DE102007004872A1 - Valve e.g. fuel injecting valve for injecting fuel into internal-combustion engine of vehicle, has sealing arranged at outer side of valve member to separate pressure chamber from armature - Google Patents

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Abstract

The valve (1) has a valve member (2) for releasing and closing an injection opening (4) arranged in a valve seat (3). An armature (8) and a pretensioning unit are connected with the valve member to provide a pretensioning force to the valve member. The valve member has a valve needle (2b), which has a supply channel (20) and a transverse opening (21) to supply a fluid under pressure to a pressure chamber (6). A sealing is arranged at an outer side of the valve member to separate the pressure chamber from the armature. The fluid is guided over the supply channel and the transverse opening.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zum Steuern von Fluiden und insbesondere ein Ventil zur Einspritzung von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine.The The present invention relates to a valve for controlling fluids and in particular a valve for injecting fuel into one Internal combustion engine.

Ventile zum Steuern von Fluiden sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Insbesondere zur Einspritzung von Kraftstoff sind Ventile bekannt, welche beispielsweise magnetisch betätigt werden. Hierbei ist ein Magnetanker vorgesehen, welcher mit einem Ventilglied, wie z. B. einer Ventilnadel, fest verbunden ist. Durch Bestromen einer Spule kann der Magnetanker angezogen werden, wodurch die Ventilnadel beispielsweise eines oder mehrere Spritzlöcher in einem Ventilsitz freigibt. Zur Rückstellung wird üblicherweise eine Druckfeder verwendet. Die Ventilnadel ist dabei üblicherweise in einem Druckraum angeordnet und somit vollständig von dem einzuspritzenden Fluid umgeben. Auch der Magnetanker muss sich hierbei in dem einzuspritzenden Fluid bewegen. Hierdurch kommt es jedoch beim Schalten des Ventils zu Ungenauigkeiten hinsichtlich des Öffnungs- und Schließzeitpunkts.valves for controlling fluids are different from the prior art Embodiments known. In particular, for the injection of fuel Valves are known which are magnetically actuated, for example. Here, a magnet armature is provided, which with a valve member, such as B. a valve needle, is firmly connected. By energizing a coil, the armature can be tightened, causing the valve needle For example, one or more spray holes in a valve seat releases. To the provision becomes common a compression spring used. The valve needle is usually arranged in a pressure chamber and thus completely from the injected Surrounded by fluid. Also, the armature must be in the injected Move fluid. However, this happens when switching the valve for inaccuracies in the opening and closing time.

Die bekannten Ventile mit einem nach innen öffnenden Ventilglied, z. B. einer Ventilnadel oder einer Ventilkugel, dichten dabei an einem Ventilsitz am Sitzdurchmesser ab. In jüngster Zeit werden jedoch in größerem Umfang immer höhere Drücke zur Einspritzung verwendet, so dass an der Innenseite des Ventilglieds ein sehr hoher Druck anliegt. Dementsprechend muss dabei eine Öffnungskraft des Ventils vergrößert werden. Dies bedeutet beispielsweise bei Magnetventilen, dass insbesondere die magnetische Auslegung angepasst werden muss, was zu einem vergrößerten Bauraum für die magnetischen Ventilkomponenten führt. Aufgrund der notwendigen Öffnungskräfte zum Öffnen des Ventilglieds ist ferner nur ein kleiner Sitzdurchmesser möglich, an welchem das Ventilglied am Ventilsitz abdichtet. Auch führen die großen Öffnungskräfte zu hohen elektrischen Leitungen, was ebenfalls nachteilig hinsichtlich Bauraum und Kosten ist.The known valves with an inwardly opening valve member, for. B. a valve needle or a valve ball, thereby sealing at one Valve seat on the seat diameter from. Recently, however, in larger scale ever higher pressures used for injection, so that on the inside of the valve member a very high pressure is applied. Accordingly, it must have an opening force of the valve can be increased. This means, for example, in solenoid valves that particular the magnetic design must be adjusted, resulting in an enlarged space for the magnetic valve components leads. Due to the necessary opening forces to open the Valve member is also only a small seat diameter possible to which seals the valve member on the valve seat. Also lead the large opening forces too high electrical lines, which also disadvantageous in terms of space and costs is.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Ventil zum Steuern von Fluiden mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist den Vorteil auf, dass ein Magnetanker zur Betätigung des Ventilglieds nicht in dem zu steuernden Fluid angeordnet ist. Dadurch können kürzere und insbesondere auch genauere Schaltzeiten zum Öffnen bzw. Schließen des Ventils erhalten werden. Weiterhin werden die zum Schalten des Ventils notwendigen Öffnungs- bzw. Schließkräfte reduziert, da der Magnetanker nicht mehr in dem zu steuernden Fluid bewegt werden muss. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Ventilglied einen Zuleitungskanal in seinem Inneren umfasst, so dass ein unter Druck stehendes Fluid, welches durch das Ventil zu steuern ist, durch das Ventilglied einem Druckraum am Ventilsitz zugeführt wird. Das Ventilglied weist dabei wenigstens eine Queröffnung auf, welche eine Verbindung zwischen dem Druckraum und dem Zuleitungskanal im Ventilglied bildet. Somit kann ein Magnetanker, welcher an der Außenseite des Ventilglieds angeordnet ist, auf einfache Weise außerhalb des mit Fluid gefüllten Druckraums angeordnet werden. Hierbei muss an der Außenseite des Ventilglieds eine Abdichtung vorgesehen werden, welche den Druckraum vom Magnetanker trennt. Dadurch kann der Magnetanker z. B. in einem mit Luft gefüllten Raum bewegt werden. Das Ventil umfasst ferner eine Vorspanneinrichtung, welche eine Vorspannkraft auf das Ventilglied bereitstellt.The inventive valve for controlling fluids having the features of patent claim 1 has the advantage that a magnet armature for actuating the Valve member is not disposed in the fluid to be controlled. Thereby can shorter and in particular also more accurate switching times for opening or closing the Valve be obtained. Furthermore, the for switching the valve necessary opening or closing forces reduced, because the armature no longer moves in the fluid to be controlled must become. This is inventively achieved in that the Valve member includes a supply channel in its interior, so that a pressurized fluid, which through the valve to is controlled by the valve member a pressure chamber at the valve seat supplied becomes. The valve member has at least one transverse opening, which a connection between the pressure chamber and the supply channel forms in the valve member. Thus, a magnet armature, which at the outside the valve member is arranged, in a simple way outside the filled with fluid Pressure chamber can be arranged. This must be on the outside the valve member is provided a seal which the pressure chamber separates from the armature. As a result, the magnet armature z. In one room filled with air to be moved. The valve further comprises a biasing device, which provides a biasing force on the valve member.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The under claims show preferred developments of the invention.

Vorzugsweise umfasst die Abdichtung ein in Axialrichtung des Ventils flexibles, im Wesentlichen rohrförmiges erstes Dichtelement, welches zwischen dem Ventilglied und einem Ventilgehäuse angeordnet ist. Das erste Dichtelement, das Ventilgehäuse und der Ventilsitz definieren dabei den Druckraum, wobei die Ventilnadel durch das erste Dichtelement hindurch geführt ist. Dadurch kann das zu steuernde Fluid durch das Innere der Ventilnadel bis in den Druckraum geführt werden.Preferably the seal comprises a flexible in the axial direction of the valve, essentially tubular first sealing element, which between the valve member and a valve housing is arranged. The first sealing element, the valve body and the valve seat define the pressure chamber, the valve needle passed through the first sealing element. This can do that too controlling fluid through the interior of the valve needle into the pressure chamber guided become.

Weiter bevorzugt umfasst das Ventil ferner ein in Axialrichtung des Ventils flexibles, im Wesentlichen rohrförmiges zweites Dichtelement, welches zwischen dem Ventilglied und einem Bauteil mit einer Zulaufbohrung angeordnet ist. Das unter Druck stehende Fluid wird dabei durch das Innere des zweiten Dichtelements zugeführt. Hierdurch kann insbesondere ein sehr schlanker Aufbau des Ventils sichergestellt werden, so dass das Ventil nur einen sehr kleinen Bauraum einnimmt.Further Preferably, the valve further comprises an axial direction of the valve flexible, substantially tubular second sealing element, which between the valve member and a Component is arranged with an inlet bore. That under pressure standing fluid is thereby through the interior of the second sealing element fed. As a result, in particular a very slim construction of the valve be ensured so that the valve is only a very small Space takes up.

Für eine möglichst kostengünstige Herstellbarkeit ist das erste und zweite Dichtelement vorzugsweise ein Wellbalg.For as possible inexpensive Manufacturability is the first and second sealing element preferably a corrugated bellows.

Um einen noch kompakteren Aufbau bereitzustellen, ist vorzugsweise im Inneren des zweiten Dichtelements die Vorspanneinrichtung des Ventils in Form eines Federelements, insbesondere einer Spiralfeder, angeordnet. Ferner übernimmt das zweite Dichtelement hierbei eine Schutzfunktion für das Federelement.Around To provide a more compact construction is preferable inside the second sealing element, the biasing means of the Valve in the form of a spring element, in particular a spiral spring, arranged. Furthermore takes over the second sealing element in this case a protective function for the spring element.

Der erste und/oder zweite Wellbalg ist vorzugsweise aus einem Metallmaterial hergestellt und ist in axialer Richtung flexibel und in radialer Richtung im Wesentlichen steif. Dadurch weist der Wellbalg federnde Eigenschaften auf, so dass der Wellbalg als Vorspanneinrichtung verwendet werden kann. Insbesondere der zweite Wellbalg kann hierbei als Teil der Vorspanneinrichtung verwendet werden, so dass auf ein zusätzliches Federelement verzichtet werden kann. Die Verwendung des zweiten Wellbalgs als Vorspanneinrichtung hat ferner den Vorteil, dass das Ventil kraftausgeglichen ist, so dass auch bei geänderten Drücken im Fluid das Ventil mit einer konstanten Magnetkraft geöffnet werden kann. Somit ist es nicht notwendig, bei höheren Drücken größere magnetische Auslegungen vorzunehmen, was zwangsweise zu vergrößerten magnetischen Bauteilen und damit zu einem vergrößerte Bauraum führt. Ferner kann dadurch sichergestellt werden, dass auch große Sitzdurchmesser zwischen Ventilsitz und Ventilglied möglich sind.The first and / or second bellows is preferably made of a metal material and is flexible in the axial direction and substantially rigid in the radial direction. As a result, the corrugated bellows on resilient properties, so that the corrugated bellows can be used as a biasing device. In particular, the second corrugated bellows can be used here as part of the pretensioning device, so that it is possible to dispense with an additional spring element. The use of the second bellows as a biasing device also has the advantage that the valve is force-balanced, so that even with changed pressures in the fluid, the valve can be opened with a constant magnetic force. Thus, it is not necessary to make larger magnetic designs at higher pressures, which inevitably leads to increased magnetic components and thus to an increased space. Furthermore, it can be ensured that even large seat diameter between the valve seat and valve member are possible.

Ein besonders kompakter Aufbau kann erreicht werden, wenn ein Zufuhrpfad des zu steuernden Fluids durch das Ventil von dem Bauteil mit der Zulaufbohrung bis zur Queröffnung in der Ventilnadel konzentrisch zu einer Mittelachse des Ventils verläuft. Besonders bevorzugt ist dabei die Zulaufbohrung ebenfalls konzentrisch zur Mittelachse des Ventils. Hierdurch kann insbesondere ein sehr schlankes Einspritzventil bereitgestellt werden, welches nur einen kleinen Bauraum einnimmt.One particularly compact design can be achieved when a supply path of the fluid to be controlled through the valve from the component with the inlet bore to the transverse opening in the valve needle concentric with a central axis of the valve runs. Particularly preferably, the inlet bore is also concentric to the central axis of the valve. This can in particular a very slender injection valve can be provided, which only one takes up little space.

Das Ventilglied umfasst besonders bevorzugt eine rohrförmige Ventilnadel und ein Schließelement, welches an einem Ende der rohrförmigen Ventilnadel angeordnet ist, um dieses Ende dicht zu verschließen. Die rohrförmige Ventilnadel kann dabei besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden. Das Schließelement ist vorzugsweise eine Ventilkugel, welche an das Ende der rohrförmigen Ventilnadel angeschweißt werden kann. Alternativ ist das Schließelement ein Ventilkegel, welcher an das Ende der Ventilnadel angeschweißt wird. Bei der Verwendung eines Ventilkegels kann hierbei insbesondere ein nach außen öffnendes Ventil realisiert werden. Bei der Verwendung einer Ventilkugel als Schließelement kann auf einfache Weise ein nach innen öffnendes Ventil realisiert werden.The Valve member particularly preferably comprises a tubular valve needle and a closing element, which at one end of the tubular Valve needle is arranged to close this end tight. The tubular Valve needle can be made particularly simple and inexpensive. The closing element is preferably a valve ball, which at the end of the tubular valve needle welded can be. Alternatively, the closing element is a valve cone, which welded to the end of the valve needle. When using a valve cone can in this case in particular an outwardly opening Valve be realized. When using a valve ball as closing element can easily realized an inwardly opening valve become.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das erste und das zweite Dichtelement in ein einstückiges Bauteil als erster und zweiter Dichtbereich integriert, wobei der erste und der zweite Dichtbereich miteinander über ein Verbindungselement verbunden sind. Hierdurch kann insbesondere eine Teilezahl des Ventils reduziert werden.According to one Another preferred embodiment of the present invention the first and the second sealing element in a one-piece component as integrated first and second sealing area, wherein the first and the second sealing area with each other via a connecting element are connected. As a result, in particular a number of parts of the valve can be reduced become.

Das erfindungsgemäße Ventil wird besonders bevorzugt als Kraftstoffeinspritzventil zur Einspritzung von Kraftstoff verwendet, welcher unter einem hohen Druck am Ventilsitz anliegt. Das Ventil kann jedoch auch für alle anderen Steuerungsaufgaben von Fluiden, insbesondere auf gasförmigen Medien, verwendet werden.The inventive valve is particularly preferred as a fuel injection valve for injection used by fuel which is under a high pressure at the valve seat is applied. However, the valve can also be used for all other control tasks of fluids, in particular gaseous media.

Zeichnungdrawing

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:following become preferred embodiments the invention with reference to the accompanying drawings in Detail described. In the drawing is:

1 eine schematische Schnittansicht eines Ventils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 a schematic sectional view of a valve according to a first embodiment of the invention,

2 eine schematische Teilschnittansicht eines Ventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 2 1 is a schematic partial sectional view of a valve according to a second embodiment of the invention,

3 eine schematische Schnittansicht eines Ventils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 3 a schematic sectional view of a valve according to a third embodiment of the present invention, and

4 eine schematische Schnittansicht eines Teilbereichs eines Ventils gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 4 a schematic sectional view of a portion of a valve according to a fourth embodiment of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 1 ein Ventil 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.The following is with reference to 1 a valve 1 according to a first embodiment of the invention described in detail.

Das Ventil 1 des ersten Ausführungsbeispiels ist ein Magnetventil und wird zur Einspritzung von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs verwendet. Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst das Ventil 1 ein Ventilglied 2 und einen Ventilsitz 3 mit mehreren Einspritzöffnungen 4. Das Ventilglied 2 umfasst eine Ventilkugel 2a und eine Ventilnadel 2b, welche in ihrem Inneren eine Zulaufbohrung 20 aufweist. Im zur Ventilkugel 2a gerichteten Bereich weist die Ventilnadel 2b mehrere Querbohrungen 21 auf. Ein Ventilgehäuse 5 des Ventils 1 ist aus mehreren Teilen 5a, 5b und einer Hülse 5c hergestellt. Der Ventilsitz ist dabei an das Teil 5a angeschweißt. Das Bezugszeichen 6 kennzeichnet einen Druckraum, in welchem das einzuspritzende Fluid, z. B. Benzin, unter Druck vor der Ventilkugel 2a ansteht. Die Ventilkugel 2a ist ebenfalls mittels Schweißen an die Ventilnadel 2b fixiert. Am entgegengesetzten Ende der Ventilnadel 2b ist ein Magnetanker 8 befestigt. Dieser kann ebenfalls mittels Schweißen an der Ventilnadel fixiert sein. Ferner umfasst das Ventil 1 neben dem Anker 8 einen Innenpol 9, eine Spule 10, einen elektrischen Anschluss 16 und einen Magnettopf 17, welcher ebenfalls mittels Schweißen an der Hülse 5c befestigt ist.The valve 1 of the first embodiment is a solenoid valve and is used for injection of fuel into an internal combustion engine of a vehicle. How out 1 can be seen, includes the valve 1 a valve member 2 and a valve seat 3 with several injection openings 4 , The valve member 2 includes a valve ball 2a and a valve needle 2 B , which in its interior an inlet bore 20 having. Im to the valve ball 2a directed area indicates the valve needle 2 B several cross holes 21 on. A valve housing 5 of the valve 1 is made up of several parts 5a . 5b and a sleeve 5c produced. The valve seat is on the part 5a welded. The reference number 6 indicates a pressure chamber in which the fluid to be injected, z. As gasoline, under pressure in front of the valve ball 2a pending. The valve ball 2a is also by welding to the valve needle 2 B fixed. At the opposite end of the valve needle 2 B is a magnet armature 8th attached. This can also be fixed by welding to the valve needle. Furthermore, the valve comprises 1 next to the anchor 8th an inner pole 9 , a coil 10 , an electrical connection 16 and a magnet pot 17 , which also by welding to the sleeve 5c is attached.

An dem zur Ventilkugel 2a entgegengesetzten Ende der Ventilnadel 2b ist ein Anschlagring 11 mit einer Durchgangsbohrung 11a mittels Schweißen befestigt. Der Anschlagring 11 dient ferner als Federsitz für eine Druckfeder 13, welche in diesem Ausführungsbeispiel eine Spiralfeder ist. Am anderen Ende stützt sich die Druckfeder 13 an einem Einstellstück 14 ab, welches eine Vorspannung der Druckfeder 13 vorgibt. Das Einstellstück 14 ist selbst mit einem Anschlussstück 18 verbunden und weist in seinem Inneren ferner eine Zulaufbohrung 15 auf.At the valve ball 2a opposite end of the valve needle 2 B is a stop ring 11 with a through hole 11a fixed by welding. The stop ring 11 also serves as a spring seat for a compression spring 13 which is a coil spring in this embodiment. At the other end, the compression spring is supported 13 on a setting piece 14 starting, which is a bias of the compression spring 13 pretends. The adjusting piece 14 is itself with a connector 18 connected and has in its interior further an inlet bore 15 on.

Weiter umfasst das Ventil 1 ein erstes Dichtelement 7 und ein zweites Dichtelement 12. Die beiden Dichtelemente 7, 12 sind in diesem Ausführungsbeispiel metallische Wellbalge, welche im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet sind und in Axialrichtung X-X des Ventils flexibel und in Radialrichtung des Ventils steif sind. Das erste Dichtelement 7 ist mit einem Ende am Anker 8 und mit dem anderen Ende am ersten Teil 5a des Gehäuses 5 befestigt. Die Befestigung kann beispielsweise mittels Schweißen erfolgen. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist die Ventilnadel 2b durch das erste Dichtelement 7 hindurchgeführt. Dadurch begrenzen das erste Dichtelement 7, das erste Teil 5a des Gehäuses 5 und der Ventilsitz 3 den Druckraum 6, in welchem das unter Druck stehende Fluid vor der Ventilkugel 2a ansteht. Ein Hülseninnenraum 19, welcher sich radial außerhalb des ersten Dichtelements 7 befindet, ist somit nicht mit dem einzuspritzenden Kraftstoff gefüllt. Der Hülseninnenraum 19 kann beispielsweise mit Luft gefüllt oder mit einem anderen Gas oder als Vakuum vorgesehen sein.Next includes the valve 1 a first sealing element 7 and a second sealing element 12 , The two sealing elements 7 . 12 are in this embodiment metallic bellows, which are substantially tubular and are flexible in the axial direction XX of the valve and rigid in the radial direction of the valve. The first sealing element 7 is at anchor with one end 8th and with the other end on the first part 5a of the housing 5 attached. The attachment can be done for example by welding. How out 1 it can be seen, is the valve needle 2 B through the first sealing element 7 passed. This limits the first sealing element 7 , the first part 5a of the housing 5 and the valve seat 3 the pressure room 6 in which the pressurized fluid in front of the valve ball 2a pending. A sleeve interior 19 which extends radially outside the first sealing element 7 is thus not filled with the fuel to be injected. The sleeve interior 19 For example, it may be filled with air or provided with another gas or as a vacuum.

Wie weiter aus 1 ersichtlich ist, ist das zweite Dichtelement 12 mit seinem einen Ende am Anschlagring 11 und mit seinem anderen Ende am Einstellstück 14 fixiert. Das zweite Dichtelement 12 nimmt dabei die Druckfeder 13 in einem Innenraum auf. Durch diesen erfindungsgemäßen Aufbau ergibt sich somit ein Zuströmpfad durch das Ventil 1, ausgehend von dem Anschlussstück 18, welcher bis fast an das Ende der Ventilnadel 2b auf der Mittelachse X-X des Ventils 1 verläuft. Der Zuströmpfad ist dabei bis zu den Querbohrungen 21 als Gerade durch das gesamte Ventil 1 ausgebildet.How farther 1 it can be seen, is the second sealing element 12 with its one end on the stop ring 11 and with its other end on the setting piece 14 fixed. The second sealing element 12 takes the pressure spring 13 in an interior. This construction according to the invention thus results in an inflow path through the valve 1 , starting from the fitting 18 , which almost reaches the end of the valve needle 2 B on the central axis XX of the valve 1 runs. The inflow path is up to the cross holes 21 as a straight line through the entire valve 1 educated.

Da sich der Anker 8 nicht mehr im Kraftstoff bewegt, sondern im kraftstofffreien Hülseninnenraum 19 angeordnet ist, kann das erfindungsgemäße Ventil 1 kürzere Schaltzeiten bereitstellen. Ferner ist das erfindungsgemäße Ventil kraftausgeglichen, so dass auch bei erhöhten Drücken des Kraftstoffs keine erhöhten Betätigungskräfte der magnetischen Betätigungseinheit notwendig sind. Somit kann das erfindungsgemäße Ventil 1 sehr kleinbauend ausgelegt werden und ist besonders kostengünstig herstellbar. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass der wirksame hydraulische Durchmesser des zweiten Dichtelements 12 größer ist als der des ersten Dichtelements 7, wobei ein Sitzdurchmesser D der Ventilkugel 2a am Ventilsitz 3 kleiner als die hydraulischen Durchmesser des ersten und zweiten Dichtelements ist. Somit sind unabhängig von einem Vordruck des einzuspritzenden Kraftstoffs die Öffnungs- und Schließkräfte für das Ventil immer konstant. Dadurch ist das erfindungsgemäße Ventil insbesondere für sehr hohe Kraftstoffdrücke geeignet und auch zukunftssicher ausgelegt, falls in Zukunft noch höhere Drücke für eine Einspritzung verwendet werden.Because the anchor 8th no longer moved in the fuel, but in the fuel-free sleeve interior 19 is arranged, the valve according to the invention 1 provide shorter switching times. Furthermore, the valve according to the invention is force-balanced, so that even at elevated pressures of the fuel no increased actuating forces of the magnetic actuator unit are necessary. Thus, the valve according to the invention 1 be designed very compact and is particularly inexpensive to produce. This is achieved in particular by the fact that the effective hydraulic diameter of the second sealing element 12 greater than that of the first sealing element 7 , wherein a seat diameter D of the valve ball 2a at the valve seat 3 is smaller than the hydraulic diameter of the first and second sealing element. Thus, regardless of a pre-pressure of the fuel to be injected, the opening and closing forces for the valve are always constant. As a result, the valve according to the invention is particularly suitable for very high fuel pressures and also future-proof designed if even higher pressures are used for an injection in the future.

Ferner sei angemerkt, dass durch die Ausbildung des ersten und zweiten Dichtelements 7, 12 als metallischer Wellbalg die beiden Wellbalge nach dem Öffnen des Ventils automatisch eine Rückstellkraft bereitstellen. Hierdurch kann die Druckfeder 13 kleiner ausgelegt werden.It should also be noted that by the formation of the first and second sealing element 7 . 12 as a metallic bellows, the two corrugated bellows automatically provide a restoring force after opening the valve. This allows the compression spring 13 be designed smaller.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Ventils 1 ist dabei wie folgt: Wenn das Ventil 1 geöffnet werden soll, um Kraftstoff durch die Einspritzöffnungen 4 auszuspritzen, wird die Spule 10 bestromt, so dass der Anker 8 in Richtung des Innenpols 9 angezogen wird. Dadurch bewegt sich die Ventilnadel 2b, welche fest mit dem Anker 8 verbunden ist und hebt die Ventilkugel 2a von ihrem Ventilsitz 3 ab. Somit ist eine Verbindung zwischen dem Druckraum 6 und den Einspritzöffnungen 4 gegeben, so dass das unter Druck stehende Fluid durch die Einspritzöffnungen 4 nach außen gelangen kann. Wenn das Ventil 1 wieder geschlossen werden soll, wird die Bestromung der Spule 10 wieder unterbrochen, so dass die Druckfeder 13, welche sich über den Anschlagring 11 an der Ventilnadel 2b abstützt, die Ventilnadel und dadurch die Ventilkugel 2a wieder auf den Dichtsitz 2 zurückstellt.The function of the valve according to the invention 1 is as follows: If the valve 1 should be opened to fuel through the injection openings 4 The spool will spit out 10 energized, leaving the anchor 8th in the direction of the inner pole 9 is attracted. As a result, the valve needle moves 2 B which stuck with the anchor 8th is connected and raises the valve ball 2a from her valve seat 3 from. Thus, a connection between the pressure chamber 6 and the injection ports 4 given so that the pressurized fluid through the injection openings 4 can get outside. When the valve 1 is to be closed again, the energization of the coil 10 interrupted again, leaving the compression spring 13 extending over the stop ring 11 at the valve needle 2 B supports, the valve needle and thus the valve ball 2a back to the sealing seat 2 resets.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 2 ein Ventil 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.The following is with reference to 2 a valve 1 according to a second embodiment of the invention described in detail. Identical or functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.

Das Ventil 1 des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel das erste und zweite Dichtelement durch ein einziges Element ersetzt sind, welches an mehreren Positionen abdichtet. Wie aus 2 ersichtlich ist, ist ein einstückiges Dichtelement 22 vorgesehen, welches einen ersten Wellbalgbereich 22a an seinem am Ventilsitz gerichteten Ende, einen zweiten Wellbalgbereich 22b an seinem zur Zulaufbohrung 15 gerichteten Ende, und ein hülsenförmiges Zwischenstück 22c aufweist. Das hülsenförmige Zwischenstück 22c verbindet den ersten Wellbalgbereich 22a mit dem zweiten Wellbalgbereich 22b. Wie aus 2 ersichtlich ist, ist der Magnetanker 8 dabei an das hülsenförmige Zwischenstück 22c angeschweißt. Ferner ist ein Übergang zwischen dem zweiten Wellbalgbereich 22b und dem hülsenförmigen Zwischenstück 22c an dem Anschlagring 11 angeschweißt und ein freies Ende des zweiten Wellbalgbereichs 22b ist an das Einstellstück 14 angeschweißt. Im Bereich des hülsenförmigen Zwischenbereichs 22c ist ferner ein Zwischenring 23 innenseitig angeordnet, welcher sowohl mit dem Dichtelement 22 als auch mit der Ventilnadel 2b verschweißt ist. Im ersten Ausführungsbeispiel ist das freie Ende des ersten Wellbalgbereichs 22a mit dem ersten Teil 5a des Ventilgehäuses 5 verschweißt. Das Ventil des zweiten Ausführungsbeispiels weist somit eine besonders hohe Dichtheit auf, da ein einstückiges Teil als Dichtelement 22 vorgesehen ist, welches in verschiedene Teilbereiche 22a, 22b bzw. 22c unterteilt ist. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.The valve 1 of the second embodiment substantially corresponds to the first embodiment, wherein, in contrast to the second embodiment, the first and second sealing element are replaced by a single element which seals at a plurality of positions. How out 2 it can be seen is a one-piece sealing element 22 provided, which has a first Wellbalgbereich 22a at its end directed to the valve seat, a second Wellbalgbereich 22b at its to the inlet hole 15 directed end, and a sleeve-shaped intermediate piece 22c having. The sleeve-shaped intermediate piece 22c connects the first bellows area 22a with the second bellows area 22b , How out 2 is apparent, the mag netanker 8th while the sleeve-shaped intermediate piece 22c welded. There is also a transition between the second bellows area 22b and the sleeve-shaped intermediate piece 22c on the stop ring 11 welded and a free end of the second Wellbalgbereichs 22b is to the setting piece 14 welded. In the area of the sleeve-shaped intermediate area 22c is also an intermediate ring 23 arranged on the inside, which both with the sealing element 22 as well as with the valve needle 2 B is welded. In the first embodiment, the free end of the first Wellbalgbereichs 22a with the first part 5a of the valve housing 5 welded. The valve of the second embodiment thus has a particularly high tightness, since a one-piece part as a sealing element 22 is provided, which in different sections 22a . 22b respectively. 22c is divided. Otherwise, this embodiment corresponds to the first embodiment, so that reference may be made to the description given there.

3 zeigt ein Ventil 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet. 3 shows a valve 1 according to a third embodiment of the present invention. Identical or functionally identical parts are designated by the same reference numerals as in the preceding embodiments.

Das Ventil 1 des dritten Ausführungsbeispiels entspricht im Wesentlichen dem Ventil 1 des ersten Ausführungsbeispiels, wobei im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel beim dritten Ausführungsbeispiel auf eine Druckfeder verzichtet werden kann. Die Funktion der Druckfeder wird beim dritten Ausführungsbeispiel durch das zweite Dichtelement 12 übernommen. Hierzu ist das zweite Dichtelement 12 ebenfalls als metallischer Wellbalg ausgebildet, welcher in Axialrichtung X-X des Ventils flexibel ist, in Radialrichtung des Ventils jedoch steif ist. Dadurch kann der Wellbalg 12 elastische Eigenschaften, insbesondere in Axialrichtung X-X des Ventils aufweisen. Wenn somit bei einem Öffnen des Ventils der Anker 8 in Richtung des Innenpols 9 bewegt wird, wird das zweite Dichtelement 12 in Axialrichtung X-X etwas zusammengedrückt. Hierdurch baut sich eine Vorspannung im zweiten Dichtelement 12 auf, welche nach dem Beenden der Bestromung der Spule 10 als Rückstellkraft für den Anker 8 und die mit dem Anker 8 verbundene Ventilnadel 2b sowie die Ventilkugel 2a verwendet wird. In gleicher Weise wird bei einer Bewegung des Ankers 8 in Richtung des Innenpols 9 das erste Dichtelement 7 in Axialrichtung X-X des Ventils gelenkt und weist somit ebenfalls eine gewisse Rückstellkraft auf, welche nach Beendigung einer Einspritzung wieder zur Rückstellung des Ventils in die geschlossene Ausgangsposition verwendet wird. Somit übernehmen das erste und zweite Dichtelement 7, 22 in diesem Ausführungsbeispiel neben der Abdichtfunktion noch zusätzlich eine Rückstellfunktion. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.The valve 1 of the third embodiment substantially corresponds to the valve 1 of the first embodiment, which can be dispensed with in contrast to the first embodiment in the third embodiment, a compression spring. The function of the compression spring is in the third embodiment by the second sealing element 12 accepted. For this purpose, the second sealing element 12 also formed as a metal bellows, which is flexible in the axial direction XX of the valve, but in the radial direction of the valve is rigid. This allows the bellows 12 have elastic properties, in particular in the axial direction XX of the valve. Thus, when the valve is opened, the armature 8th in the direction of the inner pole 9 is moved, the second sealing element 12 slightly compressed in the axial direction XX. As a result, a bias in the second sealing element builds 12 on, which after the termination of the energization of the coil 10 as restoring force for the anchor 8th and those with the anchor 8th connected valve needle 2 B as well as the valve ball 2a is used. In the same way, when the armature moves 8th in the direction of the inner pole 9 the first sealing element 7 directed in the axial direction XX of the valve and thus also has a certain restoring force, which is used after completion of injection again to return the valve to the closed position. Thus take over the first and second sealing element 7 . 22 in this embodiment, in addition to the Abdichtfunktion additionally a reset function. Otherwise, this embodiment corresponds to the first embodiment, so that reference may be made to the description given there.

4 zeigt ein Ventil 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet sind. Im Unterschied zum ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel ist das Ventil 1 des vierten Ausführungsbeispiels kein nach innen öffnendes Ventil, sondern ein nach außen öffnendes Ventil. Wie aus 4 ersichtlich ist, ist am Ende der Ventilnadel 2b ein Kegelelement 2d angeordnet. Ein Ventilsitz ist hierbei am ersten Teil 5a entsprechend der Kegelfläche des Kegelteils 2d ausgebildet und in 4 mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet. Somit kann das Ventil des vierten Ausführungsbeispiels eine sogenannte "A-Düse" aufweisen und ist insbesondere für große Einspritzmengen geeignet. Die Ausbildung der ersten und zweiten Dichtelemente kann dabei wie im ersten Ausführungsbeispiel mit zwei separaten Dichtelementen sein oder wie im zweiten Ausführungsbeispiel mit einem ersten und zweiten Dichtbereich sein. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann. 4 shows a valve 1 according to a fourth embodiment of the present invention, wherein identical or functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in the preceding embodiments. In contrast to the first, second and third embodiments, the valve 1 of the fourth embodiment, not an inwardly-opening valve, but an outwardly opening valve. How out 4 it can be seen is at the end of the valve needle 2 B a cone element 2d arranged. A valve seat is here on the first part 5a according to the conical surface of the cone part 2d trained and in 4 with the reference number 25 designated. Thus, the valve of the fourth embodiment may have a so-called "A-nozzle" and is particularly suitable for large injection quantities. The formation of the first and second sealing elements can be as in the first embodiment with two separate sealing elements or as in the second embodiment with a first and second sealing region. Otherwise, this embodiment corresponds to the previous embodiments, so that reference can be made to the description given there.

Claims (11)

Ventil zum Steuern eines unter Druck stehenden Fluids, umfassend ein Ventilglied (2) zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer an einem Ventilsitz (3) angeordneten Einspritzöffnung (4; 25), einen mit dem Ventilglied (2) verbundenen Magnetanker (8) und eine Vorspanneinrichtung, um eine Vorspannkraft auf das Ventilglied (2) bereitzustellen, wobei das Ventilglied (2) eine Ventilnadel (2b) umfasst, welche einen Zuleitungskanal (20) und wenigstens eine Queröffnung (21) aufweist, um ein unter Druck stehendes Fluid durch das Ventilglied (2) zu einem Druckraum (6) vor dem Ventilsitz (3) zuzuführen, wobei das unter Druck stehende Fluid durch den Zuleitungskanal (20) und die Querbohrung (21) zum Druckraum (6) geführt wird, und wobei eine Abdichtung an der Außenseite des Ventilglieds (2) angeordnet ist, um den Druckraum (6) vom Magnetanker (8) zu trennen.Valve for controlling a pressurized fluid, comprising a valve member ( 2 ) for releasing and closing at least one of a valve seat ( 3 ) arranged injection port ( 4 ; 25 ), one with the valve member ( 2 ) connected magnetic armature ( 8th ) and biasing means for applying a biasing force to the valve member (10). 2 ), the valve member ( 2 ) a valve needle ( 2 B ) having a supply channel ( 20 ) and at least one transverse opening ( 21 ) to a pressurized fluid through the valve member ( 2 ) to a pressure chamber ( 6 ) in front of the valve seat ( 3 ), wherein the pressurized fluid through the supply channel ( 20 ) and the transverse bore ( 21 ) to the pressure room ( 6 ), and wherein a seal on the outside of the valve member ( 2 ) is arranged to the pressure chamber ( 6 ) from the magnet armature ( 8th ) to separate. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung ein in Axialrichtung (X-X) des Ventils flexibles, im Wesentlichen rohrförmiges erstes Dichtelement (7) umfasst, welches zwischen dem Ventilglied (2) und einem Ventilgehäuse (5) angeordnet ist, wobei das erste Dichtelement (7), das Ventilgehäuse (5) und der Ventilsitz (3) den Druckraum (6) definieren und die Ventilnadel (2b) durch das erste Dichtelement (7) hindurchgeführt ist.Valve according to claim 1, characterized in that the seal a in the axial direction (XX) of the valve flexible, substantially tubular first sealing element ( 7 ), which between the valve member ( 2 ) and a valve housing ( 5 ), wherein the first sealing element ( 7 ), the valve housing ( 5 ) and the valve seat ( 3 ) the pressure space ( 6 ) and the valve needle ( 2 B ) by the first sealing element ( 7 ) is passed. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend ein in Axialrichtung (X-X) des Ventils flexibles, im Wesentlichen rohrförmiges zweites Dichtelement (12), welches zwischen dem Ventilglied (2) und einem Bauteil (14) mit einer Zulaufbohrung (15) angeordnet ist, und wobei das unter Druck stehende Fluid durch das Innere des zweiten Dichtelements (12) zugeführt wird.Valve according to claim 1 or 2, further comprising a in the axial direction (XX) of the valve flexible, substantially tubular second sealing element ( 12 ), which between the valve member ( 2 ) and a component ( 14 ) with an inlet bore ( 15 ), and wherein the pressurized fluid passes through the interior of the second sealing element (10) 12 ) is supplied. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Dichtelement (7, 12) jeweils ein Wellbalg ist.Valve according to claim 2 or 3, characterized in that the first and second sealing element ( 7 . 12 ) is a corrugated bellows. Ventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung ein Federelement (13) umfasst, welches im Inneren des zweiten Dichtelements (12) angeordnet ist.Valve according to claim 3 or 4, characterized in that the biasing means comprises a spring element ( 13 ), which in the interior of the second sealing element ( 12 ) is arranged. Ventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wellbalg und/oder der zweite Wellbalg aus einem Material aus Metall hergestellt sind und in axialer Richtung flexibel und in radialer Richtung im Wesentlichen steif sind und in Axialrichtung des Wellbalgs federnde Eigenschaften aufweisen.Valve according to claim 4 or 5, characterized in that the first corrugated bellows and / or the second corrugated bellows are made of a material are made of metal and flexible in the axial direction are substantially rigid in the radial direction and in the axial direction the bellows have resilient properties. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wellbalg und/oder der zweite Wellbalg ein Teil der Vorspanneinrichtung sind und eine Vorspannkraft auf das Ventilglied (2) bereitstellen.Valve according to claim 6, characterized in that the first bellows and / or the second bellows are part of the biasing means and a biasing force on the valve member ( 2 ) provide. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zufuhrpfad des unter Druck stehenden Fluids durch das Ventil von dem Bauteil (14) mit der Zulaufbohrung (15) bis zur Querbohrung (21) in der Ventilnadel (2b) konzentrisch zu einer Mittelachse (X-X) des Ventils ist.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that a supply path of the pressurized fluid through the valve of the component ( 14 ) with the inlet bore ( 15 ) to the transverse bore ( 21 ) in the valve needle ( 2 B ) is concentric with a central axis (XX) of the valve. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (2) eine rohrförmige Ventilnadel (2b) umfasst und ein Schließelement (2a; 2d) umfasst, welches an einem Ende der rohrförmige Ventilnadel (2b) angeordnet ist und dieses Ende fluiddicht verschließt.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve member ( 2 ) a tubular valve needle ( 2 B ) and a closing element ( 2a ; 2d ), which at one end of the tubular valve needle ( 2 B ) and closes this end fluid-tight. Ventil nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dichtelement (22a) und das zweite Dichtelement (22b) mittels eines Verbindungselements (22c) verbunden sind und als einstückiges Bauteil (22) ausgebildet sind.Valve according to one of claims 3 to 9, characterized in that the first sealing element ( 22a ) and the second sealing element ( 22b ) by means of a connecting element ( 22c ) and as a one-piece component ( 22 ) are formed. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein Kraftstoffeinspritzventil ist.Valve according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the valve is a fuel injection valve.
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