(57)【要約】  本発明は、特に燃料を内燃機関の燃焼室内に噴射するためのインジェクタであって、弁ハウジング内で長手方向移動可能な弁エレメントと、弁ハウジングと弁エレメントとの間に形成された環状の圧力室とが設けられており、該圧力室が、その内部で弁ハウジングと弁エレメントとの間に配置されたシールエレメントを備えており、該シールエレメントが、シールリングと、対応配置された支持リング（３０）とを有しており、シールリングが、半径方向内側に位置するシール面と、半径方向外側に位置するシール面とを有している形式のものに関する。本発明によれば、支持リング（３０）が、少なくとも１つの開口（３１）を有しており、該開口（３１）が、支持リング（３０）の半径方向内側のかつ半径方向外側の縁領域（３０Ａ，３０Ｂ）から間隔を置いて配置されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に燃料を内燃機関の燃焼室内に噴射するためのインジェクタ（１）であって、弁ハウジング（２）内で長手方向移動可能な弁エレメント（４）と、弁ハウジング（２）と弁エレメント（４）との間に形成された環状の圧力室（３）とが設けられており、該圧力室（３）が、その内部で弁ハウジング（２）と弁エレメント（４）との間に配置されたシールエレメント（７）を備えており、該シールエレメント（７）が、シールリングと、対応配置された支持リング（３０）とを有しており、シールリングが、半径方向内側に位置するシール面と、半径方向外側に位置するシール面とを有している形式のものにおいて、支持リング（３０）が、少なくとも１つの開口（３１）を有しており、該開口（３１）が、支持リング（３０）の半径方向内側のかつ半径方向外側の縁領域（３０Ａ，３０Ｂ）から間隔を置いて配置されていることを特徴とする、インジェクタ。
【請求項２】
支持リング（３０）が、さらに、少なくとも１つの溝（３２）を有しており、該溝（３２）が、漏れ路を半径方向内向きに形成している、請求項１記載のインジェクタ。
【請求項３】
各溝（３２）が、外向きにウェブ（５５）を有している、請求項１または２記載のインジェクタ。
【請求項４】
複数の開口（３１）が、支持リング（３０）の全周にわたって分配されて配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のインジェクタ。
【請求項５】
開口（３１）が、全周にわたって均一に分配されている、請求項４記載のインジェクタ。
【請求項６】
開口（３１）が、少なくとも１つの溝（３２）に関して溝位置に対して相対的な角度（α）を成して配置されている、請求項４または５記載のインジェクタ。
【請求項７】
各開口（３１）が、溝に対して中間に０゜の角度位置を成して配置されている、請求項６記載のインジェクタ。
【請求項８】
開口（３１）が、軸方向のほぼ円形の開口、特に孔または打抜き加工部である、請求項４から７までのいずれか１項記載のインジェクタ。
【請求項９】
開口（３１）が、少なくともほぼ０．１ｍｍの直径を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載のインジェクタ。
【請求項１０】
開口横断面が、形状、位置およびジオメトリにおいて可変である、請求項１から９までのいずれか１項記載のインジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、特に燃料を内燃機関の燃焼室内に噴射するためのインジェクタであって、弁ハウジング内で長手方向移動可能な弁エレメントと、弁ハウジングと弁エレメントとの間に形成された環状の圧力室とが設けられており、該圧力室が、その内部で弁ハウジングと弁エレメントとの間に配置されたシールエレメントを備えており、該シールエレメントが、シールリングと、対応配置された支持リングとを有しており、シールリングが、半径方向内側に位置するシール面と、半径方向外側に位置するシール面とを有している形式のものに関する。
【０００２】
このようなインジェクタは、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２２０４５７号明細書に基づき公知である。この公知の明細書に開示されたインジェクタは圧力室を有している。この圧力室は高圧領域と低圧領域との間でシールエレメントによってシールされている。この場合、シールエレメントは、圧力室の環状の２つの壁と、圧力室底部との間に収容されていて、環状に形成されている。シールエレメントは、中実の一体の金属製のシールリングとして形成されている。このシールリングはプレス嵌めによって内側の環状の壁に取り付けられている。
【０００３】
さらに、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００４０１５１３３号明細書に基づき、インジェクタが公知である。この公知のインジェクタはシールエレメントを有している。このシールエレメントは、支持リングを備えたシールリングとして形成されている。剪断軟性のシールリングは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）と青銅粉末とから成る混合物から製作されており、これによって、はみ出しが支持リングによって阻止されるようになっている。また、この支持リングは、シールリングの持上りが回避されるように、シールリングと支持リングとの間に高圧増加が生ぜしめられることを阻止するようにもなっている。このためには、支持リングが縁部に三日月状の切欠きおよび負荷軽減溝を有している。
【０００４】
しかし、これによって、インジェクタの運転中、高圧負荷に基づく支持リングの塑性変形が生ぜしめられ、これによって、切欠きの有効な横断面が規定されておらず、極めて誤差を伴う。
【０００５】
発明の利点
本発明の構成によれば、支持リングが、少なくとも１つの開口を有しており、該開口が、支持リングの半径方向内側のかつ半径方向外側の縁領域から間隔を置いて配置されている。
【０００６】
本発明の有利な構成によれば、支持リングが、さらに、少なくとも１つの溝を有しており、該溝が、漏れ路を半径方向内向きに形成している。
【０００７】
本発明の有利な構成によれば、各溝が、外向きにウェブを有している。
【０００８】
本発明の有利な構成によれば、複数の開口が、支持リングの全周にわたって分配されて配置されている。
【０００９】
本発明の有利な構成によれば、開口が、全周にわたって均一に分配されている。
【００１０】
本発明の有利な構成によれば、開口が、少なくとも１つの溝に関して溝位置に対して相対的な角度を成して配置されている。
【００１１】
本発明の有利な構成によれば、各開口が、溝に対して中間に０゜の角度位置を成して配置されている。
【００１２】
本発明の有利な構成によれば、開口が、軸方向のほぼ円形の開口、特に孔または打抜き加工部である。
【００１３】
本発明の有利な構成によれば、開口が、少なくともほぼ０．１ｍｍの直径を有している。
【００１４】
本発明の有利な構成によれば、開口横断面が、形状、位置およびジオメトリにおいて可変である。
【００１５】
本発明は、特に燃料を内燃機関の燃焼室内に噴射するためのインジェクタであって、弁ハウジング内で長手方向移動可能な弁エレメントと、弁ハウジングと弁エレメントとの間に形成された環状の圧力室とが設けられており、該圧力室が、その内部で弁ハウジングと弁エレメントとの間に配置されたシールエレメントを備えており、該シールエレメントが、シールリングと、対応配置された支持リングとを有しており、シールリングが、半径方向内側に位置するシール面と、半径方向外側に位置するシール面とを有している形式のものを提案する。この場合、本発明によれば、支持リングが、少なくとも１つの開口を有しており、該開口が、支持リングの半径方向内側のかつ半径方向外側の縁領域から間隔を置いて配置されている。
【００１６】
本発明によるインジェクタは、シールエレメントの、提案された構成において、少なくとも１つの開口によって規定された漏れ横断面が明瞭に規定されていて、支持リングの変形によって変化させら得ず、規定され得なくないという利点を有している。これによって、有効な開口横断面の誤差も規定されていて、したがって、より容易に取り扱うことができる。
【００１７】
さらに、支持リングへの開口横断面の、規定された構成によって、シールエレメントのはみ出し危険が減少させられている。
【００１８】
さらに、漏れ面に与えられる、インジェクタの種々異なるエレメントのマイクロ運動の影響が減少させられる。なぜならば、漏れ面が、半径方向で支持リングの内側の領域に位置していて、その縁領域に位置していないからである。
【００１９】
さらに、少なくとも１つの開口が、支持リングの半径方向中間の領域に配置されていると特に有利である。なぜならば、この場合、開口と、この開口を取り囲むシール面とが、シールリングに作用する一次の圧力ラインに位置しているからである。これによって、シール作用に対する半径方向の圧着圧の意義がほぼ無効にされる。半径方向の形状偏差または僅かな損傷を備えたシールリングの事例では、半径方向のギャップ内に侵入する燃料がもはやシールリング材料における剪断負荷ひいてははみ出し危険を高め得ない。
【００２０】
本発明による対象の更なる利点および有利な構成は、明細書、図面の簡単な説明および特許請求の範囲から知ることができる。
【００２１】
図面には、本発明により形成された燃料高圧装置の有利な実施例およびシールエレメントの作用形式が概略的に簡単に示してある。この実施例と作用形式とを以下の説明において詳しく説明する。
【００２２】
実施例の説明
図１および図２には、特に自動車に使用されるコモンレール構造の燃料噴射装置に用いられる、燃料を内燃機関の燃焼室内に噴射するためのインジェクタ１のそれぞれ一部が示してある。
【００２３】
このインジェクタ１のハウジング２の内部には、圧力室３が形成されている。この圧力室３は、挿入部材として形成された弁エレメント４を環状に取り囲んで配置されている。圧力室３は、半径方向に間隔を置いて配置された２つの環状壁３Ａ，３Ｂと、圧力室底部８とによって形成される。この場合、半径方向内側に位置する環状壁３Ａは弁エレメント４によって形成され、半径方向外側に位置する環状壁３Ｂはハウジング２によって形成される。圧力室３は孔５によって高圧源の高圧入口６に流体接続されている。
【００２４】
弁エレメント４の周面には、圧力室３の内部でその燃焼室側の端部に環状のシールエレメント７が配置されている。このシールエレメント７は、圧力室３内に形成された高圧によって、圧力室底部８と、圧力室３の半径方向の両側壁３Ａ，３Ｂとに向かって押圧される。
【００２５】
インジェクタ１の別のエレメントの作用形式および構造上の構成は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２２０４５７号明細書およびドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６１９５２３号明細書に記載されているような慣用の形式であってよい。両明細書の内容は、本出願書類の開示内容に厳密に属している。
【００２６】
シールエレメント７の本発明による構成の利点を明瞭にするために、図３および図４には、既知の構造のシールエレメント１０に基づくシールエレメント作用形式が示してある。
【００２７】
シールエレメント１０は２つの部分から形成されていて、ＰＴＦＥと青銅粉末とから成る剪断軟性のシールリング１１と、このシールリング１１の下方に配置された、鋼薄板から成る支持リング１２とから成っている。この支持リング１２の役割は、シールリング１１の材料はみ出しおよびシールリング１１と支持リング１２との間の高圧増加を阻止することである。したがって、これにより起こり得るシールリング１１の持上りが回避される。
【００２８】
シールリング１１のシール作用は、弁エレメント４と圧力室３の半径方向の壁とに対するシール材料の半径方向の圧着によって行われる。この場合、圧着圧は常に少なくとも高圧と同じ大きさでなければならず、これによって、シール領域への圧力媒体の侵入が阻止される。
【００２９】
図３および図４に示したシールリング１１は、三日月状の打抜き加工部（図示せず）を支持リング１２の半径方向外側の縁領域１３に有している。これによって、シールリング１１と支持リング１２とによる二重シールと、両リング１１，１２の間の圧力増加とに基づくシールリング１１の持上りが回避される。圧力媒体が、図４に示したように、シールリング１１と圧力室３の半径方向外側の壁３Ｂとの間のギャップ２０内に侵入する場合には、三日月状の漏れ箇所によって、戻し通路もしくは低圧領域へのギャップでの流出が可能となる。
【００３０】
図３および図４には、シールリング１１に対する圧縮負荷もしくは剪断負荷が矢印によって特徴付けてある。
【００３１】
図３では、矢印５０が軸方向の一次の高圧負荷を成している。この高圧負荷は高圧に基づきシールリングに作用する。これによって、半径方向の二次の圧着圧５１が発生させられる。この圧着圧５１はシールリング１１を、圧力室３の、半径方向に間隔を置いて配置された環状面３Ａ，３Ｂに押圧する。下方から、軸方向の逆圧５２が作用する。この逆圧５２は支持リング１２によってシールリング１１に伝達される。
【００３２】
図４には、どのようにシールギャップ２０内への高圧下の圧力媒体、たとえば燃料の押進みが生ぜしめられ、シールリング１１の変形に繋がるのかを認めることができる。これによって、シールリング１１における高められた剪断負荷を備えた領域５３が生ぜしめられる。
【００３３】
図５ａ、図５ｂおよび図５ｃには、図１および図２のインジェクタ１のシールエレメント７の支持リング３０が、上方から見た図、断面図および下方から見た図で示してある。図３に示したシールリングに組み合わせることができる支持リング３０は、軸方向に延びる複数の開口３１を有している。これらの開口３１は支持リング３０の全周にわたって分配されている。開口３１は支持リングの全周にわたって均一に、たとえば９０゜の角度間隔で分配することができるものの、使用事例に応じて、不均一に分配されていてもよい。
【００３４】
さらに、支持リング３０は、半径方向に方向付けられた溝３２を有している。この溝３２は支持リング３０の下面に、ギャップ５４への半径方向内向きでの圧力媒体に対する漏れ路を形成している。有利には、溝３２は１回の変形加工プロセス、たとえばプレス加工によって支持リング３０に加工されている。
【００３５】
全ての溝３２は、外部に対して半径方向でシールするウェブ５５を有している。これによって、環状面３Ｂと外側の縁部３０Ｂとの間の漏れ流が確実に回避される。
【００３６】
図示の構成では、４つの溝３２が均一に、すなわち、互いに９０゜の角度間隔で支持リング３０の全周にわたって分配されている。しかし、使用事例に応じて、溝３２の個数および支持リング３０の全周にわたる溝３２の分配が変更されてよい。
【００３７】
図５ａおよび図５ｃによれば、１つの開口３１が１つの溝３２に対して相対的に任意の角度ずれαを伴って配置されていてよい。０゜の角度ずれを伴った図示の配置事例では、開口３１が、有利には溝３２の領域に設けられている。
【００３８】
開口３１は円形の開口、たとえば孔として形成されていてよい。有利には、開口３１は、支持リング３０の約８ｍｍの内径および約１０ｍｍの外径の場合、約０．１ｍｍの開口直径を備えて形成されている。
【００３９】
開口横断面は、機能要求に応じて、形状、位置および幾何学的な構成において変更することができる。
【００４０】
本発明によれば、開口は、支持リング３０の半径方向内側の縁部３０Ａと半径方向外側の縁部３０Ｂとから離されて配置されていて、有利には、軸方向に方向付けられたカラーウェブ５６に内側の縁部で移行する環状面の半径方向で支持リングの中間に配置されている。
【００４１】
開口３１の、規定された構成によって、シールリングと支持リングとによる二重シールひいてはシールリングの持上りが特に効率よく阻止される。この場合、支持リング３０の、起こり得る変形が、漏れ開口のサイズに影響を与え得ないように、この漏れ開口を支持リングの中央の領域に配置することが有利である。これによって、シールエレメント７が著しく少なく誤差に対して敏感となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】シールエレメントを備えた本発明によるインジェクタの概略図である。
【図２】図１の領域Ｘの拡大図である。
【図３】本発明による開口なしのシールエレメントの作用原理を示す図である。
【図４】本発明による開口なしのシールエレメントの作用原理をさらに明瞭に示す図である。
【図５ａ】選択的に配置された孔を備えたシールエレメントの支持リングの単独の平面図である。
【図５ｂ】図５ａの支持リングの横断面図である。
【図５ｃ】図５ａおよび図５ｂの支持リングを下方から見た図である。
【図５ｄ】図５ｂの支持リングの拡大横断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  インジェクタ、  ２  ハウジング、  ３  圧力室、  ３Ａ  環状壁、  ３Ｂ  環状壁、  ４  弁エレメント、  ５  孔、  ６  高圧入口、  ７  シールエレメント、  ８  圧力室底部、  １０  シールエレメント、  １１  シールリング、  １２  支持リング、  １３  縁領域、  ２０  ギャップ、  ３０  支持リング、  ３０Ａ  縁部、  ３０Ｂ  縁部、  ３１  開口、  ３２  溝、  ５０  高圧負荷、  ５１  圧着圧、  ５２  逆圧、  ５３  領域、  ５４  ギャップ、  ５５  ウェブ、  ５６  カラーウェブ、  α  角度ずれ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【国際調査報告】
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