten Abschnitt (105) des Ventilgliedes (5) ist eine Ringnut (35) ausgebildet, in der wenigstens ein Dichtring (20) angeordnet ist, der an wenigstens einer Stelle seines Umfangs durch einen Spalt (25) unterbrochen ist. Zwischen dem Dichtring (20) und der Ringnut (35) ist ein längsgerichteter (22) und ein quergerichteter Druckspalt (24) ausgebildet, die mit dem Druckraum verbunden sind. Durch den Kraftstoffdruck in den Druckspalten (22, 24) wird der Dichtring (20) radial nach aussen und gegen die brennraumabgewandte Seitenfläche (39) der Ringnut (35) gepresst, wodurch eine gute Abdichtung des Druckraums (11) gegeben ist.

Description

Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
Stand der Technik
L0 Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Ein derartiges Kraftstoffeinspritzventil ist aus der Offenlegungsschrift DE 195 08 636 AI bekannt. Bei einem derartigen Kraftstoffeinspritzventil ist in einem Ventilkörper
L5 eine Bohrung ausgebildet, in der ein kolbenförmiges, längsverschiebbares Ventilglied angeordnet ist. Das Ventilglied ist in einem brennrau abgewandten Abschnitt seiner Länge in der Bohrung geführt und verjüngt sich zum Brennraum hin unter Bildung einer Druckschulter und geht in einen Ventil-
!0 schaft über. Am brennraumsei igen Ende des Ventilgliedes ist eine im wesentlichen konische Ventildichtfläche angeordnet, die mit einem am brennraumseitigen Ende der Bohrung ausgebildeten Ventilsitz zur Steuerung wenigstens einer Einspritzöffnung zusammenwirkt .
!5 Die Druckschulter ist in einem im Ventilkörper ausgebildeten Druckraum angeordnet, der dem Ventilsitz zu in einen das Ventilglied umgebenden Ringkanal übergeht. Der Druckraum ist über einen im Ventilkörper ausgebildeten Zulaufkanal mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllbar.
10
Um einen hohen Kraftstoffdruck im Druckraum aufzubauen, der für die Einspritzung notwendig ist, muß der Ringspalt zwischen dem geführten Abschnitt des Ventilgliedes und der Bohrung einen kleinen Querschnitt aufweisen, so daß nur ein ge-
:5 drosselter Leckölstrom durch diesen Ringspalt in den Nieder- druckbereich des Kraftstoffeinspritzventils hindurchtreten kann. Um dies zu erreichen, muß sowohl die Bohrung als auch der geführte Abschnitt des Ventilgliedes äußerst präzise und mit geringen Toleranzen gefertigt sein. Dies ist sehr aufwendig und damit kostenintensiv.
Vorteile der Erfindung
L0 Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Abdichtung des Ringspalts zwischen dem Ventilglied und der Bohrung durch Dichtringe erfolgt, die durch den Kraftstoffdruck des Druckraums radial nach außen
L5 gegen die Wand der Bohrung gedrückt werden. Der Dichtring ist in einer am Ventilglied ausgebildeten Ringnut angeordnet, wobei der Innendurchmesser des Dichtrings so bemessen ist, daß zwischen der Mantelfläche der Ringnut und der Innenmantelfläche des Dichtrings ein Druckspalt ausgebildet
10 ist, der mit dem Hochdruck des Druckraums verbunden ist. Der
Dichtring ist an wenigstens einer Stelle seines Umfangs von einem Spalt unterbrochen, so daß er im Durchmesser variabel ist . Durch den Kraftstoffhochdruck im Druckspalt wird der Dichtring radial nach außen gepreßt und so mit seiner Außen-
!5 seite gegen die Wand der Bohrung gedrückt. Dadurch dichtet der Dichtring den zwischen dem Ventilglied und der Bohrung ausgebildeten Ringspalt gegen den Niederdruckbereich des Kraftstoffeinspritzventils ab. Da sich der Durchmesser des Dichtrings durch den Kraftstoffdruck an den Durchmesser der
SO Bohrung angleicht, kann der Ringspalt zwischen dem geführten Abschnitt des Ventilgliedes und der Bohrung entsprechend größer ausfallen. Die Bohrung und der führende Abschnitt des Ventilgliedes können somit mit deutlich geringerer Präzision gefertigt werden, was entsprechend kostengünstiger ist . In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung weist das Ventilglied nur einen geführten Abschnitt auf. Ein oder mehrere Dichtringe sind innerhalb dieses Abschnitts angeordnet und sorgen für eine sichere Abdichtung des Hochdruckbereichs gegen den Niederdruckbereich des Kraftstoffeinspritzventils . Der Gegenstand der Erfindung läßt sich so bei einer Vielzahl von bereits existierenden Kraftstoffeinspritzventilen anwenden, ohne daß größere konstruktive Änderungen nötig wären.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung weist das Ventilglied einen Abschnitt auf, der ausschließlich der Führung des Ventilgliedes in der Bohrung dient, und einen weiteren, abgedichteten Abschnitt, in dem die erfindungsgemäßen Dichtringe angeordnet sind und der so der Abdichtung des Hochdruckbereichs gegen den Niederdruckbereich des Kraftstoffeinspritzventils dient. Da diese beiden Abschnitte des Ventilgliedes unterschiedliche Aufgaben haben und nicht sowohl das Ventilglied führen als auch den Hochdruckbereich abdichten müssen, können beide Abschnitte optimal an ihre Aufgabe angepaßt werden. Darüber hinaus ist es bei dieser Ausgestaltung möglich, den führenden Abschnitt und den abgedichteten Abschnitt des Ventilgliedes in unterschiedlichen Teilen des Ventilkörpers auszu- bilden. Dies erleichtert die Fertigung und macht sie entsprechend kostengünstiger.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der den Dichtring unterbrechende Spalt einen radialen, von der In- nenmantelfläche des Dichtrings ausgehenden Abschnitt auf, einen sich daran anschließenden tangentialen Abschnitt und einen sich daran wiederum anschließenden radialen Abschnitt, der bis zur Außenmantelfläche des Dichtrings reicht . Dadurch ist eine Abdichtung des zwischen dem Ventilglied und der In- nenmantelfläche des Dichtrings ausgebildeten Druckspalts ge- gen die Bohrung 2 gegeben, so daß kein Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich zwischen Dichtring und Bohrung geraten kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Dichtring an mehr als einer Stelle durch einen Spalt unterbrochen, so daß er aus zwei oder mehr Teilen besteht . Dadurch kann der Dichtring leichter in die Nut des Ventilgliedes montiert werden und kann aus einem relativ steifen und in- flexiblen Material, vorzugsweise Stahl, gefertigt sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist mehr als ein Dichtring in der Ringnut angeordnet. Sind die Dichtringe gegeneinander gedreht angeordnet, ergibt sich eine gleichmä- ßige Dichtung der Dichtringe über den Umfang der Bohrung und damit ein geringer Verschleiß bei der Bewegung des Ventilgliedes in der Bohrung.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegen- Standes der Erfindung sind der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils dargestellt. Es zeigt die
Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Kraftstoffeinspritzven- til mit erfindungsgemäßen Dichtringen,
Figur 2 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungs- beispiel eines Kraf stoffeinspritzventils mit er indungsgemäßen Dichtringen, Figur 3 einen Querschnitt durch das in Figur 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzventil auf der Höhe der Dichtringe und
Figur 4 einen Längsschnitt durch das in Figur 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzventils im Bereich der Dichtringe.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Figur 1 ist ein Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes
L0 Kraftstoffeinspritzventil gezeigt. In einem Ventilkörper 1 ist eine Bohrung 2 ausgebildet, in der ein kolbenförmiges, entgegen einer Schließkraft axial verschiebbares Ventilglied 5 angeordnet ist. Das Ventilglied 5 ist mit einem brennraum- abgewandten Abschnitt 105 in der Bohrung 2 geführt und ver-
L5 jungt sich zum Brennraum hin unter Bildung einer Druckschulter 9 zu einem Ventilgliedschaft 205. Im geführten Abschnitt 105 des Ventilgliedes 5 sind zwei Dichtringe 20 angeordnet, die den zwischen dem geführten Abschnitt 105 des Ventilgliedes 5 und der Bohrung 2 ausgebildeten Ringspalt 10 gegen den
20 Leckölbereich des Kraftstoffeinspritzventils abdichten. Am brennraumseitigen Ende des Ventilgliedes 5 ist eine im wesentlichen konische Ventildichtfläche 7 ausgebildet, die mit einem am brennraumseitigen Ende der Bohrung 2 ausgebildeten Ventilsitz 13 zur Steuerung wenigstens einer Einspritzδff-
25 nung 15 zusammenwirkt. Durch die auf das Ventilglied 5 wirkende Schließkraft wird die Ventildichtfläche 7 gegen den Ventilsitz 13 gepreßt und die Einspritzöffnung 15 verschlossen. Die Druckschulter 9 ist in einem im Ventilkörper 1 ausgebildeten Druckraum 11 angeordnet, der dem Ventilsitz 13 zu
50 in einen das Ventilglied 5 umgebenden Ringkanal übergeht und bis zum Ventilsitz 13 reicht. Über einen im Ventilkörper 1 ausgebildeten Zulaufkanal 3 kann der Druckraum 11 mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllt werden. Die Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzventils ist wie folgt : Über den Zulaufkanal 3 wird Kraftstoff unter hohem Druck in den Druckraum 11 eingeführt . Durch die hydraulische Kraft auf die Druckschulter 9 und die Ventildichtfläche 7 5 ergibt sich eine axiale Kraft auf das Ventilglied 5 entgegen der Schließkraft. Übersteigt diese axiale Kraft die Schließkraft, so wird das Ventilglied 5 in axialer Richtung bewegt und hebt mit der Ventildichtfläche 7 vom Ventilsitz 13 ab. Dadurch wird der Druckraum 11 mit der Einspritzöffnung 15
L0 verbunden und Kraftstoff wird in den Brennraum eingespritzt. Bedingt durch den hohen Kraftstoffdruck wird auch Kraftstoff durch den zwischen dem geführten Abschnitt 105 des Ventilgliedes 5 und der Bohrung 2 ausgebildeten Ringspalt 10 gepreßt und über ein in der Zeichnung nicht dargestelltes
.5 Leckölsystem abgeführt. Durch die Dichtringe 20 ist sichergestellt, daß der Leckölstrom einen bestimmten Wert nicht überschreitet und so den Druckaufbau im Druckraum 11 und somit die Funktion des Kraftstoffeinspritzventils nicht beeinträchtigt .
»0
In Figur 2 ist ein Längsschnitt durch ein weiteres erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil gezeigt. Ein Ventilkörper 1 ist durch eine Spannmutter 4 unter Zwischenlage eines Zwischenkörpers 17 gegen ein Ventilhaltekörper 8 axial verspannt. Im Zwischenkörper 17 und im Ventilkörper 1 ist eine Bohrung 2 ausgebildet, in der ein kolbenförmiges Ventilglied 5 axial verschiebbar angeordnet ist. Das Ventilglied 5 ist in einem zentralen Abschnitt 305 in der Bohrung 2 geführt und geht von dort in Richtung auf den Brennraum zu unter Bildung einer Druckschulter 9 in einen im Durchmesser kleineren Ventilgliedschaft 205 über. Am brennraumseitigen Ende des Ventilgliedes 5 ist eine im wesentlichen konische Ventildichtfläche 7 ausgebildet, die zur Steuerung wenigstens einer Einspritzöffnung 15 mit einem im Ventilkörper 1 ausgebildeten Ventilsitz 13 zusammenwirkt. Die Druckschulter 9 und der Ventilgliedschaft 205 sind von einem Ringkanal 12 umgeben, der bis zum Ventilsitz 13 reicht. Am geführten, zentralen Abschnitt 305 des Ventilgliedes 5 ist wenigstens eine Abflachung 42 ausgebildet, die den Ringkanal 12 mit ei-
5 nem im Zwischenkörper 17 ausgebildeten Druckraum 11 verbindet . Der Druckraum 11 ist über einen im Zwischenkörper 17 und dem Ventilhaltekörper 8 ausgebildeten Zulaufkanal 3 mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllbar.
L0 Am brennraumabgewandten Ende des Ventilgliedes 5 ist dieses mit einem Federteller 48 verbunden, der in einem im Ventil- haltekörper 8 ausgebildeten Federraum 46 angeordnet ist. Eine im Federraum 46 angeordnete Schließfeder 44 stützt sich brennraumzugewandt am Federteller 48 ab und erzeugt durch
L5 ihre Vorspannung eine Schließkraft auf das Ventilglied 5, mit der dieses mit der Ventildichtfläche 7 gegen den Ventilsitz 13 gepreßt wird. Alternativ zur Schließfeder 44 kann es auch vorgesehen sein, daß die Schließkraft auf das Ventilglied 5 durch eine andere zweckdienliche Vorrichtung erzeugt 0 wird.
Der im Zwischenkörper 17 angeordnete Abschnitt des Ventilgliedes 5 ist als abgedichteter Abschnitt 105 ausgeführt, wobei zwischen dem abgedichteten Abschnitt 105 und der Boh-
25 rung 2 ein Ringspalt 10 ausgebildet ist, dessen Querschnittsfläche so groß ist, daß sich der Kraftstoffdruck des Druckraums 11 bis in den Ringspalt 10 fortsetzt. Im abgedichteten Abschnitt 105 des Ventilgliedes 5 sind zwei Dichtringe 20 angeordnet, die durch den Kraftstoffdruck im Ring-
>0 räum 10, wie weiter unten beschrieben, nach außen gepreßt werden und dadurch den brennraumseitig zu den Dichtringen angeordneten Abschnitt des Ringspalts 10 gegen den brenn- raumabgewandt zu den Dichtringen 20 angeordneten Ringspalt
10 abdichten. Dadurch gelangt auch bei hohem Kraftstoffdruck >5 im Druckraum 11 nur wenig Kraftstoff gedrosselt durch den Ringspalt 10 in den Federraum 46 und von dort in ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Leckölsystem. Durch die gute Dichtung der Dichtringe 20 wird der Kraftstoffström an den Dichtringen 20 vorbei so stark gedrosselt, daß am Federraum 5 46 nur ein geringer Kraftstoffdruck von vorzugsweise weniger als 1 MPa herrscht .
Die Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzventils ist wie folgt: Zu Beginn der Einspritzung wird das Ventilglied 5 von
L0 der Schließfeder 44 beaufschlagt, so daß die Ventildichtfläche 7 gegen den Ventilsitz 13 gepreßt wird. Dadurch ist die Einspritzöffnung 15 gegen den Ringkanal 12 verschlossen und es wird kein Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt. Durch Kraftstoffzufuhr durch den Zulaufkanal 3 erhöht sich der
L5 Kraftstoffdruck im Druckraum 11 und über die Abflachungen 42 auch der Kraftstoffdruck im Ringkanal 12. Die dadurch entstehende hydraulische Kraft auf die Druckschulter 9 und die Ventildichtfläche 7 steigt an, bis die daraus resultierende Kraft in axialer Richtung betragsmäßig gleich groß wie die
20 Kraft der Schließfeder 44 ist, und das Ventilglied 5 bewegt sich in axialer Richtung vom Brennraum weg. Der Kraftstoff kann nun aus dem Zulaufkanal 3 durch den Druckraum 11, die Abflachungen 42 und den Ringkanal 12 zu den Einspritzöffnungen 15 strömen, von wo er in den Brennraum eingespritzt
15 wird. Wird die Kraftstoffzufuhr durch den Zulaufkanal 3 unterbrochen, sinkt der Druck im Druckraum 11 und dem Ringkanal 12 ab, bis die in axialer Richtung wirkende Komponente der hydraulischen Kraft kleiner wird als die Schließkraft der Feder 44. Das Ventilglied 5 wird auf den Ventilsitz 13
SO zubewegt, bis es mit der Ventildichtfläche 7 dort zur Anlage kommt und die Einspritzöffnung 15 verschließt.
In Figur 3 ist ein Querschnitt durch das in Figur 1 gezeigte Ventilglied 5 im Bereich der Dichtringe 20 gezeigt und Figur !5 4 zeigt einen Längsschnitt durch das in Figur 1 gezeigte Ventilglied 5 im Bereich der Dichtringe 20. Am Ventilglied 5 ist eine Ringnut 35 ausgebildet, die einen zumindest annähernd rechteckförmigen Querschnitt aufweist. In der Ringnut 35 sind zwei Dichtringe 20 angeordnet, die ebenfalls einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen. Der Innendurchmesser der Dichtringe 20 ist dabei so bemessen, daß er größer ist als der Durchmesser der Mantelfläche der Ringnut 35, so daß zwischen den Dichtringen 20 und der Ringnut 35 ein sich in Längsrichtung des Ventilgliedes 5 erstreckender, längsge- richteter Druckspalt 22 gebildet wird. Die axiale Ausdehnung der Dichtringe 20 ist kleiner als die Breite der Ringnut 35, so daß zwischen der hochdruckseitigen Seitenfläche 37 der Ringnut 35 und der hochdruckzugewandten Stirnfläche 30 des Dichtrings 20 ein sich senkrecht zur Längsachse 50 des Ven- tilgliedes 5 erstreckender, quergerichteter Druckspalt 24 gebildet wird. Dieser ist mit dem längsgerichteten Druckspalt 22 verbunden und über den zwischen dem Ventilglied 5 und der Bohrung 2 ausgebildeten Ringspalt 10 mit dem Druckraum 11. Da der Ringspalt 10 so groß ist, daß sich der Kraftstof druck im Druckraum 11 bis in den Ringspalt 10 fortsetzt, herrscht auch in den Druckspalten 22 und 24 annähernd der gleiche Kraftstof druck wie im Druckraum 11.
Der Dichtring 20 ist an zwei gegenüberliegenden Stellen sei- nes Umfangs durch einen Spalt 25 unterbrochen. Der Spalt 25 setzt sich dabei aus einem inneren Radialspalt 26, der von der inneren Mantelfläche des Dichtrings 20 ausgeht, einem Tangentialspalt 27, der sich an den Radialspalt 26 anschließt, und einem äußeren Radialspalt 28, der sich an den Tangentialspalt 27 anschließt und bis zur Außenmantelfläche des Dichtrings 20 reicht, zusammen, wodurch der Dichtring 20 im Durchmesser flexibel gestaltet ist . Liegt im längsgerichteten Druckspalt 22 ein hoher Kraftstoffdruck an, ergibt sich eine radial nach außen gerichtete, hydraulische Kraft auf die Innenmantelfläche des Dichtrings 20. Dadurch wird die Außenmantelfläche des Dichtrings 20 gegen die Wand der Bohrung 2 gepreßt und der Ringspalt 10 soweit verkleinert, daß Kraftstoff nur noch gedrosselt aus dem Druckraum 11 am Dichtring 20 vorbei in den Leckölraum fließen kann. Die ra- 5 diale Ausdehnung des Dichtrings 20 wird noch dadurch unterstützt, daß der innere Radialspalt 26 ebenfalls mit dem längsgerichteten Druckspalt 22 verbunden ist, wodurch sich neben der radialen Kraftkomponente durch den Kraftstoffdruck im längsgerichteten Druckspalt 22 auch eine tangentiale
L0 Kraft auf die beiden Ringhälften des Dichtrings 20 ergibt. Durch den Tangentialspalt 27 ist dabei sichergestellt, daß kein Kraftstoff aus dem längsgerichteten Druckspalt 22 durch den Spalt 25 in den Ringspalt 10 gelangen kann. Durch den quergerichteten Druckspalt 24 werden die beiden Dichtringe
L5 20 mit ihrer hochdruckabgewandten Stirnfläche 32 gegen die hochdruckabgewandte Seitenfläche 39 der Ringnut 35 gepreßt. Hierdurch ist gewährleistet, daß kein Kraftstoff aus dem längsgerichteten Druckspalt 22 an der hochdruckabgewandten Stirnfläche 32 vorbei in den Ringspalt 10 fließen kann. 0 Die axial versetzt angeordneten Dichtringe 20 sind zweckmäßigerweise um 90° gegeneinander verdreht angeordnet, was eine gleichmäßigere und damit verschleißärmere Abdichtung des Ringspalts 10 ermöglicht.
15 Alternativ zu den in Figur 3 und 4 gezeigten Dichtringen 20 kann es auch vorgesehen sein, daß die Dichtringe 20 an mehr als zwei Stellen oder an nur einer Stelle ihres Umfangs durch einen Spalt 25 unterbrochen sind. Es ist auch möglich, mehr als zwei Dichtringe 20 in der Ringnut 35 anzuordnen.
SO Die Form des Spalts 25 kann ebenfalls variiert werden. Alternativ zu dem in Figur 3 gezeigten Verlauf des Spalts 25 kann es auch vorgesehen sein, den Spalt 25 als einfachen Radialspalt auszubilden, der von der Innenmantelfläche bis zur Außenmantelfläche des Dichtrings 20 reicht. Durch Anordnung
15 von zwei oder mehr Dichtringen 20, die gegeneinander gedreht - li ¬
angeordnet sind, ist auch dann eine Abdichtung des längsgerichteten Druckspalts 22 gegen den Ringspalt 10 möglich. Darüber hinaus kann es auch vorgesehen sein, mehr als eine Ringnut 35 im geführten Abschnitt 105 des Ventilgliedes 5 anzuordnen. Jeder der Dichtringe oder Dichtringpakete in den einzelnen Ringnuten 35 übernimmt in diesem Fall einen Teil der Dichtungsfunktion.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, insbesondere selbstzündende Brennkraftmaschinen, mit einem
L0 Ventilkörper (1) , in dem in einer Bohrung (2) ein axial verschiebbares Ventilglied (5) angeordnet ist, welches an seinem brennraumseitigen Ende mit einem im Ventilkörper (1) ausgebildeten Ventilsitz (13) zusammenwirkt und dadurch wenigstens eine Einspritzöffnung (15) steuert,
L5 durch die Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann, welches Ventilglied (5) mit einem Abschnitt (105) seiner Länge in der Bohrung (2) geführt ist und welches einen Abschnitt (305) aufweist, in dem die Bohrung (2) abgedichtet ist, wobei in Richtung iO der Längsachse (50) des Ventilgliedes (5) gesehen an einer Seite des abgedichteten Abschnitts (305) des Ventilgliedes (5) ein hoher Kraftstoffdruck und auf der anderen Seite des abgedichteten Abschnitts (305) ein niedrigerer Kraftstoffdruck herrscht, dadurch gekennzeichnet, daß am
!5 abgedichteten Abschnitt (305) des Ventilgliedes (5) wenigstens eine umlaufende Ringnut (35) ausgebildet ist mit wenigstens einem darin angeordneten Dichtring (20) , welcher wenigstens eine Dichtring (20) an wenigstens einer Stelle seines Umfangs durch einen Spalt (25) unterbrochen i0 ist, wobei zwischen der Innenmantelfläche des Dichtrings
(20) und der Ringnut (35) ein sich in Richtung der Längsachse (50) des Ventilgliedes (5) erstreckender, längsgerichteter Druckspalt (22) ausgebildet ist, der von der Hochdruckseite des abgedichteten Abschnitts (305) her mit
.5 Kraftstoff befüllbar ist.
2. Kraftstoffeinspritzven'til nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geführte Abschnitt (105) und der abgedichtete Abschnitt (305) des Ventilgliedes (5) identisch sind. 5
3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geführte Abschnitt (105) und der abgedichtete Abschnitt (305) des Ventilgliedes (5) axial zueinander versetzt angeordnet sind.
4. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorstehenden An- 10 sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (35) einen zumindest annähernd rechteckförmigen Querschnitt aufweist.
5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (20) einen zumindest an-
L5 nähernd rechteckförmigen Querschnitt aufweist .
6. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der den Dichtring (20) unterbrechende Spalt (25) einen inneren Radialspalt (26) aufweist, der von der Innenmantelfläche des Dichtrings (20) ausgeht,
20 einen sich daran anschließenden Tangentialspalt (27) und einen sich daran wiederum anschließenden äußeren Radial - spalt (28) , der bis zur Außenmantelfläche des Dichtrings (20) reicht.
7. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch ge- 25 kennzeichnet, daß zwischen der hochdruckzugewandten
Stirnfläche (30) des Dichtrings (20) und der hochdruck- seitigen Seitenfläche (37) der Ringnut (35) ein sich zumindest annähernd senkrecht zur Längsachse (50) des Ventilgliedes (5) erstreckender Druckspalt (24) ausgebildet 50 ist.
8. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspalt (24) über einen zwischen dem abgedichteten Abschnitt (305) des Ventilgliedes (5) und der Bohrung (2) ausgebildeten Ringspalt mit Kraft-
55 Stoff unter hohem Druck befüllbar ist.
9. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der sich zumindest annähernd in Richtung der Längsachse des Ventilgliedes (5) erstreckende Druckspalt (22) über den sich zumindest annähernd senk- recht zur Längsachse (5) des Ventilgliedes (5) erstrek- kenden Druckspalt (24) mit Kraftstoff befüllbar ist.
10.Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (20) an mehr als einer Stelle seines Umfangs durch einen Spalt (25) unterbrochen ist.
11. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Dichtringe (20) axial nebeneinander in der Ringnut (35) derart um die Längsachse (50) des Ventilgliedes (5) ge- dreht gegeneinander angeordnet sind, daß deren Spalte
(25) zueinander versetzt liegen.
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