Beschreibungdescription
Einspritzventil für BrennkraftmaschinenInjection valve for internal combustion engines
Die Verbrennungsvorgänge in Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, sind abhängig von der Gemischaufbereitung des Luft/Kraftstoff-Gemisches. Die Verbesserung der Gemischaufbereitung ist erforderlich, um die Anforderungen an hohe Leistung, geringen Kraftstoffverbrauch, geringe Abgasemissionen und einen ruhigen Lauf der Brennkraftmaschine erfüllen zu können. Für die Gemischaufbereitung steht nur ein sehr kurzer Zeitraum von wenigen Millisekunden zur Verfügung, insbesondere bei hohen Drehzahlen, in dem der Kraftstoff zugemessen und mit der Luft vermischt werden muss, bevor die Zündung erfolgt. Um unter diesen Bedingungen eine gute Gemischaufbereitung des Luft/Kraftstoff-Gemisches sicherstellen zu können, wird der Kraftstoff, zum Beispiel Dieselkraftstoff, bei der Direkteinspritzung in die Verbrennungsräume der Brennkraftmaschine unter sehr hohem Druck, zum Beispiel mehr als 1500 bar, eingespritzt.The combustion processes in internal combustion engines, particularly in motor vehicles, are dependent on the mixture preparation of the air / fuel mixture. Improving the mixture preparation is necessary in order to be able to meet the requirements for high performance, low fuel consumption, low exhaust gas emissions and smooth running of the internal combustion engine. There is only a very short period of a few milliseconds available for the mixture preparation, especially at high speeds, in which the fuel must be metered in and mixed with the air before the ignition takes place. In order to be able to ensure a good mixture preparation of the air / fuel mixture under these conditions, the fuel, for example diesel fuel, is injected during direct injection into the combustion chambers of the internal combustion engine under very high pressure, for example more than 1500 bar.
Einspritzventile werden meist aus mehreren Körpern zusammengesetzt, die meist in axialer Richtung dichtend aneinander- grenzen. In die Körper sind Bohrungen und/oder Ausnehmungen eingebracht, die sich, abhängig von ihrer Aufgabe, durch mehr als einen Körper erstrecken Können. So sind Bohrungen zur Aufnahme einer Düsennadel und Bohrungen zum Zuführen von Kraftstoff vorgesehen. Damit der unter hohem Druck stehende Kraftstoff nicht aus den Bohrungen und/oder Ausnehmungen zwischen den Körpern des Einspritzventils austreten kann, müssen zum einen die Kontaktflächen der Körper sehr präzise gefertigt werden und zum anderen die Körper mit einem hohem Anpressdruck aufeinander gepresst werden. Die Bearbeitung der Kontaktflächen der Körper ist aufwändig und teuer.Injection valves are usually composed of several bodies, which usually adjoin one another in the axial direction. Bores and / or recesses are made in the bodies which, depending on their task, can extend through more than one body. Bores for receiving a nozzle needle and bores for supplying fuel are provided. So that the fuel under high pressure cannot escape from the bores and / or recesses between the bodies of the injection valve, the contact surfaces of the bodies must be made very precisely on the one hand and the bodies must be pressed onto one another with a high contact pressure. The processing of the contact surfaces of the body is complex and expensive.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einspritzventil zu schaffen, das einfach und billig herstellbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object of the invention is to provide an injection valve that is simple and inexpensive to manufacture. The object is achieved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Einspritzventil, das umfasst einen ersten Körper mit einer ersten Endfläche und mindestens einer in die erste Endfläche des ersten Körpers mündenden ersten Ausnehmung und einen zweiten Körper mit einer zweiten Endfläche, die der ersten Endfläche des ersten Körpers zugewandt ist, und mindestens einer in die zweite Endfläche des zweiten Körpers mündenden zweiten Ausnehmung, die mit der ersten Ausnehmung des ersten Körpers kommuniziert. Eine Dichtscheibe hat eine erste Oberfläche, die dichtend zu der ersten Endfläche des ersten Körpers angeordnet ist, und eine zweite Oberfläche, die dichtend zu der zweiten Endfläche des zweiten Körpers angeordnet ist, bei der der Ab¬ stand der zweiten Oberfläche von der ersten Oberfläche kleiner ist als ein Millimeter. Die Dichtscheibe hat mindestens eine Ausnehmung, durch die hindurch die erste Ausnehmung in dem ersten Körper und die zweite Ausnehmung in dem zweiten Körper kommunizieren können. Die Wandung der mindestens einen Ausnehmung der Dichtscheibe umschließt dichtend die erste Ausnehmung in dem ersten Körper und die zweite Ausnehmung in dem zweiten Körper. Eine Spannvorrichtung presst den ersten Körper, die Dichtscheibe und den zweiten Körper aufeinander.The invention is characterized by an injection valve which comprises a first body with a first end face and at least one first recess opening into the first end face of the first body and a second body with a second end face which faces the first end face of the first body, and at least one second recess opening into the second end face of the second body and communicating with the first recess of the first body. A sealing washer has a first surface, which is arranged sealingly to the first end face of the first body, and a second surface, which is arranged sealingly to the second end face of the second body, in which the distance of the second surface from the first surface is smaller is than a millimeter. The sealing disk has at least one recess through which the first recess in the first body and the second recess in the second body can communicate. The wall of the at least one recess in the sealing disk sealingly surrounds the first recess in the first body and the second recess in the second body. A clamping device presses the first body, the sealing washer and the second body together.
Durch den Einsatz der Dichtscheibe kann auf eine aufwändige Bearbeitung der ersten Endfläche des ersten Körpers und/oder der zweiten Endfläche des zweiten Körpers verzichtet werden. Trotzdem besteht die Möglichkeit, auf einfache Weise eine sehr gute Dichtwirkung zu erzielen. Die Dichtscheibe ist einfach und billig herstellbar und kann bei Bedarf ausgetauscht werden.By using the sealing washer, complex machining of the first end face of the first body and / or the second end face of the second body can be dispensed with. Nevertheless, it is possible to achieve a very good sealing effect in a simple manner. The sealing washer is simple and inexpensive to manufacture and can be replaced if necessary.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Einspritzventils ist die Dichtscheibe so ausgebildet, dass die erste Oberfläche
und die zweite Oberfläche klein sind gegenüber der ersten Endfläche des ersten Körpers und der zweiten Endfläche des zweiten Körpers . Die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche der Dichtscheibe sind im Wesentlichen nur dort ausgebildet, wo die Dichtwirkung erzielt werden soll, also im Wesentlichen jeweils um die Ausnehmungen und/oder Bohrungen herum, die beispielsweise Kraftstoff unter hohem Druck führen. Gegebenenfalls ist die Dichtscheibe auch im äußeren Randbereich der Körper ausgebildet. So kann verhindert werden, dass zum Beispiel Schmutz oder Feuchtigkeit eindringen, durch die die Korrosion gefördert und die Haltbarkeit des Einspritzventils verringert werden kann. Ferner kann so die Stabilität verbessert werden.In an advantageous embodiment of the injection valve, the sealing disk is designed such that the first surface and the second surface is small from the first end surface of the first body and the second end surface of the second body. The first surface and the second surface of the sealing disk are essentially formed only where the sealing effect is to be achieved, that is to say essentially around the recesses and / or bores, for example, which carry fuel under high pressure. If necessary, the sealing washer is also formed in the outer edge region of the body. This can prevent, for example, dirt or moisture from penetrating, which can promote corrosion and reduce the durability of the injection valve. Furthermore, the stability can be improved.
Die DichtScheibe im Wesentlichen nur dort auszubilden, wo die Dichtwirkung benötigt wird, hat den Vorteil, dass die Kontaktflächen zwischen der ersten Endfläche des ersten Körpers und der ersten Oberfläche der Dichtscheibe und zwischen der zweiten Oberfläche der Dichtscheibe und der zweiten Endfläche des zweiten Körpers sehr klein ausgebildet werden kann, so dass ein größerer Anpressdruck, und damit eine bessere Hochdruckdichtheit, erreicht werden kann.Forming the sealing washer essentially only where the sealing effect is required has the advantage that the contact areas between the first end face of the first body and the first surface of the sealing washer and between the second surface of the sealing washer and the second end face of the second body are very small can be formed so that a larger contact pressure, and thus a better high pressure tightness, can be achieved.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Einspritzventils ist die Dichtscheibe ein Blech. Dies hat den Vorteil, dass die Dichtscheibe so einfach und billig herstellbar ist.In a further advantageous embodiment of the injection valve, the sealing disk is a sheet metal. This has the advantage that the sealing washer can be manufactured so easily and cheaply.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Einspritzventils ist die Dichtscheibe eine Folie. Eine Folie kann einfach und billig hergestellt werden und hat zudem eine sehr geringe Bauhöhe .In a further advantageous embodiment of the injection valve, the sealing disk is a film. A film can be produced easily and cheaply and also has a very low overall height.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Einspritzventils ist die Dichtscheibe mindestens zweischichtig ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Möglichkeit besteht, Schichten mit unterschiedlichen Eigenschaften zu kombinieren und den Anforderungen entsprechend aufeinander abstimmen zu
können. Dabei können verschiedene Materialien verwendet werden, beispielsweise mit unterschiedlicher Härte.In a further advantageous embodiment of the injection valve, the sealing washer is formed at least in two layers. This has the advantage that it is possible to combine layers with different properties and to coordinate them accordingly can. Different materials can be used, for example with different hardness.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Dichtscheibe eine Trägerschicht und mindestens eine Kompensationsschicht umfasst und die mindestens eine Kompensationsschicht die erste und/oder die zweite Oberfläche der Dichtscheibe umfasst. Die Trägerschicht besteht aus einem härteren Material als die mindestens eine Kompensationsschicht. Der Vorteil ist, dass die Eigenschaften hohe Festigkeit, für die Hochdrucksicherheit, und Ausgleich von Unebenheiten in der Dichtscheibe kombiniert werden können, wodurch die Anforderungen an die erste Endfläche des ersten Körpers und die zweite Endfläche des zweiten Körpers verringert werden können und die Dichtwirkung verbessert werden kann. Die harte Trägerschicht kann so ausgebildet sein, dass sie dem hohen Druck standhält. Die weiche Kompensationsschicht ist demgegenüber leichter verformbar, so dass Unebenheiten und feine Schmutzpartikel in der Kompensationsschicht eingebettet werden können, die so die Hochdruckdichtheit nicht mehr beinträchtigen können.In this context, it is advantageous if the sealing disc comprises a carrier layer and at least one compensation layer and the at least one compensation layer comprises the first and / or the second surface of the sealing disc. The carrier layer consists of a harder material than the at least one compensation layer. The advantage is that the properties of high strength, for high-pressure security, and compensation of unevenness in the sealing disk can be combined, which can reduce the requirements on the first end face of the first body and the second end face of the second body and improve the sealing effect can. The hard carrier layer can be designed to withstand the high pressure. In contrast, the soft compensation layer is easier to deform, so that bumps and fine dirt particles can be embedded in the compensation layer, which can no longer impair the high-pressure tightness.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Einspritzventils sind in der ersten Oberfläche und/oder der zweiten Oberfläche der Dichtscheibe Erhebungen und/oder Vertiefungen ausgebildet, so dass nur ein Teil der ersten Oberfläche dichtend zu der ersten Endfläche des ersten Körpers und/oder der zweiten Oberfläche dichtend zu der zweiten Endfläche des zweiten Körpers angeordnet ist. Dies ermöglicht eine weitere Verkleinerung der dichtenden Fläche und verbessert so die Hochdruckdichtheit. Ferner können Unebenheiten besser ausgeglichen werden.In a further advantageous embodiment of the injection valve, elevations and / or depressions are formed in the first surface and / or the second surface of the sealing disk, so that only a part of the first surface seals against the first end surface of the first body and / or the second surface to the second end surface of the second body. This enables the sealing surface to be further reduced and thus improves the high-pressure tightness. Unevenness can also be better compensated for.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Abstand der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche der Dichtscheibe kleiner als 0,1 Millimeter. Dies hat den Vorteil, dass die Dichtscheibe zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper gut gestützt wird, so dass die Dichtscheibe
durch die hohen Drücke nicht verformt wird und so die Hochdruckdichtheit sichergestellt werden kann. Ferner ist eine sehr gleichmäßige Verteilung des Anpressdrucks durch sehr geringe Abweichungen in der Dicke der Dichtscheibe möglich, da die Dicht scheibe sehr präzise gefertigt werden kann. Vorteilhaft ist auch die geringe Bauhöhe der Dichtscheibe.In a further advantageous embodiment, the distance between the first surface and the second surface of the sealing washer is less than 0.1 millimeter. This has the advantage that the sealing washer is well supported between the first body and the second body, so that the sealing washer is not deformed by the high pressures and thus the high pressure tightness can be ensured. Furthermore, a very even distribution of the contact pressure is possible due to very small deviations in the thickness of the sealing washer, since the sealing washer can be manufactured very precisely. The low overall height of the sealing washer is also advantageous.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Einspritzventils besteht die Dichtscheibe aus einem weicheren Material als der erste und/oder der zweite Körper. Dies hat den Vorteil, dass durch die leichtere Verformbarkeit des weicheren Materials Unebenheiten ausgeglichen und feine Schmutzpartikel in diesem eingebettet werden können, so dass diese die Hochdruckdichtheit nicht beeinträchtigen können. Die Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit der ersten Endfläche des ersten Körpers und der zweiten Endfläche des zweiten Körpers können reduziert werden. Dadurch kann das Einspritzventil einfacher und billiger hergestellt werden.In a further advantageous embodiment of the injection valve, the sealing disk consists of a softer material than the first and / or the second body. This has the advantage that the easier deformability of the softer material makes it possible to compensate for unevenness and to embed fine dirt particles in it, so that these cannot impair the high-pressure tightness. The surface finish requirements of the first end surface of the first body and the second end surface of the second body can be reduced. As a result, the injection valve can be manufactured more easily and more cheaply.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained below with reference to the schematic drawings. Show it:
Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Einspritzventil, Figur 2 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungs orm der Dichtscheibe, Figur 3a eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform der Dichtscheibe, Figur 3b einen Schnitt durch die zweite Ausführungsform der Dichtscheibe, Figur 4a eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungs form der Dichtscheibe, und Figur 4b einen Schnitt durch die dritte Ausführungsform der Dichtscheibe .1 shows a longitudinal section through an injection valve, FIG. 2 shows a top view of a first embodiment of the sealing disk, FIG. 3a shows a top view of a second embodiment of the sealing disk, FIG. 3b shows a section through the second embodiment of the sealing disk, FIG. 4a shows a top view of a third embodiment shape of the sealing washer, and Figure 4b shows a section through the third embodiment of the sealing washer.
Elemente gleicher Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt einen Teil eines Einspritzventils, das einen Ventilkörper 1, einen Injektorkörper 2, eine Anschlagscheibe 3, einen Düsenkörper 4, eine Düsenspannmutter 5 und Dichtscheiben 6 umfasst. Die Dichtscheiben 6 sind zwischen dem Ventilkörper 1 und dem Injektorkörper 2, dem Injektorkörper 2 und der Anschlagscheibe 3 und zwischen der Anschlagscheibe 3 und dem Düsenkörper 4 angeordnet. Die Düsenspannmutter 5 umschließt und fixiert die Körper und Scheiben und presst diese aufeinander.Elements with the same function are provided with the same reference symbols in all figures. FIG. 1 shows a part of an injection valve which comprises a valve body 1, an injector body 2, a stop disc 3, a nozzle body 4, a nozzle clamping nut 5 and sealing discs 6. The sealing disks 6 are arranged between the valve body 1 and the injector body 2, the injector body 2 and the stop disk 3 and between the stop disk 3 and the nozzle body 4. The nozzle clamping nut 5 encloses and fixes the bodies and disks and presses them together.
Das Einspritzventil umfasst ferner eine Hochdruckbohrung 7, eine Hochdruckkammer 8, eine Drossel 9 und einen Steuerraum 10, die kommunizierend miteinander verbunden sind. Die Hochdruckbohrung 7 leitet Kraftstoff unter hohem Druck sowohl in die Hochdruckkammer 8 als auch durch die Drossel 9 in den Steuerraum 10.The injection valve further comprises a high-pressure bore 7, a high-pressure chamber 8, a throttle 9 and a control chamber 10, which are communicatively connected to one another. The high-pressure bore 7 conducts fuel under high pressure both into the high-pressure chamber 8 and through the throttle 9 into the control chamber 10.
Ferner umfasst das Einspritzventil einen Piezoaktuator 11, einen Ventilkolben 12, einen Ventilpilz 13 und eine Ventilfeder 14, die axial aneinandergrenzen . Der Piezoaktuator 11 wirkt in axialer Richtung auf den Ventilkolben 12. Der Ventilkolben 12 wirkt auf den Ventilpilz 13, der diesen von einem Ventilsitz abhebt, wenn der Piezoaktuator 11 so angesteuert wird, dass er sich axial verlängert. Der Kraftstoff kann dann aus dem Steuerraum 10 in einen Niederdruckkreis abfließen.Furthermore, the injection valve comprises a piezo actuator 11, a valve piston 12, a valve mushroom 13 and a valve spring 14, which adjoin one another axially. The piezo actuator 11 acts on the valve piston 12 in the axial direction. The valve piston 12 acts on the valve mushroom 13, which lifts it from a valve seat when the piezo actuator 11 is actuated in such a way that it extends axially. The fuel can then flow out of the control chamber 10 into a low-pressure circuit.
Wird der Piezoaktuator 11 so angesteuert, dass er sich axial verkürzt, drückt die Ventilfeder 14 den Ventilpilz 13 gegen den Ventilsitz und versperrt so den Abfluss von Kraftstoff aus dem Steuerraum 10, so dass sich über die Hochdruckbohrung 7 und die Drossel 9 in dem Steuerraum 10 ein hoher Kraftstoffdruck aufbau .If the piezo actuator 11 is controlled such that it shortens axially, the valve spring 14 presses the valve mushroom 13 against the valve seat and thus blocks the outflow of fuel from the control chamber 10, so that the high-pressure bore 7 and the throttle 9 in the control chamber 10 build up a high fuel pressure.
Das Einspritzventil umfasst ferner einen Steuerkolben 15, eine Düsennadel 16 und eine Einspritzdüse 17. Der Steuerkolben 15 ist mit der Düsennadel 16 verbunden. Der Kraftstoffdruck
in dem Steuerraum 10 wirkt auf die Endfläche des Steuerkolbens 15, so dass die Düsennadel 16 in axialer Richtung gegen einen Ventilsitz im Düsenkörper 4 gedrückt wird und die Einspritzdüse 17 verschließt.The injection valve further comprises a control piston 15, a nozzle needle 16 and an injection nozzle 17. The control piston 15 is connected to the nozzle needle 16. The fuel pressure in the control chamber 10 acts on the end face of the control piston 15, so that the nozzle needle 16 is pressed in the axial direction against a valve seat in the nozzle body 4 and closes the injection nozzle 17.
Wird der Piezoaktuator 11 so angesteuert, dass er sich axial verlängert, dann sinkt der Druck in dem Steuerraum 10 durch Abfluss von Kraftstoff in den Niederdruckkreis und die Düsennadel 16 wird aufgrund des hohen Kraftsto fdrucks, der auf die Kanten der Düsennadel 16 in der Hochdruckkammer 8 und an der Spitze der Düsennadel 16 einwirkt, von dem Ventilsitz abgehoben. Der Kraftstoff strömt dann durch die Einspritzdüse 17 in den Verbrennungsraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine .If the piezo actuator 11 is controlled in such a way that it lengthens axially, then the pressure in the control chamber 10 drops due to the outflow of fuel into the low-pressure circuit, and the nozzle needle 16 becomes pressurized due to the high fuel pressure on the edges of the nozzle needle 16 in the high-pressure chamber 8 and acts on the tip of the nozzle needle 16, lifted off the valve seat. The fuel then flows through the injection nozzle 17 into the combustion chamber of a cylinder of an internal combustion engine.
Wird der Piezoaktuator 11 so angesteuert, dass er sich axial verkürzt, dann kann sich in dem Steuerraum 10 wieder ein hoher Kraftsto fdruck aufbauen, so dass der Steuerkolben 15 die Düsennadel 16 wieder in die Position bewegt, in der die Einspritzdüse 17 verschlossen ist. Eine Düsenfeder 18 verhindert eine Kraftstoffzumessung, wenn kein ausreichender Kraftstoffdruck besteht, beispielsweise in Betriebspausen der Brennkraftmaschine. Eine Abiaufbohrung 19 führt in den Bereich der Düsenfeder 18 eindringenden Kraftstoff in den Niederdruck— kreis ab.If the piezo actuator 11 is controlled so that it shortens axially, then a high fuel pressure can build up again in the control chamber 10, so that the control piston 15 moves the nozzle needle 16 back into the position in which the injection nozzle 17 is closed. A nozzle spring 18 prevents fuel metering when there is insufficient fuel pressure, for example during breaks in operation of the internal combustion engine. A drain hole 19 leads fuel penetrating into the area of the nozzle spring 18 into the low-pressure circuit.
Figur 2 zeigt die Dichtscheibe 6, die auf eine Endfläche 20 eines Körpers aufgebracht ist. Der Körper ist beispielsweise der Ventilkörper 1, der Injektorkörper 2, die Anschlagscheibe 3 oder der Düsenkörper 4 und die Endfläche 20 des Körpers ist die Fläche des Körpers, die jeweils an einen der anderen Körper angrenzt, also beispielsweise zwischen Ventilkörper 1 und Injektorkörper 2, zwischen Injektorkörper 2 und Anschlagscheibe 3 oder zwischen Anschlagscheibe 3 und Düsenkörper 4. Das Einspritzventil kann auch mehr oder weniger Körper und Scheiben umfassen als den Ventilkörper 1, den Injektorkörper 2, die Anschlagscheibe 3 und den Düsenkörper 4.
In die Endfläche 20 des Körpers münden mehrere Bohrungen und/oder Ausnehmungen 21 des Körpers, die beispielsweise Zentrierstifte für die Ausrichtung und Lagefixierung jeweils zweier Körper des Einspritzventils zueinander, die Düsennadel 16 oder andere Elemente des Einspritzventils aufnehmen können, oder unter hohem Druck stehenden Kraftstoff durch die Körper des Einspritzventils leiten.Figure 2 shows the sealing washer 6, which is applied to an end face 20 of a body. The body is, for example, the valve body 1, the injector body 2, the stop disk 3 or the nozzle body 4 and the end surface 20 of the body is the surface of the body which in each case adjoins one of the other bodies, for example between the valve body 1 and the injector body 2, between Injector body 2 and stop disc 3 or between stop disc 3 and nozzle body 4. The injection valve can also include more or fewer bodies and discs than the valve body 1, the injector body 2, the stop disc 3 and the nozzle body 4. A plurality of bores and / or recesses 21 of the body open into the end face 20 of the body, which, for example, can hold centering pins for aligning and fixing the position of two bodies of the injection valve relative to one another, the nozzle needle 16 or other elements of the injection valve, or fuel under high pressure direct the body of the injector.
Die Dichtscheibe 6 hat mehrere Ausnehmungen 22. Die Ausnehmungen 22 der Dichtscheibe 6 sind entsprechend den Bohrungen und/oder Ausnehmungen 21 des Körpers in die Dichtscheibe 6 eingebracht. Vorzugsweise sind weitere Ausnehmungen 22 in die Dichtscheibe 6 eingebracht, die eine Kontaktfläche zwischen der Dichtscheibe 6 und der Endfläche 20 des Körpers und zwischen der Dichtscheibe 6 und einer zweiten Endfläche eines zweiten Körpers, der in Figur 2 nicht dargestellt ist, reduzieren.The sealing disk 6 has a plurality of recesses 22. The recesses 22 of the sealing disk 6 are introduced into the sealing disk 6 in accordance with the bores and / or recesses 21 of the body. Further recesses 22 are preferably made in the sealing disk 6, which reduce a contact area between the sealing disk 6 and the end face 20 of the body and between the sealing disk 6 and a second end face of a second body, which is not shown in FIG. 2.
Die Dicht scheibe 6 umschließt im Wesentlichen nur die hochdruckführenden Ausnehmungen 21 des Körpers, um diese in radialer Richtung abzudichten. Stege 23 können in der Dichtscheibe 6 ausgebildet sein, die die verschiedenen, um die Ausnehmungen 21 des Körpers ausgebildeten, dichtenden Bereiche der Dichtscheibe 6 miteinander verbinden. Gegebenenfalls können auch im äußeren Bereich der Dichtscheibe 6 entlang des äußeren Randes der Körper Stege 23 ausgebildet sein, wie in Figur 2 dargestellt ist. Dies kann die Stabilität erhöhen und kann insbesondere das Eindringen von Schmutz, Feuchtigkeit oder korrosiven Substanzen verhindern, die die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit des Einspritzventils reduzieren können. Ferner kann so die Handhabbarkeit der Dichtscheibe 6 verbessert sein ohne die Kontaktfläche wesentlich zu vergrößern.The sealing disk 6 essentially surrounds only the high-pressure-carrying recesses 21 of the body in order to seal them in the radial direction. Crosspieces 23 can be formed in the sealing disk 6, which connect the various sealing regions of the sealing disk 6 which are formed around the recesses 21 of the body. If necessary, webs 23 can also be formed in the outer region of the sealing disk 6 along the outer edge, as shown in FIG. 2. This can increase stability and in particular can prevent the ingress of dirt, moisture or corrosive substances, which can reduce the durability and reliability of the injection valve. Furthermore, the handling of the sealing disk 6 can be improved without significantly increasing the contact area.
Die Dichtscheibe 6 kann als ein dünnes Blech oder eine dünne Folie ausgebildet sein, deren Dicke kleiner ist als 1 Millimeter, beispielsweise 0,2 Millimeter, und vorzugsweise klei-
ner ist als 0,1 Millimeter. Die Dichtscheibe 6 kann beispielsweise durch Feinstanzen, durch Laser- oder Wasserstrahlschneiden oder ähnliche Verfahren hergestellt werden. Ebenso sind elektrochemische Verfahren geeignet, wie beispielsweise das electro Chemical machining, das auch als ECM- Verfahren bezeichnet wird. Insbesondere ist das bipolare ECM- Verfahren geeignet, sehr feine Strukturen in der Dichtscheibe 6 auszubilden.The sealing disk 6 can be designed as a thin sheet or a thin film, the thickness of which is less than 1 millimeter, for example 0.2 millimeters, and preferably small. is less than 0.1 millimeters. The sealing disk 6 can be produced, for example, by fine stamping, by laser or water jet cutting or similar processes. Electrochemical processes are also suitable, for example electrochemical machining, which is also referred to as the ECM process. In particular, the bipolar ECM method is suitable for forming very fine structures in the sealing disk 6.
Figur 3a zeigt die Dichtscheibe 6 mit zwei Ausnehmungen 22 der Dichtscheibe 6 und den Steg 23. Figur 3b zeigt einen Schnitt durch die Dichtscheibe 6, die drei Schichten umfasst. Auf einer Trägerschicht 24 ist auf der Oberseite und der Unterseite der Dichtscheibe 6 jeweils eine Kompensations Schicht 25 aufgebracht. Die Kompensationsschichten 25 umfassen eine erste Oberfläche 26 der Dichtscheibe 6 und eine zweite Oberfläche 27 der Dichtscheibe 6, die dafür vorgesehen sind, die dichtenden Kontakt flächen zu bilden.Figure 3a shows the sealing washer 6 with two recesses 22 of the sealing washer 6 and the web 23. Figure 3b shows a section through the sealing washer 6, which comprises three layers. A compensation layer 25 is applied in each case to a carrier layer 24 on the top and the bottom of the sealing disk 6. The compensation layers 25 comprise a first surface 26 of the sealing washer 6 and a second surface 27 of the sealing washer 6, which are intended to form the sealing contact surfaces.
Die Trägerschicht 24 ist vorzugsweise aus einem festen Material gefertigt, beispielsweise aus hartem, hochfestem Stahl, der der Dichtscheibe 6 die erforderliche Festigkeit gibt. Die Kompensationsschichten 25 sind vorzugsweise aus einem weicheren Material wie beispielsweise Nickel hergestellt, das durch seine hohe Verformbarkeit Unebenheiten ausgleichen und feine Schmutzpartikel einbetten kann. Die Kompensationsschichten 25 können beispielsweise durch galvanische Abscheidung wenige Mikrometer dick auf die Trägerschicht 24 aufgebracht sein. Durch die geringe Dicke der Kompensationsschichten 25 werden diese bei dem Aneinanderpressen der Körper und der Dichtscheibe 6 gut durch die vorzugsweise aus einem härteren Material gefertigten Körper und die Trägerschicht 24 gestützt, so dass die Hochdruckdichtheit nicht beeinträchtigt wird. Durch die weiche Kompensationsschicht 25 können die Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit der Endfläche 20 des Körpers oder der zweiten Endfläche des zweiten Körpers reduziert werden, da Unebenheiten und eine größere Rauheit der Oberfläche
durch Verformung der Kompensationsschicht 25 kompensiert werden könne .The carrier layer 24 is preferably made of a solid material, for example of hard, high-strength steel, which gives the sealing disk 6 the required strength. The compensation layers 25 are preferably made of a softer material such as nickel, which due to its high deformability can compensate for unevenness and embed fine dirt particles. The compensation layers 25 can be applied to the carrier layer 24, for example by galvanic deposition, a few micrometers thick. Due to the small thickness of the compensation layers 25, when the bodies and the sealing washer 6 are pressed together, they are well supported by the bodies, which are preferably made of a harder material, and the carrier layer 24, so that the high-pressure tightness is not impaired. Due to the soft compensation layer 25, the demands on the surface quality of the end face 20 of the body or the second end face of the second body can be reduced, since unevenness and greater roughness of the surface can be compensated for by deformation of the compensation layer 25.
Die Dichtscheibe 6 kann auch weniger oder mehr als drei Schichten umfassen. Die Anzahl und die Eigenschaften der Schichten können abhängig von den jeweiligen Anforderungen gewählt werden. So kann beispielsweise eine einzige Schicht ausreichen, insbesondere wenn diese die Anforderungen bezüglich der Festigkeit und der Verformbarkeit erfüllt. Ein zweischichtiger Aufbau der Dichtscheibe 6 kann vorteilhaft sein, wenn beispielsweise die aneinandergrenzenden und abzudichtenden Körper aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind oder die Oberflächenbeschaffenheit der Endflächen der Körper unterschiedlich sind.The sealing disk 6 can also comprise fewer or more than three layers. The number and the properties of the layers can be selected depending on the respective requirements. For example, a single layer can be sufficient, especially if it fulfills the requirements regarding strength and deformability. A two-layer structure of the sealing disk 6 can be advantageous if, for example, the adjoining and to be sealed bodies are made of different materials or the surface properties of the end faces of the bodies are different.
Als vorteilhaft hat sich ein Härtebereich für die Dichtscheibe 6 zwischen 30 und 50 entsprechend der Skala C der Härte nach Rockwell erwiesen. In diesem Härtebereich ist sowohl eine hohe Festigkeit als auch eine ausreichende Verformbarkeit gegeben. Die Auswahl des Materials für die Dichtscheibe 6 und dessen Härte müssen abhängig von dem jeweiligen Anwendungsfall gewählt werden. Ferner sind die Materialien der an die Dichtscheibe 6 angrenzenden Körper und deren Härte zu berücksichtigen. Im Allgemeinen ist es günstig, die Dichtscheibe 6 aus einem weicheren Material zu fertigen als die Körper. Die Dichtscheibe 6 muss jedoch eine genügend hohe Festigkeit haben, um durch die hohen Drücke nicht zwischen den Körpern herausgedrückt zu werden. Durch eine geringe Dicke der Dichtscheibe 6 kann aufgrund der Stützwirkung durch die angrenzenden, aus härteren Materialien gefertigten, Körper der Verformung der Dichtscheibe 6 entgegengewirkt werden.A hardness range for the sealing disk 6 between 30 and 50 according to the Rockwell hardness scale C has proven to be advantageous. In this hardness range there is both high strength and sufficient ductility. The selection of the material for the sealing disk 6 and its hardness must be selected depending on the respective application. Furthermore, the materials of the body adjoining the sealing disk 6 and their hardness must be taken into account. In general, it is advantageous to manufacture the sealing disk 6 from a softer material than the body. However, the sealing disk 6 must have a sufficiently high strength so that it is not pressed out between the bodies by the high pressures. Due to the small thickness of the sealing washer 6, the deformation of the sealing washer 6 can be counteracted due to the supporting action by the adjacent body made of harder materials.
In Figur 4a ist die Dichtscheibe 6 mit zwei Ausnehmungen 22 der Dicht scheibe 6 und dem Steg 23 gezeigt. Figur 4b zeigt einen Schnitt durch die in Figur 4a dargestellte Dichtscheibe 6. In der ersten Oberfläche 26 der Dichtscheibe 6 und der zweiten Oberfläche 27 der Dichtscheibe 6 sind Erhöhungen und
Vertiefungen ausgebildet, die so angeordnet sind, dass sie die Ausnehmungen 22 jeweils umschließen. In Figur 4a ist dies durch die in sich geschlossenen Linien in der Dichtscheibe 6 dargestellt, die die Ausnehmungen 22 der Dichtscheibe 6 umschließen. Nur ein Teil der ersten Oberfläche 26 der Dichtscheibe 6 oder der zweiten Oberfläche 27 der Dichtscheibe 6 haben Kontakt zu der Endfläche 20 des Körpers oder der zweiten Endfläche des zweiten Körpers. Dadurch wird die effektive Kontaktfläche zwischen der Dichtscheibe 6 und der Endfläche 20 des Körpers und/oder zwischen der Dichtscheibe 6 und der zweiten Endfläche des zweiten Körpers verringert . Die Erhebungen und/oder Vertiefungen können beispielsweise in die Dichtscheibe 6 geprägt werden. Vorzugsweise sind die Erhebungen nur wenige Mikrometer hoch und die Vertiefungen nur wenige Mikrometer tief.In Figure 4a, the sealing washer 6 is shown with two recesses 22 of the sealing washer 6 and the web 23. FIG. 4b shows a section through the sealing disk 6 shown in FIG. 4a. In the first surface 26 of the sealing disk 6 and the second surface 27 of the sealing disk 6 are elevations and Recesses are formed, which are arranged so that they each surround the recesses 22. In Figure 4a, this is shown by the self-contained lines in the sealing disk 6, which enclose the recesses 22 of the sealing disk 6. Only a part of the first surface 26 of the sealing disk 6 or the second surface 27 of the sealing disk 6 are in contact with the end face 20 of the body or the second end face of the second body. This reduces the effective contact area between the sealing washer 6 and the end face 20 of the body and / or between the sealing washer 6 and the second end face of the second body. The elevations and / or depressions can, for example, be embossed into the sealing disk 6. The elevations are preferably only a few micrometers high and the depressions are only a few micrometers deep.
Das Einspritzventil hat den Vorteil, dass durch die Verkleinerung der effektiven dichtenden Flächen bei gleicher Spannkraft ein größerer Anpressdruck und damit eine verbesserte Hochdruckdichtheit erreicht werden kann. Die dichtenden Flächen können in der Dichtscheibe 6 sehr fein ausgearbeitet werden, auch unter den Bedingungen der Massenproduktion. Die Dichtwirkung kann lokal gezielt dort hergestellt werden, wo sie benötigt wird, also insbesondere dort, wo Kraftstoff unter hohem Druck geführt werden soll. Ferner können die Anforderungen an die Glattheit der Endfläche 20 des Körpers und der zweiten Endfläche des zweiten Körpers reduziert werden, da die Dichtscheibe 6 durch ihren Aufbau und/oder durch die entsprechende Wahl eines geeigneten Materials in der Lage ist, Unebenheiten zu kompensieren. Die Dichtscheiben 6 können einfach und billig in großen Mengen produziert werden.
The injection valve has the advantage that a smaller contact pressure and thus an improved high-pressure tightness can be achieved by reducing the effective sealing surfaces with the same clamping force. The sealing surfaces can be worked out very finely in the sealing disk 6, even under the conditions of mass production. The sealing effect can be produced locally where it is needed, in particular where fuel is to be conducted under high pressure. Furthermore, the requirements for the smoothness of the end face 20 of the body and the second end face of the second body can be reduced, since the sealing disk 6 is able to compensate for unevenness by its structure and / or by the appropriate choice of a suitable material. The sealing discs 6 can be easily and cheaply produced in large quantities.