| (19) |
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(11) |
EP 1 848 891 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
| (45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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14.04.2010 Patentblatt 2010/15 |
| (22) |
Anmeldetag: 15.02.2006 |
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| (51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2006/001381 |
| (87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2006/087186 (24.08.2006 Gazette 2006/34) |
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| (54) |
DICHTUNGSEINRICHTUNG FÜR EINEN KRAFTSTOFFINJEKTOR SOWIE VERFAHREN ZUM ABDICHTEN
SEALING DEVICE FOR A FUEL INJECTOR, AND SEALING METHOD
DISPOSITIF D'ETANCHEITE POUR INJECTEUR DE CARBURANT ET PROCEDE POUR REALISER UN ETANCHEITE
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE
SI SK TR |
| (30) |
Priorität: |
15.02.2005 DE 102005006818
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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31.10.2007 Patentblatt 2007/44 |
| (73) |
Patentinhaber: |
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- Continental Automotive GmbH
30165 Hannover (DE)
- Volkswagen Aktiengesellschaft
38436 Wolfsburg (DE) Benannte Vertragsstaaten: AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR
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| (72) |
Erfinder: |
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- KRONBERGER, Maximilian
93053 Regensburg (DE)
- STEHR, Hartmut
38518 Gifhorn (DE)
- BRAUNEIS, Roman
53179 Bonn (DE)
- JOVOVIC, Dejan
93055 Regensburg (DE)
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| (74) |
Vertreter: Patentanwaltskanzlei WILHELM & BECK |
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Prinzenstrasse 13 80639 München 80639 München (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
EP-A- 1 422 418 GB-A- 2 022 727
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DE-A1- 10 027 669 US-A- 3 776 209
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- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN Bd. 1997, Nr. 01, 31. Januar 1997 (1997-01-31) & JP 08 246994
A (NISSAN DIESEL MOTOR CO LTD; TOKYO GASKET KOGYO KK), 24. September 1996 (1996-09-24)
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für einen Kraftstoffinjektor, insbesondere
betrifft die Erfindung eine Dichtungsanordnung für eine Düsenspannmutter eines Kraftstoffinjektors,
zur Sicherstellung einer fluiddichten Verbindung zwischen dem Kraftstoffinjektor und
einem Zylinderkopf. Ferner betrifft die Erfindung eine Düsenspannmutter für einen
Kraftstoffinjektor.
[0002] Eine Düsenspannmutter hält die beiden Hauptkomponenten eines Kraftstoffinjektors
- eine Einspritzdüse und einen Ventilkörper - fest zusammen. Die Einspritzdüse ragt
dabei im montierten Zustand des Kraftstoffinjektors in einem Zylinderkopf, in einen
Brennraum eines Kraftfahrzeugmotors hinein, wobei der darüber angeordnete Ventilkörper
die Einspritzdüse betätigt. Hierbei ist es notwendig, den Kraftstoffinjektor gegenüber
dem Brennraum am Zylinderkopf abzudichten. Dies geschieht durch eine entsprechende
Gestaltung der Düsenspannmutter, die mit einer entsprechenden Einrichtung, einem Dichtsitz,
im Zylinderkopf zusammenwirkt.
[0003] An eine solche Dichtungsanordnung sind hohe Anforderungen gestellt. Einerseits ist
sie hohen thermischen Belastungen, -40°C bei Kaltstart im Winter bis über +150°C bei
Betriebsbedingungen, und andererseits hohen mechanischen Belastungen, insbesondere
Vibrationsbelastungen, ausgesetzt. Darüber hinaus muss die Dichtungsanordnung bei
lang anhaltenden Belastungen einen dauerhaften Dichtzustand zwischen Kraftstoffinjektor
und Zylinderkopf gewährleisten.
[0004] Hierfür wird im Stand der Technik, z. B. an der Düsenspannmutter ein horizontaler
Rand ausgebildet, welcher an einem in der Injektorbohrung vorgesehenen, ebenfalls
horizontalen Rand ansitzt, und die Düsenspannmutter bzw. der Kraftstoffinjektor wird
mit einer großen statischen Kraft gegen den Zylinderkopf gepresst. Durch das Vorsehen
einer großen flächenmäßigen Überdeckung der beiden Ränder soll eine dauerhaft fluiddichte
Verbindung geschaffen werden.
[0005] Bei einer solchen Anordnung müssen beide Dichtflächen sehr genau bearbeitet werden,
um die Verbindung überhaupt dauerfluiddicht zu bekommen. Aufgrund des vorzusehenden
seitlichen Spiels zwischen Kraftstoffinjektor und Injektorbohrung ist mit dieser Ausgestaltung
keine Zentrierung zwischen Kraftstoffinjektor und Injektorbohrung möglich, sodass
diese mittels anderer Ein- oder Vorrichtungen geschehen muss.
[0006] In der
DE 101 02 192 A1 weist eine Düsenspannmutter an einem freien Ende einen kegelstumpfförmigen Bereich
auf, welcher in einen entsprechenden kegelstumpfförmigen Injektorbohrungsabschnitt
einsetzbar ist. Im vormontierten Zustand, also wenn der Kraftstoffinjektor mit Düsenspannmutter
in die kegelstumpfförmige Injektorbohrung eingesetzt ist, besteht zwischen Kegelstumpf
an der Düsenspannmutter und der Kegelstumpfbohrung im Zylinderkopf eine umlaufende
Winkeldifferenz von 2° bis max. 5°. Hierdurch ist eine Zentrierung des Kraftstoffinjektors
in der Injektorbohrung sichergestellt, wobei anschließend der Kraftstoffinjektor mit
einer großen statischen Kraft in die Bohrung gedrückt wird und sich zwischen dem Kegelstumpf
an der Düsenspannmutter und der Kegelbohrung im Zylinderkopf eine gemeinsame Dichtfläche
ausbildet.
[0007] Dadurch, dass die Winkeldifferenz zwischen dem Kegelstumpf an der Düsenspannmutter
und der Kegelstumpfbohrung im Zylinderkopf nur 2° bis 5° beträgt, existiert im vormontierten
Zustand eine große flächenmäßige Überdeckung der beiden Dichtflächen, sodass sich
aufgrund einer Klemmwirkung zwischen den beiden Dichtflächen eine Selbstzentrierung
nur unzufrieden ausbildet. Diesem Problem wird im Stand der Technik dadurch begegnet,
dass die entsprechenden Oberflächen, insbesondere die der Düsenspannmutter oberflächenbeschichtet
wird, um den Gleitreibungskoeffizienten zwischen Düsenspannmutter und Injektorbohrung
herabzusetzen.
[0008] Trotz Verbesserung der Gleitreibung zwischen Kraftstoffinjektor und Injektorbohrung
ist die Winkeldifferenz von 2° bis 5° zu gering, um ein Klemmen zu verhindern und
ein Selbstzentrieren zu gewährleisten. Durch eine Erhöhung der Winkeldifferenz zwischen
dem Kegelstumpf an der Düsenspannmutter und der Kegelbohrung im Zylinderkopf auf über
5° würden Abstriche an der späteren Dichtungsqualität gemacht werden, was zu Undichtigkeiten
beim Betrieb des Kraftstoffinjektors führen kann.
[0009] Die
DE 101 02 192 A1 offenbart Befestigungsmittel für einen Kraftstoffinjektor an einem Zylinderkopf,
wobei der Kraftstoffinjektor innerhalb des Zylinderkopfs von einer Hülse umgeben ist,
die im Zusammenwirken mit einem Dichtelement aus Weichmetall, das auf einem Grund
einer Stufenbohrung im Zylinderkopf liegt, dichtend zusammenwirkt.
[0010] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Dichtungsanordnung für einen
Kraftstoffinjektor, sowie eine verbesserte Düsenspannmutter zur Verfügung zu stellen.
Insbesondere sollte der Kraftstoffinjektor bei einer Montage im Zylinderkopf eine
gute Eigenzentrierung aufweisen und im Zusammenwirken mit dem Zylinderkopf eine dauerhaft
fluiddichte Verbindung zwischen dem Kraftstoffinjektor und dem Zylinderkopf herstellen.
Dies soll bevorzugt mittels der Düsenspannmutter des Kraftstoffinjektors erfolgen.
[0011] Die Aufgabe der Erfindung wird mittels einer Dichtungseinrichtung bzw. Dichtungsanordnung
für einen Zylinderkopf und einen Kraftstoffinjektor, insbesondere für eine Düsenspannmutter
des Kraftstoffinjektors und den Zylinderkopf gelöst, wobei das eine Bauteil ein radial
bevorzugt vollständig umlaufendes, sich in eine Längsrichtung erstreckendes, konkaves
Querschnittprofil aufweist, welches an/in eine Dichtfläche bzw. Dichtkante eines zweiten
Bauteils fluiddichtend ansetzbar/einpressbar ist. Bevorzugt ist hierbei die Düsenspannmutter
des Kraftstoffinjektors mit einer radialen und vollständig umlaufenden Konkavfase
ausgestaltet. Ein Dichtsitzrand ist innerhalb einer gestuften Injektorbohrung horizontal
verlaufend oder mit einem Winkel konisch ausgebildet.
[0012] Hierbei wirken die Konkavfase und die Dichtkante des Dichtsitzrands in besonderer
Weise zusammen. In einem Vormontage- bzw. Zentrierzustand wird der Kraftstoffinjektor
mit seiner Düsenspannmutter in die Injektorbohrung eingesetzt, ohne dass künstliche
Kräfte auf den Kraftstoffinjektor wirken. Hierbei sind die Abmessungen der Düsenspannmutter
und der Injektorbohrung derart gewählt, dass der Konkavbereich bzw. die Konkavfase
der Düsenspannmutter an der Dichtkante des Dichtsitzrands der Injektorbohrung ansitzt.
Eine kinematische Umkehr, also Injektorbohrung mit Konkavfase und Düsenspannmutter
mit bevorzugt kegelstumpfförmigem Dichtsitzrand, ist natürlich ebenso anwendbar. Unter
Umständen sind hierbei auch die Materialien, aus welchen die Bauteile hergestellt
sind, gegenseitig zu vertauschen bzw. man muss sich Gedanken über deren Auswahl machen.
Die Konkavfase der Düsenspannmutter sitzt nur mit einem Kreis bzw. einem dünnen Kreisring
(Zentrierzustand) an der Kante des Dichtsitzrands auf, wodurch sich die Düsenspannmutter
nicht in der Injektorbohrung verklemmen kann. Aufgrund einer geringen Reibung zwischen
Düsenspannmutter und Zylinderkopf richtet sich der Kraftstoffinjektor selbstzentrierend
in der Injektorbohrung ein. Bevorzugt hat hierbei die Konkavfase einen möglichst geringen
Haft- und/oder Gleitreibungskoeffizienten, wodurch eine Selbstzentrierung weiterhin
begünstigt ist.
[0013] Darauf folgend kann der Dichtzustand zwischen Kraftstoffinjektor und Zylinderkopf
eingenommen werden. Hierbei wird der Kraftstoffinjektor mit einer großen statischen
Kraft in die Injektorbohrung bzw. den Dichtsitz, der in der Bohrung ausgebildet ist,
gedrückt, wodurch der bevorzugt gegenüber dem Zylinderkopf härtere konkave Bereich
den Dichtsitzrand bevorzugt plastisch verformt und derart in den Dichtsitzrand eingepresst
wird, dass eine fluiddichte Verbindung zwischen Düsenspannmutter und Zylinderkopf
hergestellt wird.
[0014] Aufgrund der Deformation des Dichtsitzrands der Injektorbohrung wird ein flächiger
Dichtungsabschnitt zwischen Düsenspannmutter und Zylinderkopf ausgebildet, wobei aufgrund
der plastischen Verformung des Dichtsitzrands sich dieser an die Konkavfase anpasst
und bei hoher Flächenpressung eine dauerhafte Fluiddichtheit zwischen Kraftstoffinjektor
und Zylinderkopf herstellt. Ferner ist es dadurch möglich, Unebenheiten bzw. kleine
Ausnehmungen in den Oberflächen zu kompensieren. Solche Anordnungen sind gegenüber
Druckunterwanderungen dauerhaft widerstandsfähig, sodass eine thermisch und mechanisch
hochbelastbare Dichtungsanordnung bei gleichzeitiger Dauerdichtheit realisiert ist.
[0015] Erfindungsgemäß beträgt bei einer bevorzugten Ausführungsform der Winkel im Zentrierzustand
zwischen einer Tangente an einen Berührpunkt zwischen Dichtsitzrand und Konkavfase,
mit dem sich radial nach außen erstreckenden Dichtsitzrand ca. 10°, wodurch sich eine
gute Eigenzentrierung des Kraftstoffinjektors im Zylinderkopf ergibt. Während des
Festsetzens des Kraftstoffinjektors im Zylinderkopf, wobei eine Deformation des Dichtsitzrands
geschieht, ändert sich ein Tangentenwinkel eines radial äußeren Berührpunkts zwischen
Konkavfase und Dichtsitzrand zu den im Stand der Technik üblichen 2° bis 5°. Der Zylinderkopf
bzw. der Dichtsitzrand sind hierbei meist aus Aluminium oder aus Magnesium hergestellt.
[0016] Durch eine zusätzliche Oberflächenbehandlung der Konkavfase ergeben sich in diesem
Bereich verbesserte Gleiteigenschaften der Düsenspannmutter gegenüber des Dichtsitzrands
bzw. dessen Kante, sodass sich der Kraftstoffinjektor gegenüber dem Zylinderkopf in
einfacher Weise schnell und richtig orientiert positioniert.
[0017] Aufgrund des Vorsehens der Konkavfase ergibt sich insbesondere im weiter innen liegenden
Radialbereich des Dichtsitzrands eine erhöhte spezifische Flächenpressung, wodurch
die Abdichtung zwischen Kraftstoffinjektor und Zylinderkopf gegenüber dem Stand der
Technik verbessert ist. Die höchste Flächenpressung tritt am inneren Bereich des Dichtsitzrands
auf, an welchem auch der Innendruck des Brennraums anliegt; was besonders vorteilhaft
ist, da einer Druckunterwanderung wirksam begegnet werden kann. Ferner ist beim Einprägen
der Konkavfase in den Dichtsitzrand der Injektorbohrung gegenüber dem Stand der Technik
der Spannungsverlauf im Zylinderkopf günstiger, wodurch weniger Risse im Zylinderkopf
entstehen, was die Dauerhaltbarkeit des Zylinderkopfs erhöht. Ferner ist umgekehrt
die Krafteinleitung in die Düsenspannmutter gegenüber dem Stand der Technik optimiert,
was ebenfalls einen günstigeren Spannungsverlauf innerhalb der Düsenspannmutter zur
Folge hat.
[0018] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schließt eine Verbindungsgerade,
die im Zentrierzustand durch den Berührpunkt der Konkavfase mit dem Dichtsitzrand
und durch einen Umfangspunkt auf dem Außendurchmesser des konkaven Bereichs geht (hierbei
liegen die beiden Punkte der Gerade sowie eine Längsachse der Düsenspannmutter in
einer Ebene) mit einer entsprechenden diametral gegenüberliegenden Gerade einen Winkel
von bevorzugt ca. 108° oder ca. 110° ein. Der Radius der bevorzugt teilkreisförmigen
Konkavfase beträgt hierbei 55mm±20mm, insbesondere 55mm±5mm.
[0019] Ferner betrifft die Erfindung einen Motor und/oder einen Zylinderkopf mit einem erfindungsgemäßen
Kraftstoffinjektor bzw. einen Kraftstoffinjektor mit einer erfindungsgemäßen Düsenspannmutter.
[0020] Bei einem Verfahren zum Zentrieren und Fluiddichten eines Kraftstoffinjektors oder
einer Düsenspannmutter gegenüber einem Zylinderkopf, weist das erste Bauteil einen
radialen und bevorzugt vollständig umlaufenden Konkavbereich auf, welcher für einen
Vormontagezustand an einen Dichtsitzrand des zweiten Bauteils zum Zentrieren der beiden
Bauteile zueinander angesetzt wird. Beim Überführen der beiden Bauteile in einen Montagezustand
bewegt sich der Konkavbereich unter einer elastischen, jedoch bevorzugt plastischen,
Verformung des Materials des Dichtsitzrands in das zweite Bauteil derart hinein, dass
zwischen Konkavbereich und Dichtsitzrand eine gemeinsame Dichtfläche aufgrund einer
Flächenpressung entsteht, die auch bei hohen Innendrücken fluiddicht ist.
[0021] Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
[0022] Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beigefügte Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1a
- eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung im vormontierten Zustand;
- Fig. 1b
- die Dichtungsanordnung aus Fig. 1a im montierten Zustand;
- Fig. 2
- eine Düsenspannmutter mit einer erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung;
- Fig. 3a
- die erfindungsgemäße Dichtungseinrichtung aus Fig. 2 in einem Zentrierzustand mit
einem Zylinderkopf im Teilschnitt;
- Fig. 3b
- die erfindungsgemäße Dichtungseinrichtung aus Fig. 2 im Dichtzustand mit dem Zylinderkopf;
- Fig. 4
- den erfindungsgemäßen Dichtbereich der Düsenspannmutter aus Fig. 2 in vergrößerter
Darstellung, sowie eine zusätzliche Detaildarstellung im Schnitt;
- Fig. 5a
- eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung im Zentrierzustand
im Teilschnitt; und
- Fig. 5b
- die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung aus Fig. 5a
im Dichtzustand.
[0023] Werden im Folgenden Lageangaben wie "oben" oder "unten" bzw. "rechts" oder "links"
gemacht, so beziehen sich diese auf Fig. 2, in welcher eine Düsenspannmutter 10 rechts
geschnitten und links nicht geschnitten dargestellt ist, wobei die Düsenspannmutter
10 eine unten angeordnete Einspritzdüse 20 mit einem oben angeordneten Ventilkörper
30 verspannt.
[0024] Die Fig. 1a und 1b zeigen eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung, insbesondere
zum dauerhaften und hochdrucksicheren Fluiddichten zweier Bauteile 10 und 40, z. B.
einer Düsenspannmutter 10 und einem Zylinderkopf 40.
[0025] Die Fig. 1a stellt einen vormontierten Zustand der beiden Bauteile 10, 40 dar, wobei
sich das Bauteil 10 gegenüber dem Bauteil 40 bevorzugt selbst zentriert, daher wird
dieser Vormontagezustand auch Zentrierzustand genannt. Ein Selbstzentrieren der beiden
Bauteile 10, 40 zueinander ist für die Erfindung jedoch nicht zwingend notwendig;
es genügt wenn das erste Bauteil 10 an das zweite Bauteil 40 ansetzbar ist, ohne einer
gegenseitigen Selbstzentrierung. Ist jedoch eine gegenseitige Zentrierung notwendig,
ein Selbstzentrieren aber nicht möglich, so sollte diese mit externen Mitteln erfolgen.
[0026] Für das Zentrieren und Abdichten weist das erste Bauteil 10 einen Konkavbereich 122,
und das zweite Bauteil 40 einen Dichtsitzrand 422 auf. Im Vormontagezustand der beiden
Bauteile 10, 40 sitzt der Konkavbereich 122 mit einem Mittenabschnitt an der Kante
424 des Dichtsitzrands 422 an. In den Fig. 1a und 1b ist der Mittenabschnitt des Konkavbereichs
122 nur als ein Punkt bzw. kleiner Bereich zu sehen (Berührpunkt zwischen Konkavbereich
122 und Dichtsitzrand 422), für das bevorzugt rotationssymmetrische Bauteil 10 ist
dies jedoch idealisiert ein Kreis bzw. ein dünner Kreisring. Ein Aufsitzen des kleinsten
Durchmessers des Konkavbereichs 122 (untere Kante am Bauteil 10) auf dem Dichtsitzrand
422 (s. dazu auch Fig. 5a und b) ist ebenso möglich (weitere Ausführungsform).
[0027] In einem Dichtzustand der beiden Bauteile 10, 40, der in Fig. 1b dargestellt ist,
ist ein Abschnitt des Konkavbereichs 122, durch eine wenigstens elastische, bevorzugt
plastische Verformung des Materials des zweiten Bauteils 40 in den Dichtsitzrand 422
eingeprägt bzw. eingepresst. Das Eindrücken des ersten Bauteils 10 in das zweite Bauteil
40 geschieht dabei in einen Abschnitt von der Kante 424 des Dichtsitzrands 422 radial
nach außen von einer Längsachse L der Dichtungsanordnung weg. Die Verformung des zweiten
Bauteils 40 ist mittels einer gestrichelte Linie in Fig. 1b angedeutet. Mittels dieses
sich oben entlang des Konkavbereichs 122 radial nach innen stülpenden Wulstes wird
zusätzlich die Dichtfläche zwischen den beiden Bauteilen 10, 40 vergrößert, was die
Fluiddichtheit der beiden Bauteile 10, 40 erhöht.
[0028] Die Fig. 2 bis 4 zeigen eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Dichtungsanordnung, wobei die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung an einer Düsenspannmutter
10 und einem ihr zugeordneten Zylinderkopf 40 eingerichtet ist. Die erfindungsgemäße
Dichtungsanordnung dient dazu einen Kraftstoffinjektor 1 bevorzugt über dessen Düsenspannmutter
10 in einer Injektorbohrung 42 des Zylinderkopfs 40 gegenüber einem Brennraum eines
Verbrennungsmotors abzudichten.
[0029] Eine erfindungsgemäße Dichtungseinrichtung befindet sich bevorzugt am unteren freien
Ende der Düsenspannmutter 10, die eine Einspritzdüse 20 mit einem Ventilkörper 30
zusammenspannt und zu einem Kraftstoffinjektor 1 vereint (s. Fig. 2); die erfindungsgemäße
Dichtungseinrichtung kann jedoch auch am Kraftstoffinjektor 1 selbst vorgesehen sein,
wobei die Düsenspannmutter 10 dann keine oder nur andere Dichtungsaufgaben für den
Kraftstoffinjektor 1 übernimmt. Diese erste Ausführungsform der Dichtungseinrichtung
an der Düsenspannmutter 10 kommt mit einem Dichtsitz in der Injektorbohrung 42 (Fig.
3a und 3b) zur Anlage, wobei Dichtungseinrichtung und Dichtsitz zusammen nach dem
Prinzip der Erfindung gemäß den Fig. 1a und 1b zusammenwirken.
[0030] Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist ein Dicht- bzw. Zentrierbereich 12
der Düsenspannmutter 10 bevorzugt zweiteilig aufgebaut. Hierbei schließt sich bei
der Düsenspannmutter 10 von unten kommend an einen Konkavbereich 122 ein Kegelstumpfbereich
126 an. Konkavbereich 122 sowie Kegelstumpfbereich 126 dienen dazu die Düsenspannmutter
10 bzw. den Kraftstoffinjektor 1 in die Injektorbohrung 42 (Fig. 3a und 3b) einzusetzen,
wobei der Konkavbereich 122 dazu ausgelegt ist, die Düsenspannmutter 10 an einem Dichtsitzrand
422 der Injektorbohrung 42 im Zentrier- bzw. Vormontagezustand zu zentrieren. Bevorzugt
ist die Düsenspannmutter 10 radialsymmetrisch aufgebaut, wobei der Konkavbereich 122
eine sich radial erstreckende und vollständig umlaufende Konkavfase 124 aufweist,
die sich mit ihrem Querschnittsprofil in Längs- bzw. Axialrichtung L der Düsenspannmutter
10 nach oben erstreckt. Die Düsenspannmutter 10 kann jedoch auch so aufgebaut sein,
dass der Kegelstumpfbereich 126 fehlt und am unteren, im Wesentlichen konischen Abschnitt
der Düsenspannmutter 10 nur der Konkavbereich 122 vorhanden ist. An den Dichtbereich
12 der Düsenspannmutter 10 schließt sich oben ein Zylinderbereich 14 der Düsenspannmutter
10 an, in welchem hauptsächlich der Ventilkörper 30 aufgenommen ist.
[0031] Im Zentrierzustand der Düsenspannmutter 10 bzw. des Kraftstoffinjektors 1, welcher
in Fig. 3a dargestellt ist, sitzt die Konkavfase 124 bzw. der Konkavbereich 122 auf
einer Kante 424 eines Dichtsitzrands 422 auf. Die Kante 424 des Dichtsitzrands 422
beschreibt im Wesentlichen einen Kreis bzw. einen dünnen Kreisring auf der Konkavfase
124. Je kreisförmiger (in einer Ebene gedacht) dieser Abschnitt auf der Konkavfase
124 ist, desto zentrierter sitzt die Düsenspannmutter 10 in der Injektorbohrung 42
des Zylinderkopfs 40.
[0032] Die Injektorbohrung 42 ist bevorzugt eine gestufte Kreiszylinderbohrung, deren unterer
Abschnitt mit kleinerem Durchmesser einen Abschnitt der Einspritzdüse 20 und deren
oberer durchmessergrößerer Abschnitt die Düsenspannmutter 10 des Kraftstoffinjektors
1 aufnimmt. Beide Bereiche sind bevorzugt über einen Konus bzw. eine Kreisringschräge
(im Folgenden als Kegelstumpfbereich 426 bezeichnet) verbunden; möglich ist jedoch
auch eine horizontaler Stufe, die mit dem jeweiligen Abschnitt der Injektorbohrung
42 einen rechten Winkel einschließt.
[0033] Im Zentrierzustand befindet sich der Berührpunkt M (Schnittdarstellung der Fig. 3a)
bzw. der Berührkreis(ring) M (Realsituation bei in der Injektorbohrung 42 zentriertem
Kraftstoffinjektor 1) von Kante 424 und Konkavfase 124 zwischen einem Umfangspunkt/Umfangskreis(ring)
I mit dem (unteren) Innendurchmesser D
I (Fig. 4) der Konkavfase 124 und einem Umfangspunkt/Umfangskreis(ring). A mit dem
(oberen) Außendurchmesser D
A der Konkavfase 124, wobei bevorzugt der Berührpunkt M innerhalb des ersten Drittels
bzw. innerhalb der ersten Hälfte des Wegs vom Umfangspunkt I zum Umfangspunkt A liegt.
[0034] Im Folgenden ist nur noch von den Punkten M, I und A, und nicht mehr von den entsprechenden
Kreisen bzw. Kreisringen die Rede, es sollen damit jedoch auch die Kreise bzw. Berührkreisringe
gemeint sein. Ferner beziehen sich im Folgenden geometrische Angaben, wie z. B. Winkelangaben
und Angaben zu Lagen von Geraden, auf Ebenen in denen die Längs- bzw. Axialachse L
der Düsenspannmutter 10 enthalten ist, insbesondere fällt eine zu betrachtende Ebene
mit der Zeichenebene der Fig. 4 zusammen.
[0035] Der Dichtsitzrand 422 der Injektorbohrung 42 ist bevorzugt ein innerer Abschnitt
des Kegelstumpfbereichs 426 der Injektorbohrung 42, wobei der Kegelstumpfbereich 426
mit dem Kegelstumpfbereich 126 der Düsenspannmutter 10 einen umlaufenden Öffnungswinkel
von ca. 0,5° bis 5° hat (idealer Zentrierzustand - der von allen Punkten M gebildete
Kreis ist senkrecht zu L). Weitere Winkelbeziehungen wie in Fig. 3a dargestellt, werden
im Rahmen der Erläuterung von Fig. 4 gegeben.
[0036] Die Fig. 3b zeigt einen Dichtzustand von Düsenspannmutter 10 und Zylinderkopf 40,
wobei die Düsenspannmutter 10 in den Dichtsitzrand 422 der Injektorbohrung 42 unter
einer bevorzugt plastischen Verformung des Dichtsitzrands 422 eingepresst ist. Hierbei
findet wiederum bevorzugt eine Verformung des inneren Dichtsitzrands 422 nach innen
statt (siehe hierzu Beschreibung der Fig. 1b). Idealerweise richtet sich eine kreisringförmige
Flächenpressung mit möglicht hoher, gleichmäßiger Kreisringdicke und möglichst hoher
Flächenpressung aus, die keine Unstetigkeitsstellen bei der Pressung aufweist. Bevorzugt
taucht die Außendurchmesserkante (A) der Konkavfase 124 nicht bzw. gerade nicht in
den Kegelstumpfbereich 426 bzw. den Dichtsitzrand 422 ein.
[0037] Fig. 4 zeigt den Dichtbereich 12 der Düsenspannmutter 10 der in Kegelstumpfbereich
126 und Konkavbereich 122 aufgeteilt ist im Detail. Hierbei haben der Kegelstumpfbereich
126 und der Konkavbereich 122 einen gemeinsamen Kreis der in der Fig. 4 unter anderem
im Punkt A zu sehen ist. Dies ist gleichzeitig ein Umfangskreispunkt A des größten
Außendurchmessers D
A des Konkavbereichs 122. Folgt man nun vom Punkt A der Konkavfase 124 dem Konkavbereich
122 nach unten (und nach innen zu L hin) so bewegt man sich auf der Konkavfase 124
über den Berührpunkt M von Konkavfase 124 und Kante 424 (im Zentrierzustand) zum Umfangskreispunkt
I auf den kleinsten Innendurchmesser D
I des Konkavbereichs 122. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt
D
A=13mm, wobei im Zentrierzustand der Durchmesser D
M eines vom Punkt M gebildeten Kreises ca. 10,9mm beträgt. Hierbei befindet sich, wie
oben schon gesagt der Punkt M auf dem ersten Drittel bzw. der ersten Hälfte des Wegs
vom Punkt I nach Punkt A.
[0038] Die Konkavfase 124 ist bevorzugt teilkreisförmig ausgebildet, wobei deren Radius
R zwischen 20mm und 100mm variieren kann. In einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung beträgt der Radius der Konkavfase 124 55±5mm. Entsprechend andere Radien
stellen sich ein, wenn man die erfinderische Idee auf andere Bauteile anwendet; prinzipiell
ist wichtig, dass es sich um eine konkave Kontur handelt. Nicht teilkreisförmige Konturen,
die sich von einem einfachen Kegelstumpf unterscheiden, sind erfindungsgemäß ebenso
möglich. Insbesondere stetige Übergänge an den Kanten der Konkavfase bei I und A in
die anderen Bereiche der Düsenspannmutter 10 sind vorteilhaft, da der Spannungsverlauf
in der Düsenspannmutter 10 bzw. die Krafteinleitung an den Kanten (I, A) der Konusfase
124 in den Kegelstumpfbereich 426 günstiger sind und sich nicht so abrupt ändern,
wofür sich z. B. eine Klotoide eignet.
[0039] Die folgenden Winkelangaben für die erfindungsgemäße Dichtungseinrichtung beziehen
sich auf einen Innenöffnungswinkel eines Kegels, der von einer um die Längsachse L
der Düsenspannmutter 10 rotierenden Geraden gebildet wird. Hierbei ist eine solche
Gerade T
M die Tangente an den Punkt M im Zentrierzustand der Düsenspannmutter 10, wobei der
Öffnungswinkel α
M des Kegels im Zentrierzustand bevorzugt zwischen 104° und 110° je nach Radius R der
Konkavfase 124 beträgt. Ein entsprechender Winkel α
A der Tangente T
A an den Punkt A beträgt bevorzugt zwischen 107° und 113°, wiederum je nach Radius
R der Konkavfase 124. Ein Winkel β einer Verbindungsgeraden MA der Punkte M und A
beträgt bevorzugt 106° bis 112°. Alle diese Angaben sind auf einen Punkt M bezogen,
der sich im Zentrierzustand der Düsenspannmutter 10 einstellt. Der Punkt M beginnt
beim Einpressen der Düsenspannmutter 10 in den Zylinderkopf 40 entlang der Konkavfase
124 in Richtung des Punkts A (und natürlich auch linear entlang des Dichtsitzrands
422) zu wandern (Punkt Mn), wobei sich eine Gerade MnA der Tangente T
A immer mehr annähert. Dies wird in der Schnittdarstellung im Detail der Fig. 4 verdeutlicht.
Mn ist dabei ein radial äußerster Berührpunkt zwischen Konkavfase 124 und Dichtsitzrand
422
[0040] Weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen, die sich an obige anlehnen, sind in der
Tabelle durch folgende Parameter gegeben:
| |
Kegelwinkel der rotierenden
Verbindungsgerade MA |
| β=108° |
β=110° |
| ∅ [mm] |
R=35 |
R=85 |
R=35 |
R=85 |
| DM=10,9 (αM) |
105,9° |
107,1° |
107,9° |
109,1° |
| DMn=12,0 (αMn) |
108,1° |
108,0° |
110,1° |
110,0° |
| DA=13, 0 (αA) |
110,1° |
108,9° |
112,1° |
110,9° |
[0041] Hierbei beziehen sich die Variablen auf die Fig. 4, wobei mit Mn=12,0mm exemplarisch
ein Wert beim Bewegen von M nach A zwischen M und A auf der Konkavfase 124 in der
Tabelle aufgeführt ist.
[0042] Die Fig. 5a zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung
für den Kraftstoffinjektor 1 bzw. die Düsenspannmutter 10, wobei sich nicht die Konkavfase
124 an der Kante 424 des Dichtsitzrands 422 zentriert, sondern die Unterkante am Dichtsitzrand
422. Dies hat den Vorteil, das die Injektorbohrung 42 im Durchmesser geringer ausgestaltet
werden kann und näher an die Einspritzdüse 20 des Kraftstoffinjektors 1 heranreichen
kann. Optional kann auch die Oberkante der Konkavfase 124 alleine am Dichtsitzrand
422 ansitzen (Kreis(-ring) A, größter Durchmesser der Konkavfase 124). Ferner ist
es auch möglich, dass im Zentrierzustand beide Kreiskanten I und A auf dem Dichtsitzrand
422 aufliegen, was den Vorteil mit sich bringt, dass eine Zentrierposition der beiden
Bauteile derart überprüfbar ist, dass die Zentrierposition nur dann eingenommen ist,
wenn beide Kreiskanten I und A vollständig am Dichtsitzrand 422 anliegen.
[0043] Den Dichtzustand zeigt Fig. 5b, wobei die beiden Kreise bzw. Kreisringkanten I und
A in den Dichtsitzrand 422 des Zylinderkopfs 40 eingepresst sind und im dargestellten
Fall zwei Dichtbereiche ausbilden. Je fester die Düsenspannmutter 10 in den Zylinderkopf
40 eingepresst wird, desto geringer wird der verbleibende Zwischenraum zwischen Düsenspannmutter
10 und Zylinderkopf 40. Möglich sind auch andere Konfigurationen des Dichtzustands,
bei welchen sich z. B. nur die unterste Kreiskante I oder nur die oberste Kreiskante
A in den Dichtsitzrand 422 einprägen.
[0044] Bevorzugt befindet sich zwischen der Düsenspannmutter 10 und dem Zylinderkopf 40
kein Hohlraum. Bei der Realisierung einer solchen Dichtungsanordnung kann es notwendig
sein eine Entlüftung des zunächst vorhandenen Hohlraums vorzusehen. Bevorzugt schließt
sich diese Entlüftung selbsttätig durch das Einpressen der Düsenspannmutter 10 in
den Zylinderkopf 40. Dies kann z. B. durch eine Nut im Zylinderkopf 40 oder in der
Düsenspannmutter 10 geschehen, in welche Material der Düsenspannmutter 10 bzw. Material
des Zylinderkopfs 40 beim Einpressen eindringt. Ferner eignen sich Bohrungen die auf
eine ebensolche Art verschließbar sind.
[0045] Die vorangegangenen Ausführungen, die sich auf die Düsenspannmutter 10 beziehen,
sollen auch für den Kraftstoffinjektor 1 gelten, der nicht mittels seiner Düsenspannmutter
10 gegenüber dem Zylinderkopf 40 abgedichtet ist, sondern der die erfindungsgemäße
Einrichtung an einem anderen Abschnitt aufweist. Die erfindungsgemäße Einrichtung
am Kraftstoffinjektor 1 und ein entsprechender Dichtsitz am oder im Zylinderkopf bilden
dann zusammen die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung.
1. Dichtungsanordnung für eine Düsenspannmutter (10) eines Kraftstoffinjektors (1) und
einen Zylinderkopf, zum Fluiddichten gegenüber einem Dichtsitzrand (422), mit einem
Dichtbereich (12) an der Düsenspannmutter (10) oder dem Zylinderkopf (40), dadurch gekennzeichnet, dass
der Dichtbereich (12) einen Konkavbereich (122) mit einer radialen, umlaufenden, konkaven
Außenkontur (124) aufweist, die am Dichtsitzrand (422) des Zylinderkopfs (40) bzw.
der Düsenspannmutter (10) dichtend zur Anlage bringbar ist.
2. Düsenspannmutter für einen Kraftstoffinjektor (1), mit einem Dichtbereich (12) zum
Fluiddichten gegenüber einem Dichtsitzrand (422) eines Zylinderkopfs (40), dadurch gekennzeichnet, dass
der Dichtbereich (12) einen Konkavbereich (122) mit einer radialen, umlaufenden, konkaven
Außenkontur (124) aufweist, die am Dichtsitzrand (422) des Zylinderkopfs (40) dichtend
zur Anlage bringbar ist.
3. Dichtungsanordnung oder Düsenspannmutter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Konkavbereich
(122) mit einer vollständig umlaufenden Konkavfase (124) ausgestaltet ist und sich
an den Konkavbereich (122) ein in radialer Richtung verlaufender Kegelstumpfbereich
(126) anschließt.
4. Dichtungsanordnung oder Düsenspannmutter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
in einem Zentrierzustand der Konkavbereich (122) auf den Dichtsitzrand (422) gesetzt
ist und ein umlaufender Kreisabschnitt der Konkavfase (124) auf einer Kante (424)
des Dichtsitzrands (422) aufsitzt.
5. Dichtungsanordnung oder Düsenspannmutter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
in einem Dichtzustand der Konkavbereich (122) mit dem Dichtsitzrand (422) festsitzend
verbunden ist, wobei der Konkavbereich (122) durch eine wenigstens elastische, bevorzugt
plastische, Verformung des Dichtsitzrands (422), in den Dichtsitzrand (422) eingepresst
ist.
6. Dichtungsanordnung oder Düsenspannmutter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
die Konkavfase (124) an einer Dichtfläche der Düsenspannmutter (10) radial und umlaufend
ausgebildet ist, die zur Anlage an einem Dichtsitzrand (422) einer Injektorbohrung
(42) des Zylinderkopfs (40) ansitzt.
7. Dichtungsanordnung oder Düsenspannmutter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei
im Zentrierzustand der Winkel zwischen Dichtsitzrand (422) und einer Tangente an einen
Berührpunkt (M) von Konkavfase (124) und Kante (424) 14±2°, bevorzugt 10±1°, insbesondere
bevorzugt 7±1° beträgt.
8. Dichtungsanordnung oder Düsenspannmutter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei
wenigstens ein sich in Längsrichtung (L) des Kraftstoffinjektors (1) erstreckender
Abschnitt des Konkavbereichs (122) im Dichtzustand mit dem Dichtsitzrand (422) der
Injektorbohrung (42) derart zusammenwirkt, dass der Kraftstoffinjektor (1) gegenüber
dem Zylinderkopf (40) fluiddicht festgelegt ist.
9. Dichtungsanordnung oder Düsenspannmutter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei
im Dichtzustand der Winkel zwischen der Tangente (TM) an einen radial äußersten Berührpunkt (M) zwischen Konkavfase (124) und Dichtsitzrand
(422.) 7±1°, bevorzugt 4±1°, insbesondere bevorzugt 2±0,5° beträgt.
10. Dichtungsanordnung oder Düsenspannmutter gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei
der Dichtsitzrand (422) als kegelstumpfförmiger Konusrand ausgebildet ist, dessen
Öffnungswinkel größer als ein Winkel ist, den der Kegelstumpfbereich (126) des Dichtbereichs
einschließt, wobei der Öffnungswinkel zwischen beiden 0,5° bis 5°, insbesondere 1°
bis 4°, bevorzugt 2±0,5° beträgt.
11. Dichtungsanordnung oder Düsenspannmutter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei
im Zentrierzustand ein Berührpunkt (M) von Konkavfase (124) und Kante (424) und ein
Außendurchmesserpunkt (A) der Konkavfase (124) eine Verbindungsgerade (MA) bilden,
die mit der Längsachse (L) des Kraftstoffinjektors (1) einen Winkel von 50° bis 60°,
insbesondere von 52° bis 58°, bevorzugt von 53° bis 56° und insbesondere bevorzugt
von 54° bis 55° einnimmt.
12. Dichtungsanordnung oder Düsenspannmutter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei
ein Profil der Konkavfase (122) teilkreisförmig ist und einen Radius (R) von 30mm
bis 90mm, insbesondere von 45mm bis 65mm, bevorzugt von 50mm bis 60mm und insbesondere
bevorzugt von 55±2,5mm hat.
13. Dichtungsanordnung oder Düsenspannmutter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei
die Fläche der Konkavfase (122) poliert ist, bevorzugt mittels eines Kugelstrahlverfahrens.
14. Dichtungsanordnung oder Düsenspannmutter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei
das Material des Dichtsitzrands (422), bevorzugt Aluminium, weicher ist, als das Material
des Konkavbereichs (122), der bevorzugt aus Stahl hergestellt ist.
15. Dichtungsanordnung oder Düsenspannmutter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei
die der Konkavfase (122) der Düsenspannmutter (10) gegenüberliegende Innenkontur konvex
ausgebildet ist.
16. Kraftstoffinjektor, insbesondere Dieselinjektor, mit einer Düsenspannmutter (10) nach
einem der Ansprüche 1 bis 15.
17. Motor oder Zylinderkopf mit einem Kraftstoffinjektor (1) gemäß Anspruch 16, wobei
der Konkavbereich (122) der Düsenspannmutter (10) an der Kante (424) des Dichtsitzrands
(422) der Zylinderkopfbohrung (42) sitzt.
1. Sealing arrangement for a nozzle tension nut (10) of a fuel injector (1) and for a
cylinder head, for fluid-tight sealing with respect to a sealing-seat margin (422),
with a sealing region (12) on the nozzle tension nut (10) or the cylinder head (40),
characterized in that the sealing region (12) has a concave region (122) with a radial peripheral concave
outer contour (124) which can be brought to bear sealingly against the sealing-seat
margin (422) of the cylinder head (40) or of the nozzle tension nut (10).
2. Nozzle tension nut for a fuel injector (1), with a sealing region (12) for fluid-tight
sealing with respect to a sealing-seat margin (422) of a cylinder head (40), characterized in that the sealing region (12) has a concave region (122) with a radial peripheral concave
outer contour (124) which can be brought to bear sealingly against the sealing-seat
margin (422) of the cylinder head (40).
3. Sealing arrangement or a nozzle tension nut according to Claim 1 or 2, the concave
region (122) being configured with a fully peripheral concave chamfer (124), and a
radially running frustoconical region (126) adjoining the concave region (122).
4. Sealing arrangement or nozzle tension nut according to one of Claims 1 to 3, in a
centring state the concave region (122) being placed onto the sealing-seat margin
(422), and a peripheral circular portion of the concave chamfer (124) being seated
on an edge (424) of the sealing-seat margin (422).
5. Sealing arrangement or a nozzle tension nut according to one of Claims 1 to 4, in
a sealing state the concave region (122) being connected fixedly to the sealing-seat
margin (422), the concave region (122) being pressed into the sealing-seat margin
(422) as a result of an at least elastic, preferably plastic deformation of the sealing-seat
margin (422).
6. Sealing arrangement or a nozzle tension nut according to one of Claims 1 to 5, the
concave chamfer (124) being formed radially and peripherally on a sealing face of
the nozzle tension nut (10) which is seated so as to bear on a sealing-seat margin
(422) of an injector bore (42) of the cylinder head (40).
7. Sealing arrangement or nozzle tension nut according to one of Claims 1 to 6, in the
centring state the angle between the sealing-seat margin (422) and a tangent to a
contact point (M) of the concave chamfer (124) and edge (424) amounting to 14 ± 2°,
preferably 10 ± 1°, particularly preferably 7 ± 1°.
8. Sealing arrangement or nozzle tension nut according to one of Claims 1 to 7, at least
one portion, extending in the longitudinal direction (L) of the fuel injector (1),
of the concave region (122) cooperating, in the sealing state, with the sealing-seat
margin (422) of the injector bore (42) in such a way that the fuel injector (1) is
secured, fluid-tight, with respect to the cylinder head (40).
9. Sealing arrangement or nozzle tension nut according to one of Claims 1 to 8, in the
sealing state the angle between the tangent (TM) to a radially outermost contact point (M) between the concave chamfer (124) and
sealing-seat margin (422) amounting to 7 ± 1°, preferably 4 ± 1°, particularly preferably
2 ± 0.5°.
10. Sealing arrangement or nozzle tension nut according to one of Claims 3 to 9, the sealing-seat
margin (422) being designed as a frustoconical cone margin, the aperture angle of
which is larger than an angle which the frustoconical region (126) of the sealing
region forms, the aperture angle between the two amounting to 0.5° to 5°, in particular
to 1° to 4°, preferably 2 ± 0.5°.
11. Sealing arrangement or nozzle tension nut according to one of Claims 1 to 10, in the
centring state a contact point (M) of the concave chamfer (124) and edge (424) and
an outside diameter point (A) of the concave chamfer (124) forming a connecting straight
line (MA) which assumes with the longitudinal axis (L) of the fuel injector (1) an
angle of 50° to 60°, in particular of 52° to 58°, preferably of 53° to 56°, and particularly
preferably of 54° to 55°.
12. Sealing arrangement or nozzle tension nut according to one of Claims 1 to 11, a profile
of the concave chamfer (122) being part-circular and having a radius (R) of 30 mm
to 90 mm, in particular of 45 mm to 65 mm, preferably of 50 mm to 60 mm, and particularly
preferably of 55 ± 2.5 mm.
13. Sealing arrangement or nozzle tension nut according to one of Claims 1 to 12, the
face of the concave chamfer (122) being polished, preferably by means of a shot-peening
method.
14. Sealing arrangement or nozzle tension nut according to one of Claims 1 to 13, the
material of the sealing-seat margin (422), preferably aluminium, being softer than
the material of the concave region (122) which is preferably produced from steel.
15. Sealing arrangement or nozzle tension nut according to one of Claims 1 to 14, the
inner contour which lies opposite the concave chamfer (122) of the nozzle tension
nut (10) being of convex design.
16. Fuel injector, in particular diesel injector, having a nozzle tension nut (10) according
to one of Claims 1 to 15.
17. Engine or cylinder head with a fuel injector (1) according to Claim 16, the concave
region (122) of the nozzle tension nut (10) being seated on the edge (424) of the
sealing-seat margin (422) of the cylinder-head bore (42).
1. Dispositif d'étanchéité pour un écrou de serrage de gicleur (10) d'un injecteur de
carburant (1) et une culasse, pour réaliser l'étanchéité au fluide par rapport à un
bord de siège d'étanchéité (422), avec une zone d'étanchéité (12) sur l'écrou de serrage
de gicleur (10) ou la culasse (40), caractérisé en ce que la zone d'étanchéité (12) présente une zone concave (122) avec un contour extérieur
concave (124), périphérique, radial, qui peut être amené en appui étanche sur le bord
de siège d'étanchéité (422) de la culasse (40) ou de l'écrou de serrage de gicleur
(10).
2. Ecrou de serrage de gicleur pour un injecteur de carburant (1), avec une zone d'étanchéité
(12) pour réaliser l'étanchéité au fluide par rapport à un bord de siège d'étanchéité
(422) d'une culasse (40), caractérisé en ce que la zone d'étanchéité (12) présente une zone concave (122) avec un contour extérieur
concave (124), périphérique, radial, qui peut être amené en appui étanche sur le bord
de siège d'étanchéité (422) de la culasse (40).
3. Dispositif d'étanchéité ou écrou de serrage de gicleur selon la revendication 1 ou
2, dans lequel la zone concave (122) est dotée d'un chanfrein concave entièrement
périphérique (124) et une zone tronconique (126) s'étendant en direction radiale se
raccorde à la zone concave (122).
4. Dispositif d'étanchéité ou écrou de serrage de gicleur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 3, dans lequel, dans un état de centrage, la zone concave (122)
est posée sur le bord de siège d'étanchéité (422) et un segment circulaire périphérique
du chanfrein concave (124) repose sur une arête (424) du bord de siège d'étanchéité
(422).
5. Dispositif d'étanchéité ou écrou de serrage de gicleur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4, dans lequel, dans un état d'étanchéité, la zone concave (122)
est fortement appliquée sur le bord de siège d'étanchéité (422), dans lequel la zone
concave (122) est pressée dans le bord de siège d'étanchéité (422) par une déformation
au moins élastique, de préférence plastique, du bord de siège d'étanchéité (422).
6. Dispositif d'étanchéité ou écrou de serrage de gicleur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, dans lequel le chanfrein concave (124) est formé de façon radiale
et périphérique sur une face d'étanchéité de l'écrou de serrage de gicleur (10), qui
est conçue pour s'appliquer sur un bord de siège d'étanchéité (422) d'un alésage d'injecteur
(42) de la culasse (40).
7. Dispositif d'étanchéité ou écrou de serrage de gicleur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 6, dans lequel, dans l'état de centrage, l'angle entre le bord
de siège d'étanchéité (422) et une tangente en un point de contact (M) du chanfrein
concave (124) et l'arête (424) vaut 14±2°, de préférence 10±1°, et de préférence encore
7±1°.
8. Dispositif d'étanchéité ou écrou de serrage de gicleur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 7, dans lequel au moins un segment de la zone concave (122) s'étendant
dans la direction longitudinale (L) de l'injecteur de carburant (1) coopère à l'état
d'étanchéité avec le bord de siège d'étanchéité (422) de l'alésage d'injecteur (42),
de telle manière que l'injecteur de carburant (1) soit fixé de façon étanche au fluide
par rapport à la culasse (40).
9. Dispositif d'étanchéité ou écrou de serrage de gicleur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 8, dans lequel, dans l'état d'étanchéité, l'angle entre la tangente
(TM) en un point de contact radialement très extérieur (M) entre le chanfrein concave
(124) et le bord de siège d'étanchéité (422) vaut 7±1°, de préférence 4±1°, et de
préférence encore 2±0,5°.
10. Dispositif d'étanchéité ou écrou de serrage de gicleur selon l'une quelconque des
revendications 3 à 9, dans lequel le bord de siège d'étanchéité (422) se présente
sous la forme d'un bord conique tronqué, dont l'angle d'ouverture est plus grand qu'un
angle que présente la zone tronconique (126) de la zone d'étanchéité, dans lequel
l'angle d'ouverture est compris entre 0,5° et 5°, en particulier entre 1° et 4°, et
vaut de préférence 2±0,5°.
11. Dispositif d'étanchéité ou écrou de serrage de gicleur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 10, dans lequel, dans l'état de centrage, un point de contact (M)
du chanfrein concave (124) et de l'arête (424) et un point diamétral extérieur (A)
du chanfrein concave (124) définissent une droite de jonction (MA), qui forme avec
l'axe longitudinal (L) de l'injecteur de carburant (1) un angle de 50° à 60°, en particulier
de 52° à 58°, de préférence de 53° à 56°, et de préférence encore de 54° à 55°.
12. Dispositif d'étanchéité ou écrou de serrage de gicleur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 11, dans lequel un profil du chanfrein concave (122) a la forme
d'un segment de cercle et présente un rayon de courbure (R) de 30 mm à 90 mm, en particulier
de 45 mm à 65 mm, de préférence de 50 mm à 60 mm, et vaut de préférence encore de
55+2,5 mm.
13. Dispositif d'étanchéité ou écrou de serrage de gicleur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 12, dans lequel la face du chanfrein concave (122) est polie, de
préférence par un procédé de microbillage.
14. Dispositif d'étanchéité ou écrou de serrage de gicleur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 13, dans lequel le matériau du bord de siège d'étanchéité (422),
de préférence l'aluminium, est plus tendre que le matériau de la zone concave (122),
qui est de préférence réalisée en acier.
15. Dispositif d'étanchéité ou écrou de serrage de gicleur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 14, dans lequel le contour intérieur, opposé au chanfrein concave
(122) de l'écrou de serrage de gicleur (10), est de forme convexe.
16. Injecteur de carburant, en particulier injecteur Diesel, avec un écrou de serrage
de gicleur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 15.
17. Moteur ou culasse avec un injecteur de carburant (1) selon la revendication 16, dans
lequel la zone concave (122) de l'écrou de serrage de gicleur (10) est appliquée sur
l'arête (424) du bord de siège d'étanchéité (422) de l'alésage de culasse (42).
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