DE102014119592A1 - Valve - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Ventil, bestehend aus einer zwischen Zu- und Ableitung angeordneten Hauptdüse und einer Vorsteuerdüse, wobei die Hauptdüse einen Hauptdüsensitz aufweist, der von einem Dichtstößel verschließbar ist und die Vorsteuerdüse einen Vorsteuerdüsensitz aufweist, der von einem Vorsteuerstößel verschließbar ist, und das Ventil zwischen einer, der geschlossenen Stellung des Ventils entsprechenden ersten Position und einer, der geöffneten Stellung des Ventils entsprechenden zweiten Position bewegbares Betätigungselement, insbesondere einen Anker besitzt.The invention relates to a valve consisting of a main nozzle arranged between inlet and outlet and a pilot nozzle, wherein the main nozzle has a main nozzle seat which is closable by a sealing plunger and the pilot nozzle has a pilot nozzle seat which can be closed by a pilot plunger, and the valve between a, the closed position of the valve corresponding first position and a, the open position of the valve corresponding second position movable actuator, in particular an anchor has.
Description
Die Erfindung betrifft ein Ventil, welches eine zwischen einer Zuleitung und einer Ableitung angeordnete Hauptdüse aufweist und des Weiteren eine Vorsteuerfunktion aufweist.The invention relates to a valve which has a main nozzle arranged between a supply line and a discharge and furthermore has a pilot control function.
Bekannte Ventile mit Vorsteuerfunktion werden dazu verwendet Fluidströme mit sehr hohen Drücken, beispielsweise Arbeitsdrücken größer 500 bar, 750 bar, 850 bar oder bis zu 1050 bar, zu regeln bzw. zu steuern. Da die bekannten Ventile üblicherweise von einem Elektromagneten betätigt werden, dessen Anker in geeigneter Weise mit einem Dichtstößel zusammenwirkt, ist die zum Öffnen eines geschlossenen Ventils erforderliche Kraft aufgrund der hohen Drücke erheblich. Daher sind im Stand der Technik so genannte Vorsteuerventile bekannt, bei welchen eine Vorsteuerdüse mit deutlich kleinerem Querschnitt zuerst geöffnet wird, um so die Kraft, die zum Öffnen der Hauptdüse notwendig ist, entsprechend zu reduzieren.Known valves with pilot control function are used to regulate or control fluid flows at very high pressures, for example working pressures greater than 500 bar, 750 bar, 850 bar or up to 1050 bar. Since the known valves are usually operated by an electromagnet whose armature cooperates in a suitable manner with a sealing plunger, the force required to open a closed valve is considerable due to the high pressures. Therefore, in the prior art so-called pilot valves are known in which a pilot nozzle having a much smaller cross-section is first opened, so as to reduce the force necessary to open the main nozzle accordingly.
Bei den bekannten Ventilen treten jedoch Leckagen auf, die nachteilig sind. Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil zur Verfügung zu stellen, das möglichst leckagefrei ist und gleichzeitig in der Lage ist, hohe Drücke zu steuern.In the known valves, however, leaks occur, which are disadvantageous. Therefore, it is an object of the present invention to provide a valve which is as leak-free as possible and at the same time capable of controlling high pressures.
Diese Aufgabe wird durch ein Ventil nach Anspruch 1 gelöst. Des Weiteren sieht die Erfindung auch ein korrespondierendes Verfahren vor.This object is achieved by a valve according to
Die Erfindung betrifft ein Ventil. Dieses weist eine zwischen einer Zuleitung und einer Ableitung angeordnete Hauptdüse, eine Vorsteuerdüse und einen Anker auf. In dem Anker ist ein Ankerraum ausgebildet. Des Weiteren ist der Anker zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar, wobei die erste Position der geschlossenen Stellung des Ventils zugeordnet ist und die zweite Position der geöffneten Stellung des Ventils zugeordnet ist. The invention relates to a valve. This has a arranged between a supply line and a discharge main nozzle, a pilot nozzle and an anchor. An anchor space is formed in the anchor. Furthermore, the armature is movable between a first position and a second position, wherein the first position is associated with the closed position of the valve and the second position is associated with the open position of the valve.
Die Hauptdüse weist einen Dichtstößel und einen Hauptdüsensitz auf, welcher von dem Dichtstößel verschließbar ist, wobei die Vorsteuerdüse einen Vorsteuerstößel und einen Vorsteuerdüsensitz aufweist, welcher von dem Vorsteuerstößel verschließbar ist. Der Dichtstößel ist in dem Ankerraum angeordnet und ist in einer Dichtstößelbewegungsrichtung beweglich. Der Dichtstößel trägt den Vorsteuerdüsensitz.The main nozzle has a sealing ram and a main nozzle seat, which is closable by the sealing ram, wherein the pilot nozzle has a pilot plunger and a pilot nozzle seat, which is closed by the pilot plunger. The sealing ram is disposed in the armature space and is movable in a sealing ram movement direction. The seal ram carries the pilot nozzle seat.
Mittels des erfindungsgemäßen Ventils ist eine vorteilhafte Vermeidung von Leckagen möglich, was die Funktionalität und Zuverlässigkeit des Ventils verbessert.By means of the valve according to the invention an advantageous prevention of leakage is possible, which improves the functionality and reliability of the valve.
Eine Zuleitung dient typischerweise dazu, einen zu steuernden Betriebsdruck dem Ventil zuzuführen. Bei geöffnetem Ventil wird dieser über die Ableitung zu anderen Komponenten geführt.A supply line typically serves to supply an operating pressure to be controlled to the valve. When the valve is open, it is routed via the outlet to other components.
Bei dem Anker kann es sich um ein Element handeln, welches durch eine geeignete Einrichtung zumindest zwischen der ersten Position und der zweiten Position bewegbar ist. Insbesondere ist der Anker zwischen diesen beiden Positionen linear bewegbar. Zum Antrieb des Ankers kann beispielsweise eine Spule eines Elektromagneten verwendet werden, dessen Bestandteil der Anker ist. Durch geeignetes Bestromen der Spule kann über eine Magnetkraft der Anker zwischen den beiden Positionen bewegt werden. Alternativ kann der Anker beispielsweise auch durch eine geeignete hydraulische, pneumatische oder elektromotorische Vorrichtung bewegt werden.The anchor may be an element which is movable by a suitable device at least between the first position and the second position. In particular, the armature is linearly movable between these two positions. To drive the armature, for example, a coil of an electromagnet can be used, of which the anchor is part. By suitably energizing the coil, the armature can be moved between the two positions by means of a magnetic force. Alternatively, the armature may for example also be moved by a suitable hydraulic, pneumatic or electromotive device.
Der Ankerraum ist typischerweise ein Hohlraum, welcher in dem Anker ausgebildet ist. Dieser Hohlraum kann zumindest eine Öffnung aufweisen, durch welche beispielsweise der Dichtstößel hindurchtreten und/oder hervorstehen kann. Typischerweise ist der Ankerraum überwiegend umschlossen.The armature space is typically a cavity formed in the armature. This cavity may have at least one opening through which, for example, the sealing tappet can pass and / or protrude. Typically, the anchor space is predominantly enclosed.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist das Ventil eine Rückstellfeder auf, welche zwischen dem Dichtstößel und dem Anker oder einem mit dem Anker verbundenen Element, insbesondere einem Abstützring, angeordnet ist. Der Dichtstößel stützt sich über die Rückstellfeder an dem Anker beziehungsweise an einem Teil des Ankers oder an dem mit dem Anker verbundenen Element ab. Eine solche Rückstellfeder kann insbesondere eine vollständige Öffnung der Hauptdüse nach deren teilweiser Öffnung bewirken. Bei einem Abstützring kann es sich beispielsweise um ein mit dem Anker verbundenes Element handeln, welches eine Öffnung des Ankerraums teilweise abdichtet.According to a preferred embodiment, the valve has a return spring, which is arranged between the sealing plunger and the armature or an element connected to the armature, in particular a support ring. The sealing ram is supported via the restoring spring on the armature or on a part of the armature or on the element connected to the armature. Such a return spring can in particular cause a complete opening of the main nozzle after the partial opening. A support ring may be, for example, an element connected to the armature which partially seals an opening of the armature space.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist in dem Anker ein Ankerdichtsitz ausgebildet, Der Anker ist dabei relativ zum Dichtstößel derart beweglich, dass bei Bewegung des Ankers von der ersten Position zur zweiten Position der Dichtstößel mit dem Ankerdichtsitz in Eingriff kommt und damit den Ankerraum gegenüber der Zuleitung abdichtet. Ein solcher Ankerdichtsitz kann insbesondere eine Abdichtung eines Teils des Ankerraums bewirken, woraufhin beispielsweise ein Druckausgleich zwischen der Ableitung und dem abgedichteten Teil des Ankerraums erfolgen kann. Bevorzugt weist der Ankerdichtsitz einen Dichtring, vorzugsweise einen Gummidichtring, auf. Derartige Ausführungen haben sich als vorteilhaft erwiesen.According to a preferred embodiment, an armature sealing seat is formed in the armature. The armature is movable relative to the sealing tappet such that upon movement of the armature from the first position to the second position, the sealing tappet engages with the armature sealing seat and thus seals the armature space with respect to the supply line , Such an anchor seat can in particular cause a seal of a part of the armature space, whereupon, for example, a pressure equalization between the discharge and the sealed part of the armature space can take place. The anchor sealing seat preferably has a sealing ring, preferably a rubber sealing ring. Such embodiments have proved to be advantageous.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist eine Dichtsitznormale des Ankerdichtsitzes parallel zur Dichtstößelbewegungsrichtung ausgerichtet. Dies erlaubt eine einfache Ausführung.According to a preferred embodiment, a sealing seat normal of the anchor sealing seat is aligned parallel to the sealing ram movement direction. This allows a simple execution.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist das Ventil einen Luftspalt auf, welcher an einem zum Hauptdüsensitz gegenüberliegenden Ende des Ankers angeordnet ist. Bevorzugt weist dabei das Ventil ferner einen seitlich um den Anker umlaufenden Dichtring auf, welcher den Luftspalt gegenüber der Zuleitung außerhalb des Ankers abdichtet. Damit kann der Luftspalt grundsätzlich von der Zuleitung fluidisch getrennt werden, so dass ein Druckausgleich nur über den Ankerraum, nicht jedoch außen am Anker möglich ist. According to a preferred embodiment, the valve has an air gap, which is arranged at an opposite end of the main nozzle seat of the armature. In this case, the valve also preferably has a sealing ring which extends laterally around the armature and seals the air gap with respect to the supply line outside the armature. Thus, the air gap can in principle be fluidly separated from the supply line, so that a pressure compensation only on the armature space, but not outside the anchor is possible.
Unter einem Luftspalt kann dabei insbesondere ein Raum oder Bereich verstanden werden, welcher in geschlossener Stellung des Ventils mit einem Medium gefüllt ist, beispielsweise mit einem von der Zuleitung gelieferten Medium. In geschlossener Stellung des Ventils kann der Luftspalt ganz oder zumindest weitgehend verschwunden sein. Es sei verstanden, dass hier auch dann von einem Luftspalt gesprochen wird, wenn das Ventil nicht von einem Elektromagneten betätigt wird. Ein entsprechender, gleich oder ähnlich wirkender Raum ist typischerweise vorhanden. In this case, an air gap may, in particular, be understood as meaning a space or area which, in the closed position of the valve, is filled with a medium, for example with a medium supplied by the supply line. In the closed position of the valve, the air gap may be completely or at least largely disappeared. It should be understood that here is also spoken of an air gap when the valve is not actuated by an electromagnet. A corresponding, equal or similar space is typically present.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass der Luftspalt mit dem Ankerraum durch eine zwischen Luftspalt und Ankerraum verlaufende, im Anker ausgebildete Bohrung fluidisch verbunden ist. Dies ermöglicht einen Druckausgleich zwischen Ankerraum und Luftspalt.According to a preferred embodiment, it is provided that the air gap is fluidically connected to the armature space through a bore extending between the air gap and the armature space and formed in the armature. This allows a pressure equalization between armature space and air gap.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass das Ventil eine Ankerfeder aufweist, welche derart angeordnet ist, dass sie den Anker zur ersten Position hin vorspannt. Damit kann beispielsweise bewirkt werden, dass der Anker in Abwesenheit weiterer Kräfte wie beispielsweise einer durch eine Spule bewirkten Magnetkraft in die erste Position hin vorgespannt wird, so dass das Ventil normalerweise geschlossen ist.According to a preferred embodiment it is provided that the valve has an armature spring, which is arranged such that it biases the armature to the first position. Thus, for example, it can be effected that the armature is biased in the absence of further forces such as a magnetic force caused by a coil in the first position, so that the valve is normally closed.
Die Ankerfeder kann gemäß einer Ausführung direkt auf den Anker wirken. Hierzu kann sie beispielsweise in einem Teil des Luftspalts angeordnet sein. Gemäß einer hierzu alternativen Ausführung kann die Ankerfeder auch indirekt auf den Anker wirken, beispielsweise über einen zwischen der Ankerfeder und dem Anker angeordneten Stößel.The anchor spring can act according to an embodiment directly on the anchor. For this purpose, it may for example be arranged in a part of the air gap. According to an alternative embodiment, the armature spring can also act indirectly on the armature, for example via a plunger arranged between the armature spring and the armature.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass in dem Anker ein Ankerbund ausgebildet ist, welcher in der ersten Position den Dichtstößel auf den Hauptdüsensitz drückt. Der Ankerbund kann dabei gemäß einer Ausführung im Ankerraum ausgebildet sein. Er kann gemäß einer hierzu alternativen Ausführung auch außerhalb des Ankerraums ausgebildet sein.According to a preferred embodiment, it is provided that an anchor collar is formed in the armature, which in the first position presses the sealing tappet onto the main nozzle seat. The anchor collar can be formed according to an embodiment in the anchor space. It may also be formed outside the armature space according to an alternative embodiment.
Der Ankerbund kann insbesondere über einen restlichen Teil des Ankerraums vorstehen. Unter einer Ausbildung des Ankerbunds in dem Anker kann insbesondere eine Ausbildung des Ankerbunds in der Struktur des Ankers verstanden werden. Der Ankerbund kann auch im Anker ausgebildet werden.The anchor collar can in particular protrude over a remaining part of the anchor space. An embodiment of the anchor collar in the anchor can be understood in particular to be a design of the anchor collar in the structure of the anchor. The anchor collar can also be formed in the anchor.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass der Vorsteuerstößel in dem Ankerraum angeordnet ist und parallel zur Dichtstößelbewegungsrichtung relativ zum Anker beweglich ist. Der Vorsteuerstößel kann dabei insbesondere eine Längsachse aufweisen, welche zu einer Längsachse des Dichtstößels parallel ist oder mit dieser identisch ist. Auch eine Längsachse des Ankers kann parallel zur oder identisch mit einer Längsachse des Dichtstößels und/oder des Vorsteuerstößels sein.According to a preferred embodiment, it is provided that the pilot plunger is arranged in the armature space and is movable parallel to the sealing plunger movement direction relative to the armature. The pilot plunger may in particular have a longitudinal axis, which is parallel to a longitudinal axis of the sealing plunger or identical with this. Also, a longitudinal axis of the armature may be parallel to or identical to a longitudinal axis of the sealing plunger and / or the pilot plunger.
Unter einer Längsachse kann insbesondere eine Achse verstanden werden, um welche das jeweilige Element rotationssymmetrisch oder zumindest überwiegend rotationssymmetrisch ist.A longitudinal axis may in particular be understood to mean an axis around which the respective element is rotationally symmetric or at least predominantly rotationally symmetrical.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass das Ventil eine Vorsteuerfeder aufweist, welche in dem Ankerraum zwischen einem Teil des Ankers und dem Vorsteuerstößel angeordnet ist und den Vorsteuerstößel zum Vorsteuerdüsensitz hin vorspannt. Insbesondere kann sich die Vorsteuerfeder im Boden des Ankers abstützen. Die Vorsteuerfeder kann insbesondere dafür sorgen, dass die Vorsteuerdüse in Abwesenheit besonderer Kräfte, also insbesondere in der geschlossenen Stellung des Ventils, geschlossen ist. According to a preferred embodiment, it is provided that the valve has a pilot control spring, which is arranged in the armature space between a part of the armature and the pilot plunger and biases the pilot plunger toward the pilot nozzle seat. In particular, the pilot spring can be supported in the bottom of the armature. In particular, the pilot spring can ensure that the pilot nozzle is closed in the absence of special forces, that is to say in particular in the closed position of the valve.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass in dem Anker ein Schulterring ausgebildet ist, welcher bei Bewegung des Ankers von der ersten Position zur zweiten Position mit dem Vorsteuerstößel in Eingriff kommt und diesen unter Öffnung der Vorsteuerdüse zur zweiten Position hin bewegt. Dies ermöglicht eine Öffnung der Vorsteuerdüse mittels einer Bewegung des Ankers, wobei letztere Bewegung beispielsweise über einen Elektromagneten oder einen anderen auf den Anker wirkenden Betätigungsmechanismus ausgelöst werden kann. Eine Kraft, welche auf diese Weise auf den Vorsteuerstößel vermittelt wird, kann eine besondere Kraft darstellen, welche auf den Vorsteuerstößel gegen die Kraft einer Vorsteuerfeder wirkt.According to a preferred embodiment it is provided that a shoulder ring is formed in the armature, which engages with movement of the armature from the first position to the second position with the pilot plunger and moves it under opening of the pilot nozzle to the second position. This allows opening of the pilot nozzle by means of a movement of the armature, the latter being able to be triggered, for example, by an electromagnet or another actuating mechanism acting on the armature. A force imparted to the pilot plunger in this manner may constitute a particular force acting on the pilot plunger against the force of a pilot spring.
Der Schulterring kann insbesondere in der Struktur des Ankers ausgebildet sein. Typischerweise wird er in dem Ankerraum ausgebildet sein. Er kann auch als Vorsprung über einen Rest des Ankers ausgebildet sein.The shoulder ring may be formed in particular in the structure of the armature. Typically, it will be formed in the anchor space. It can also be designed as a projection over a remainder of the armature.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass der Ankerbund im Ankerraum zwischen dem Schulterring und dem Hauptdüsensitz angeordnet ist. Damit kann der Ankerbund in vorteilhafter Weise auf den Dichtstößel wirken.According to a preferred embodiment it is provided that the anchor collar in the armature space between the shoulder ring and the main nozzle seat is arranged. Thus, the anchor collar can act in an advantageous manner on the sealing plunger.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass der Ankerraum dem Hauptdüsensitz zugewandt von einem Abstützring zumindest teilverschlossen ist. Der Abstützring weist eine Öffnung auf, durch den das vordere Ende des Dichtstößels in Richtung des Hauptdüsensitzes vorsteht. Der Ankerraum ist durch die Öffnung fluidisch mit der Zuleitung verbunden. Der Abstützring ist typischerweise ein fest mit dem Anker verbundenes Bauteil, ermöglicht jedoch eine zweiteilige Herstellung. Beispielsweise können zuerst Komponenten wie der Vorsteuerstößel und/oder der Dichtstößel in den Ankerraum verbracht und dann der Ankerraum mit dem Abstützring verschlossen werden.According to a preferred embodiment it is provided that the armature space facing the main nozzle seat is at least partially closed by a support ring. The support ring has an opening through which protrudes the front end of the sealing plunger in the direction of the main nozzle seat. The armature space is fluidly connected to the supply line through the opening. The support ring is typically a rigidly connected to the anchor component, but allows a two-part production. For example, components such as the pilot plunger and / or the sealing plunger can first be brought into the armature space and then the armature space can be closed with the support ring.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass der Abstützring auf der dem Hauptdüsensitz abgewandten Seite einen Ankerdichtsitz aufweist. Der Ankerdichtsitz kann insbesondere die bereits weiter oben beschriebene Abdichtungswirkung haben, so dass ein Teil des Ankerraums gegenüber der Zuleitung abgedichtet wird.According to a preferred embodiment, it is provided that the support ring has an anchor seat on the side facing away from the main nozzle seat. The anchor seat may in particular have the sealing effect already described above, so that a part of the armature space is sealed against the supply line.
Der Hauptdüsensitz und/oder der Vorsteuerdüsensitz können insbesondere radial orientiert sein.The main nozzle seat and / or the pilot nozzle seat may in particular be radially oriented.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass bei Bewegung des Ankers von der ersten Position zur zweiten Position zunächst der Schulterring mit dem Vorsteuerstößel in Eingriff kommt und erst danach der Ankerdichtsitz mit dem Dichtstößel in Eingriff kommt und den Ankerraum von der Zuleitung fluidisch trennt. Insbesondere können die Komponenten entsprechend ausgebildet sein. Die beschriebene Reihenfolge ermöglicht es, dass zunächst die Vorsteuerdüse ganz oder teilweise geöffnet wird und erst danach ein Teil des Ankerraums, welcher insbesondere die Vorsteuerdüse enthält, gegenüber der Zuleitung abgedichtet wird, so dass ein Druckausgleich stattfinden kann.According to a preferred embodiment, it is provided that when the armature moves from the first position to the second position, first the shoulder ring engages with the pilot plunger, and only then does the anchor sealing seat engage the sealing plunger and fluidly separate the armature space from the supply line. In particular, the components may be designed accordingly. The sequence described makes it possible for the pilot nozzle to be initially opened in whole or in part, and only then a part of the armature space, which in particular contains the pilot nozzle, to be sealed off from the supply line so that pressure equalization can take place.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass der Anker zwischen der ersten Position und einer Position, in welcher der Schulterring mit dem Vorsteuerstößel in Eingriff kommt, abgesehen von Federkräften frei beweglich ist. Dies ermöglicht insbesondere die freie Bewegung des Ankers zum Auslösen eines Öffnungsvorgangs. Die Bewegung erfolgt in diesem Fall typischerweise gegen die Ankerfeder und gegen die Rückstellfeder, jedoch unterstützt von der Vorsteuerfeder. Der Dichtstößel verbleibt während einer solchen Bewegung typischerweise in Position und dichtet die Hauptdüse weiterhin ab, da er von der Druckdifferenz zwischen Zuleitung und Ableitung gegen den Hauptdüsensitz gedrückt wird.According to a preferred embodiment it is provided that the armature between the first position and a position in which the shoulder ring engages with the pilot plunger, is free to move apart from spring forces. This allows in particular the free movement of the armature to trigger an opening operation. The movement is in this case typically against the armature spring and against the return spring, but supported by the pilot spring. The seal ram typically remains in position during such movement and continues to seal the main nozzle as it is pressed against the main nozzle seat by the pressure difference between the supply and discharge.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass der Ankerdichtsitz dazu ausgebildet ist, bei weiterer Bewegung des Ankers auf die zweite Position nach dem Öffnen der Vorsteuerdüse den Dichtstößel unter teilweiser Öffnung der Hauptdüse vom Hauptdüsensitz weg zu bewegen. Damit kann die Öffnung der Hauptdüse beginnen, nachdem die Vorsteuerdüse geöffnet wurde und ein Druckausgleich von der Ableitung bis zum Dichtsitz erfolgt ist.According to a preferred embodiment, it is provided that the anchor sealing seat is adapted to move the sealing plunger with partial opening of the main nozzle of the main nozzle seat on further movement of the armature to the second position after opening the pilot nozzle. Thus, the opening of the main nozzle can begin after the pilot nozzle has been opened and a pressure equalization has taken place from the discharge to the sealing seat.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass der Dichtstößel derart im Anker beweglich gelagert ist, dass er nach teilweiser Öffnung der Hauptdüse, wenn sich der Anker in der zweiten Position befindet, von der Rückstellfeder unter vollständiger Öffnung der Hauptdüse vom Hauptdüsensitz weg gedrückt wird. Dies ermöglicht eine Öffnung der Hauptdüse, wenn dies nach dem weiter oben bereits beschriebenen Druckausgleich, insbesondere zwischen Ableitung, Ankerraum und/oder Luftspalt, einfach möglich ist, da nicht mehr gegen einen hohen Druckunterschied gearbeitet werden muss.According to a preferred embodiment, it is provided that the sealing ram is movably mounted in the armature so that it is pushed away from the main nozzle seat by the return spring with complete opening of the main nozzle after partial opening of the main nozzle when the armature is in the second position. This allows opening of the main nozzle, if this is easily possible after the pressure equalization already described above, in particular between discharge, armature space and / or air gap, since it is no longer necessary to work against a high pressure difference.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass der Vorsteuerdüsensitz durch einen Vorsteuerventilkanal, welcher im Dichtstößel ausgebildet ist, mit der Ableitung fluidisch verbunden ist. Damit kann insbesondere der bereits weiter oben beschriebene Druckausgleich zwischen Ableitung und Ankerraum und/oder Luftspalt bewirkt werden.According to a preferred embodiment, it is provided that the pilot nozzle seat is fluidically connected to the discharge line by a pilot valve channel, which is formed in the sealing plunger. This can be effected in particular the pressure equalization between discharge and armature space and / or air gap already described above.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass das Ventil einen Elektromagneten aufweist und der Anker Bestandteil des Elektromagneten ist. Dies ermöglicht eine besonders schnelle und zudem zuverlässige Betätigung des Ventils. Der Anker wird dabei typischerweise mittels einer durch eine Spule des Elektromagneten erzeugten Magnetkraft bewegt.According to a preferred embodiment it is provided that the valve has an electromagnet and the armature is part of the electromagnet. This allows a particularly fast and also reliable operation of the valve. The armature is typically moved by means of a magnetic force generated by a coil of the electromagnet.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Öffnen eines Ventils, insbesondere eines Ventils gemäß einer oder mehrerer der hierin beschriebenen Ausführungen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- – Bewegen eines Ankers aus einer ersten Position, welche der geschlossenen Stellung des Ventils zugeordnet ist, in Richtung einer zweiten Position, welche einer geöffneten Stellung des Ventils zugeordnet ist,
- – Anlegen eines Schulterrings des Ankers an einen Vorsteuerstößel, und
- – Mitnehmen des Vorsteuerstößels unter Öffnung einer Vorsteuerdüse zur zweiten Position hin mittels des Schulterrings.
- Moving an armature from a first position associated with the closed position of the valve towards a second position associated with an open position of the valve;
- - Applying a shoulder ring of the armature to a pilot plunger, and
- - Take the pilot plunger with opening a pilot nozzle to the second position out by means of the shoulder ring.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine besonders effiziente, zuverlässige und schnelle Öffnung eines Ventils. The inventive method allows a particularly efficient, reliable and fast opening of a valve.
In diesem Zusammenhang wird insbesondere darauf hingewiesen, dass alle im Bezug auf das Ventil beschriebenen Merkmale und Eigenschaften aber auch Verfahrensweisen sinngemäß auch bezüglich der Formulierung des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragbar und im Sinne der Erfindung einsetzbar sind und als mitoffenbart gelten. Gleiches gilt auch in umgekehrter Richtung, das bedeutet, nur im Bezug auf das Verfahren genannte, bauliche also vorrichtungsgemäße Merkmale können auch im Rahmen der Ansprüche des Ventils berücksichtigt und beansprucht werden und zählen ebenfalls zur Offenbarung. In this context, it should be noted in particular that all features and properties described in relation to the valve but also methods are mutatis mutandis transferable with respect to the formulation of the inventive method and within the meaning of the invention and are deemed to be disclosed. The same also applies in the reverse direction, which means only in terms of the method mentioned, structural ie device-like features can also be considered and claimed within the scope of the claims of the valve and also count to the disclosure.
Das Verfahren kann auch weitere Schritte umfassen, und zwar insbesondere einen oder mehrere der folgenden Schritte:
- – Eingriff eines Ankerdichtsitzes an einem Dichtstößel zur Abdichtung eines Teils eines Ankerraums gegenüber einer Zuleitung.
- – Herstellen eines Druckausgleichs zwischen einer Ableitung, einem Ankerraum und/oder einem Luftspalt.
- – Teilweises Öffnen einer Hauptdüse, insbesondere nach dem Schritt des Herstellens eines Druckausgleichs, insbesondere durch eine öffnende Kraft, welche durch einen Ankerdichtsitz auf einen Dichtstößel vermittelt wird.
- – Vollständiges Öffnen einer Hauptdüse, insbesondere nach dem Schritt des teilweisen Öffnens der Hauptdüse und insbesondere mittels einer Rückstellfeder.
- - engagement of an anchor seat on a sealing plunger for sealing a part of an armature space with respect to a supply line.
- - Establishing a pressure equalization between a derivative, an armature space and / or an air gap.
- - Partial opening of a main nozzle, in particular after the step of producing a pressure equalization, in particular by an opening force, which is mediated by a Ankerdichtsitz on a sealing ram.
- - Full opening of a main nozzle, in particular after the step of partially opening the main nozzle and in particular by means of a return spring.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Ventil, bestehend aus einer zwischen Zu- und Ableitung angeordneten Hauptdüse und einer Vorsteuerdüse, wobei die Hauptdüse einen Hauptdüsensitz aufweist, der von einem Dichtstößel verschließbar ist und die Vorsteuerdüse einen Vorsteuerdüsensitz aufweist, der von einem Vorsteuerstößel verschließbar ist, und das Ventil zwischen einer, der geschlossenen Stellung des Ventils entsprechenden ersten Position und einer, der geöffneten Stellung des Ventils entsprechenden zweiten Position bewegbares Betätigungselement, insbesondere einen Anker besitzt. Dabei schlägt die Erfindung vor, dass der Anker einen Ankerraum aufweist, in welchen der Dichtstößel in Dichtstößelbewegungsrichtung beweglich gelagert ist, wobei sich der Dichtstößel über eine Rückstellfeder am Anker abstützt, der Dichtstößel den Vorsteuerdüsensitz trägt und im Anker ein Ankerdichtsitz vorgesehen ist, der sich bezogen auf die in Strömungsrichtung des Fluids zwischen Zuleitung und Vorsteuerdüsensitz befindet und dessen Dichtsitznormale parallel zur Dichtstößelbewegungsrichtung orientiert ist, wobei der Ankerdichtsitz vom Dichtstößel verschließbar ist.According to a further aspect, the invention relates to a valve, comprising a main nozzle arranged between inlet and outlet and a pilot nozzle, the main nozzle having a main nozzle seat which can be closed by a sealing plunger and the pilot nozzle has a pilot nozzle seat which can be closed by a pilot plunger and the valve has a first position corresponding to the closed position of the valve and a second position corresponding to the open position of the valve, in particular an armature. In this case, the invention proposes that the armature has an armature space in which the sealing ram is movably mounted in the direction of the sealing ram movement, wherein the sealing ram is supported on the armature via a return spring, the sealing ram supports the pilot control seat and an anchor seat is provided in the armature, which is related is located in the flow direction of the fluid between the feed line and the pilot nozzle seat and whose Seating seat normal is oriented parallel to the Dichtstößelbewegungsrichtung, wherein the anchor sealing seat is closed by the sealing plunger.
In der Zeichnung ist die Erfindung insbesondere in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen: In the drawing, the invention is shown schematically in particular in one embodiment. Show it:
In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher in manchen Fällen nicht erneut beschrieben. Die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sind sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragbar. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie zum Beispiel oben, unten, seitlich usw., auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiterhin können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.In the figures, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals and therefore will not be described again in some cases. The disclosures contained in the entire description are mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or identical component names transferable. Also, the position information selected in the description, such as top, bottom, side, etc., related to the immediately described and illustrated figure and are mutatis mutandis transferred to the new situation in a change in position. Furthermore, individual features or combinations of features from the illustrated and described different embodiments may represent for themselves, inventive or inventive solutions.
In
Zwischen Zuleitung
Der Anker
Für den Fall, dass der Ankerraum
Wesentlich ist, dass der Ankerraum
Im unteren, dem Luftspalt
In the lower, the
Die Vorsteuerdüse
In der Hälfte des Dichtstößels
In der geschlossenen Stellung des Ventils
Für das Öffnen und Schließen der Vorsteuerdüse
Mit der Figurensequenz der
In
In
Stufe 2 des Öffnungsprozesses ist mithilfe von
Mit
Mit
Das Öffnen der Hauptdüse
In der letzten Stufe (Stufe 6) ist das vollständige Öffnen der Hauptdüse
Abschließend wird bezüglich des ersten Ausführungsbeispiels noch auf folgendes hingewiesen, was auch auf das weiter unten beschriebene zweite Ausführungsbeispiel anwendbar ist:
Die Spulenachse
The
Der Anker
Günstiger Weise bildet der Durchmesser der Hauptdüse mit dem Durchmesser der Vorsteuerdüse ein Verhältnis, das bevorzugt im Bereich 5 bis 20 liegt, insbesondere 7 bis 14 beträgt, und insbesondere auch 9 bis 13,5 beträgt. Conveniently, the diameter of the main nozzle with the diameter of the pilot nozzle forms a ratio which is preferably in the
Günstiger Weise bildet der Durchmesser des Ankerdichtsitzes mit dem Durchmesser der Hauptdüse ein Verhältnis, das bevorzugt im Bereich 2 bis 10 liegt, insbesondere 2,5 bis 5 beträgt, und insbesondere auch 3 +/– 0,5 beträgt.Conveniently, the diameter of the anchor sealing seat with the diameter of the main nozzle forms a ratio which is preferably in the
Zur Verbesserung der Dichtwirkung können an den dichtenden Flächen auch Elastomere eingesetzt werden.To improve the sealing effect, elastomers can also be used on the sealing surfaces.
Der Anker
Das Ventil
Das Ventil
Das Ventil
Der Elektromagnet
Der Elektromagnet
Umschlossen ist der Elektromagnet
In dem Anker
In dem Ankerraum
Der Anker
Der Anker
An dem Abstützring
Um die Dichtigkeit zu verbessern, weist der Ankerdichtsitz
Zwischen der Dichtfläche
In dem Dichtstößel
In dem Dichtstößel
Der Vorsteuerstößel
Zwischen einem dem Hauptdüsensitz
In dem dem Hauptdüsensitz
In dem Kern
Seitlich um den Anker
Ein typischer Öffnungsvorgang wird nachfolgend mit Bezug auf die
In
Zusätzlich drückt der Ankerbund
Die Vorsteuerfeder
In
Der in
Anschließend erfolgt durch eine weitere Bewegung des Ankers
Unmittelbar nach dem Öffnen der Vorsteuerdüse
Bewegt sich nun der Anker
Durch das Öffnen der Hauptdüse
Damit ist das Ventil
Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.The claims now filed with the application and later are without prejudice to the attainment of further protection.
Sollte sich hier bei näherer Prüfung, insbesondere auch des einschlägigen Standes der Technik, ergeben, dass das eine oder andere Merkmal für das Ziel der Erfindung zwar günstig, nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist. Auch eine solche Unterkombination ist von der Offenbarung dieser Anmeldung abgedeckt.If, on closer examination, in particular also of the relevant prior art, it appears that one or the other feature is beneficial for the purpose of the invention, but not crucial, it is of course already desired to have a formulation which is such a feature , in particular in the main claim, no longer having. Such a sub-combination is also covered by the disclosure of this application.
Es ist weiter zu beachten, dass die in den verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung beliebig untereinander kombinierbar sind. Dabei sind einzelne oder mehrere Merkmale beliebig gegeneinander austauschbar. Diese Merkmalskombinationen sind ebenso mit offenbart.It should further be noted that the embodiments and variants of the invention described in the various embodiments and shown in the figures can be combined with one another as desired. Here, one or more features are arbitrarily interchangeable. These feature combinations are also disclosed with.
Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. The references cited in the dependent claims indicate the further development of the subject matter of the main claim by the features of the respective subclaim. However, these are not to be understood as a waiver of obtaining independent, objective protection for the features of the dependent claims.
Merkmale, die nur in der Beschreibung offenbart wurden oder auch Einzelmerkmale aus Ansprüchen, die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit als von erfindungswesentlicher Bedeutung zur Abgrenzung vom Stande der Technik in den oder die unabhängigen Anspruch/Ansprüche übernommen werden, und zwar auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen erwähnt wurden beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders günstige Ergebnisse erreichen.Features which have been disclosed only in the description or also individual features from claims which comprise a plurality of features can at any time be taken over as being of essential importance for the purpose of differentiation from the prior art in the independent claim (s), even then, if such features have been mentioned in connection with other features or achieve particularly favorable results in connection with other features.
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