DE102014002262A1 - Fluid operated valve - Google Patents
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Abstract
Fluidbetriebenes Ventil, insbesondere Kraftstoffeinspritzventil, mit einem Ventilgehäuse (3), in welchem einerseits ein mit einem Ventilsitz zusammenwirkender Ventilkörper (6), insbesondere eine Düsennadel, und andererseits ein mit dem Ventilkörper (6) derart zusammenwirkendes Betätigungselement (7) geführt ist, dass das Betätigungselement (7) bedingt durch die Federkraft eines an einem Federteller (9) des Betätigungselements (7) anliegenden Federelements (11) den Ventilkörper (6) gegen den Ventilsitz in eine Schließstellung drückt, wohingegen ein an dem Ventilkörper (6) anliegender Fluiddruck den Ventilkörper (6) entgegen der Federkraft des Federelements (10) vom Ventilsitz abhebt, wobei sich eine Fluidleckage in einem das Federelement (11) aufnehmenden Federraum (10) des Ventilgehäuses (3) sammelt und über eine Leckageleitung vom Ventil abführbar ist, und wobei in den Federteller (9) des Betätigungselements (7) mindestens eine Bohrung (17, 18) einbracht ist, die einen auf einer ersten Seite des Federtellers (9) angeordneten Teilraum (15) des Federraums (10) und einen auf einer zweiten Seite des Federtellers (9) angeordneten Teilraum (19) des Federraums (10) verbindet.Fluid operated valve, in particular fuel injection valve, with a valve housing (3) in which on the one hand a cooperating with a valve seat valve body (6), in particular a nozzle needle, and on the other hand with the valve body (6) cooperating actuating element (7) is guided Actuating element (7) due to the spring force of a on a spring plate (9) of the actuating element (7) adjacent the spring element (11) presses the valve body (6) against the valve seat in a closed position, whereas on the valve body (6) abutting fluid pressure the valve body (6) lifts against the spring force of the spring element (10) from the valve seat, wherein a fluid leakage in a spring element (11) receiving the spring chamber (10) of the valve housing (3) collects and is discharged via a leakage line from the valve, and wherein in Federteller (9) of the actuating element (7) at least one bore (17, 18) is introduced, the one n on a first side of the spring plate (9) arranged subspace (15) of the spring chamber (10) and a on a second side of the spring plate (9) arranged subspace (19) of the spring chamber (10) connects.
Description
Die Erfindung betrifft ein fluidbetriebenes Ventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.The invention relates to a fluid-operated valve according to the preamble of claim 1 or according to the preamble of claim 9.
Ein als Kraftstoffeinspritzventil ausgebildetes, fluidbetriebenes Ventil verfügt über ein Ventilgehäuse, welches einen Ventilsitz bereitstellt und in welchem ein mit dem Ventilsitz zusammenwirkender, als Düsennadel ausgebildeter Ventilkörper geführt ist. In dem Ventilgehäuse ist weiterhin ein mit dem Ventilkörper zusammenwirkendes Betätigungselement geführt, welches derart mit dem Ventilkörper zusammenwirkt, dass das Betätigungselement bedingt durch die Federkraft eines an einem Federteller des Betätigungselements anliegenden Federelements den Ventilkörper gegen den Ventilsitz in eine Schließstellung drückt. Dann, wenn an den Ventilkörper ein definierter Fluiddruck anliegt, kann der Fluiddruck den Ventilkörper entgegen der Federkraft des Federelements vom Ventilsitz abheben. Das Federelement des Ventils ist dabei in einem von dem Ventilgehäuse definierten Federraum angeordnet, wobei sich das Federelement mit einem ersten Ende auf dem Federteller des Betätigungselements und einem zweiten Ende an einem Druckelement abstützt, wobei das Druckelement über eine Einstellschraube bestätigbar ist und teilweise in eine sogenannte Lanzenbohrung des Ventils hineinragt. Im Betrieb des Ventils kann sich im Federraum eine Fluidleckage sammeln, die ausgehend vom Federraum in den Lanzenraum und ausgehend vom Lanzenraum über eine Leckageleitung vom Ventil abführbar ist. Bei solchen aus der Praxis bekannten, fluidbetriebenen Ventilen besteht das Problem, dass das im Federraum positionierte Federelement einer Beschädigungsgefahr ausgesetzt ist, wodurch das Federelement brechen und damit zerstört werden kann. Es besteht Bedarf an einem neuartigen fluidbetriebenen Ventil, bei welchem die Beschädigungsgefahr für das Federelement reduziert ist.A designed as a fuel injection valve, fluid-operated valve has a valve housing, which provides a valve seat and in which a cooperating with the valve seat, designed as a nozzle needle valve body is guided. In the valve housing, a cooperating with the valve body actuator is further performed, which cooperates with the valve body such that the actuating element presses the valve body against the valve seat in a closed position due to the spring force of a voltage applied to a spring plate of the actuator spring element. Then, when a defined fluid pressure is applied to the valve body, the fluid pressure can lift the valve body against the spring force of the spring element from the valve seat. The spring element of the valve is arranged in a spring chamber defined by the valve housing, wherein the spring element is supported with a first end on the spring plate of the actuating element and a second end on a pressure element, wherein the pressure element via an adjusting screw is confirmed and partially in a so-called Lanzbohrung of the valve protrudes. During operation of the valve, a fluid leakage can collect in the spring chamber, which can be discharged from the spring chamber into the lance chamber and from the lance chamber via a leakage line from the valve. In such known from the practice, fluid-operated valves, the problem is that the spring element positioned in the spring element is exposed to a risk of damage, whereby the spring element can break and thus destroyed. There is a need for a novel fluid-operated valve in which the risk of damage to the spring element is reduced.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges fluidbetriebenes Ventil zu schaffen.On this basis, the present invention has the object to provide a novel fluid-operated valve.
Diese Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung durch ein fluidbetriebenes Ventil nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved according to a first aspect of the invention by a fluid operated valve according to claim 1.
Nach dem ersten Aspekt der Erfindung ist in den Federteller des Betätigungselements mindestens eine Bohrung einbracht, die einen auf einer ersten Seite des Federtellers angeordneten Teilraum des Federraums des Ventilgehäuses und einen auf einer zweiten Seite des Federtellers angeordneten Teilraum des Federraums des Ventilgehäuses verbindet.According to the first aspect of the invention, at least one bore is introduced into the spring plate of the actuating element, which connects a arranged on a first side of the spring plate subspace of the spring chamber of the valve housing and arranged on a second side of the spring plate subspace of the spring chamber of the valve housing.
Dann, wenn in den Federteller des Betätigungselements mindestens eine Bohrung eingebracht ist, die den auf der ersten Seite des Federtellers angeordneten Teilraum des Federraums mit dem auf der zweiten Seite des Federtellers angeordneten Teilraum des Federraums verbindet, kann eine Pumpwirkung des Betätigungselements beim Schalten bzw. Öffnen des Ventils und damit die hierdurch bedingte Förderung von Fluidleckage in den auf der ersten Seite des Federtellers angeordnete Teilraum des Federraums weitestgehend unterbunden werden. Hierdurch können Druckerhöhungen in dem auf der ersten Seite des Federtellers angeordnete Teilraum des Federraums während des Öffnens des Ventils vermieden werden, wodurch die Beschädigungsgefahr für das Federelement deutlich reduziert werden kann.Then, when at least one bore is introduced into the spring plate of the actuating element, which connects the arranged on the first side of the spring plate subspace of the spring chamber with the arranged on the second side of the spring plate subspace of the spring chamber, a pumping action of the actuating element when switching or opening the valve and thus the consequent promotion of fluid leakage are largely prevented in the arranged on the first side of the spring plate subspace of the spring chamber. As a result, pressure increases in the arranged on the first side of the spring plate subspace of the spring chamber can be avoided during the opening of the valve, whereby the risk of damage to the spring element can be significantly reduced.
Vorzugsweise sind in den Federteller mehrere Bohrungen einbracht sind, die den oberhalb des Federtellers angeordneten Teilraum des Federraums und den unterhalb des Federtellers angeordneten Teilraum des Federraums verbinden. Hiermit kann die Pumpwirkung des Betätigungselements beim Öffnen des Ventils effektiv reduziert werden, sodass die Beschädigungsgefahr für das Federelement effektiv reduziert werden kann.Preferably, a plurality of bores are introduced into the spring plate, which connect the arranged above the spring plate part space of the spring chamber and arranged below the spring plate part space of the spring chamber. This can effectively reduce the pumping action of the actuator when the valve is opened, so that the risk of damaging the spring member can be effectively reduced.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung sind in den Federteller einerseits eine sich in Längsrichtung desselben und in Längsrichtung des Federraums erstreckende Zentralbohrung und andererseits mehrere sich quer zur Längsrichtung des Federtellers und quer zur Längsrichtung des Federraums erstreckende Diagonalbohrungen eingebracht, wobei die Zentralbohrung in den ersten, oberhalb des Federtellers angeordneten Teilraum des Federraums mündet, und wobei die Diagonalbohrungen in den zweiten, unterhalb des Federtellers angeordneten Teilraum des Federraums münden. Die Zentralbohrung durchdringt dabei eine Federführung des Federtellers. Hiermit kann die Pumpwirkung des Betätigungselements beim Öffnen des Ventils besonders effektiv reduziert werden, um die Beschädigungsgefahr für das Federelement weiter zu reduzieren.According to an advantageous development of the spring plate on the one hand in the longitudinal direction and in the longitudinal direction of the spring chamber extending central bore and on the other hand a plurality of transversely to the longitudinal direction of the spring plate and transversely to the longitudinal direction of the spring chamber extending diagonal bores introduced, wherein the central bore in the first, above the spring plate arranged subspace of the spring chamber opens, and wherein the diagonal holes open into the second, arranged below the spring plate subspace of the spring chamber. The central bore penetrates a spring guide of the spring plate. Hereby, the pumping action of the actuating element when opening the valve can be particularly effectively reduced in order to further reduce the risk of damage to the spring element.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung liegt das Federelement mit einem ersten Ende an dem Federteller des Betätigungselements und mit einem zweiten Ende an einem mit einer Einstellschraube zusammenwirkenden Druckelement an, wobei in das Druckelement eine sich in Längsrichtung desselben erstrechende Bohrung einbracht ist, die den Federraum mit einer Lanzenbohrung koppelt, wobei die Leckageleitung von der Lanzenbohrung abzweigt.According to an advantageous development, the spring element is located with a first end on the spring plate of the actuating element and with a second end to a cooperating with an adjusting pressure element, wherein in the pressure element in the same direction erstrechende a bore is introduced, the spring chamber with a lance bore coupled, wherein the leakage line branches off from the lance bore.
Durch die in das Druckelement eingebrachte Bohrung, über die der auf der ersten Seite des Federtellers angeordnete Teilraum des Federraums mit der Lanzenbohrung gekoppelt ist, kann sich in dem auf der ersten Seite des Federtellers angeordnete Teilraum des Federraums sammelnde Fluidleckage besonders effektiv aus dem auf der ersten Seite des Federtellers angeordnete Teilraum des Federraums in Richtung auf die Lanzenbohrung und damit in Richtung auf die Leckageleitung abgeführt werden, wodurch einem Druckaufbau in dem auf der ersten Seite des Federtellers angeordnete Teilraum des Federraums ebenfalls entgegengewirkt werden kann. Auch durch diese Maßnahme kann die Beschädigungsgefahr für das Federelement weiter reduziert werden.By introduced into the pressure element bore over which the on Partial space of the spring chamber arranged on the first side of the spring plate is coupled to the lance bore in the partial chamber of the spring chamber which collects on the first side of the spring plate, particularly effectively from the partial space of the spring chamber arranged on the first side of the spring plate in the direction of the lance bore and thus be discharged in the direction of the leakage line, whereby a pressure build-up in the arranged on the first side of the spring plate subspace of the spring chamber can also be counteracted. Also by this measure, the risk of damage to the spring element can be further reduced.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein fluidbetriebenes Ventil nach Anspruch 9 gelöst.According to a second aspect of the invention, this object is achieved by a fluid-operated valve according to claim 9.
Nach dem zweiten Aspekt der Erfindung ist der Federraum des Ventilgehäuses, nämlich der auf der ersten Seite des Federtellers angeordnete Teilraum des Federraums, unmittelbar über mindestens eine sich durch das Ventilgehäuse erstreckende Bohrung mit einer die Leckageabführung gekoppelt. Die oder jede sich durch das Ventilgehäuse erstreckende Bohrung ist dabei derart dimensioniert, dass eine durch einen Pumpeffekt des Betätigungselements in den auf der ersten Seite des Federtellers angeordnete Teilraum des Federraums geförderte Fluidleckage innerhalb der Schaltzeit bzw. Öffnungszeit des Ventils über die oder jede Bohrung auf dem Federraum vollständig abführbar ist.According to the second aspect of the invention, the spring chamber of the valve housing, namely arranged on the first side of the spring plate subspace of the spring chamber, coupled directly via at least one extending through the valve housing bore with a leakage discharge. The or each extending through the valve housing bore is dimensioned such that a pumped by a pumping effect of the actuator in the arranged on the first side of the spring plate subspace of the spring chamber fluid leakage within the switching time or opening time of the valve on the or each hole on the Spring chamber is completely drained.
Auch mit dem zweiten Aspekt der Erfindung, der entweder alleine oder auch in Kombination mit dem ersten Aspekt der Erfindung genutzt werden kann, kann einem Druckaufbau in dem auf der ersten Seite des Federtellers angeordnete Teilraum des Federraums beim Öffnen des Ventils effektiv entgegengewirkt werden, um so eine Beschädigungsgefahr für das im Federraum positionierte Federelement zu reduzieren. Während eines Schaltzyklus in den Federraum geförderte Fluidleckage kann innerhalb dieser Schaltzeit vollständig aus dem Federraum abgeführt werden, nämlich unmittelbar aus dem auf der ersten Seite des Federtellers angeordnete Teilraum des Federraums über die oder jede das Ventilgehäuse durchdringende Bohrung.Even with the second aspect of the invention, which can be used either alone or in combination with the first aspect of the invention, a pressure build-up in the arranged on the first side of the spring plate subspace of the spring chamber when opening the valve can be effectively counteracted, so To reduce the risk of damage to the spring element positioned in the spring chamber. During a switching cycle funded in the spring chamber fluid leakage can be completely dissipated within this switching time from the spring chamber, namely directly from the arranged on the first side of the spring plate subspace of the spring chamber via the or each valve housing penetrating bore.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein fluidbetriebenes Ventil, insbesondere ein Kraftstoffeinspritzventil für eine Kraftstoffversorgungsanlage eines Großdieselmotors, vorzugsweise für eine Kraftstoffversorgungsanlage einer mit Schweröl betriebenen Schiffsdieselbrennkraftmaschine.The present invention relates to a fluid-operated valve, in particular a fuel injection valve for a fuel supply system of a large diesel engine, preferably for a fuel supply system of a heavy fuel oil powered marine diesel engine.
Im Ventilgehäuse
An einem gegenüberliegenden zweiten Ende stützt sich das Federelement
Der Federraum
In das Ventilgehäuses
Das Betätigungselement
Während des Betriebs des Kraftstoffventils
Beim Öffnen des Kraftstoffventils
Um dieser kavitationsbedingten Beschädigungsgefahr für das Federelement
So ist in den Federteller
Bedingt dadurch, dass die beiden Teilräume
Wie bereits ausgeführt, stützt sich das Federelement
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts der hier vorliegenden Erfindung ist in das dem Federelement
Ein fluidbetriebenes Ventil
Es sei darauf hingewiesen, dass die beiden Aspekte der Erfindung auch in Kombination miteinander an einem Ventil
Beim Kraftstoffeinspritzventil
Der Querschnitt dieser Bohrungen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- VentilValve
- 22
- Aufnahmeadmission
- 33
- Ventilgehäusevalve housing
- 44
- Abschnittsection
- 55
- Abschnittsection
- 66
- Ventilkörpervalve body
- 77
- Betätigungselementactuator
- 88th
- Betätigungsstößelactuating ram
- 99
- Federtellerspring plate
- 1010
- Federraumspring chamber
- 1111
- Federelementspring element
- 1212
- Druckelementpressure element
- 1313
- LanzenbohrungLanz hole
- 1414
- KraftstoffleitungFuel line
- 1515
- Teilraumsubspace
- 1616
- Teilraumsubspace
- 1717
- Zentralbohrungcentral bore
- 1818
- DiagonalbohrungDiagonal drilling
- 1919
- Federführungleadership
- 2020
- Federführungleadership
- 2121
- Fasechamfer
- 2222
- Bohrungdrilling
- 2323
- Bohrungdrilling
- 2424
- Ringraumannulus
Claims (11)
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