DE102015215533A1 - Valve for metering a fluid - Google Patents

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Abstract

Ein Ventil (1) zum Zumessen eines Fluids, das insbesondere als Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen dient, umfasst einen elektromagnetischen Aktuator (2) und eine von dem Akutator (2) betätigbare Ventilnadel (9), die zum Betätigen eines Ventilschließkörpers (24) dient, der mit einer Ventilsitzfläche (8) zu einem Dichtsitz zusammen wirkt. Hierbei ist eine relativ zu einem Gehäuse (19) ortsfeste Anschlagfläche (18) vorgesehen, an der der Anker (4) bei einer Betätigung anschlägt. Ferner ist eine Ventilnadelführung (25) vorgesehen, die so ausgestaltet ist, dass bei geschlossenem Dichtsitz eine enge Führung der Ventilnadel (9) und bei dem Anschlagen des Ankers (4) an der Anschlagfläche (18) eine spielbehaftete Führung der Ventilnadel (9) gegeben ist.A valve (1) for metering a fluid, which serves in particular as a fuel injection valve for internal combustion engines, comprises an electromagnetic actuator (2) and an actuatable by the actuator (2) valve needle (9), which serves to actuate a valve closing body (24) with a valve seat surface (8) to a sealing seat cooperates. Here, a relative to a housing (19) stationary abutment surface (18) is provided, against which the armature (4) abuts when actuated. Further, a valve needle guide (25) is provided, which is designed so that when the sealing seat is closed a tight guide the valve needle (9) and when striking the armature (4) on the stop surface (18) given a playful leadership of the valve needle (9) is.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Zumessen eines Fluids, insbesondere ein Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Injektoren für Brennstoffeinspritzanlagen von Kraftfahrzeugen, bei denen vorzugsweise eine direkte Einspritzung von Brennstoff in Brennräume einer Brennkraftmaschine erfolgt.The invention relates to a valve for metering a fluid, in particular a fuel injection valve for internal combustion engines. Specifically, the invention relates to the field of injectors for fuel injection systems of motor vehicles, in which there is preferably a direct injection of fuel into combustion chambers of an internal combustion engine.

Aus der DE 103 60 330 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen bekannt. Das bekannte Brennstoffeinspritzventil umfasst eine Ventilnadel, die mit einer Ventilsitzfläche zu einem Dichtsitz zusammen wirkt, und einen mit der Ventilnadel verbundenen Anker, der von einer Rückstellfeder in einer Schließrichtung beaufschlagt ist und der mit einer Magnetspule zusammen wirkt. Der Anker ist in einer Ausnehmung eines Außenpols des Magnetkreises angeordnet. From the DE 103 60 330 A1 a fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines is known. The known fuel injection valve comprises a valve needle which cooperates with a valve seat surface to a sealing seat, and an armature connected to the valve needle, which is acted upon by a return spring in a closing direction and which cooperates with a magnetic coil. The armature is arranged in a recess of an outer pole of the magnetic circuit.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Ventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine verbesserte Ausgestaltung und Funktionsweise ermöglicht sind. Insbesondere ist eine verbesserte Führung einer Ventilnadel und/oder des Ankers an der Ventilnadel realisierbar. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Ventils möglich.The valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that an improved design and operation are possible. In particular, an improved guidance of a valve needle and / or the armature on the valve needle can be realized. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements of the specified in claim 1 valve are possible.

Entsprechend der Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 kann der als Magnetanker dienende Anker in vorteilhafter Weise nicht fest mit der Ventilnadel verbunden, sondern zwischen Anschlägen fliegend gelagert sein. Solche Anschläge können durch Anschlaghülsen und/oder Anschlagringe realisiert werden. Über zumindest eine Feder wird der Anker im Ruhezustand an einen bezüglich der Ventilnadel ortsfesten Anschlag verstellt, so dass der Anker dort anliegt. Bei der Ansteuerung des Ventils steht dann der komplette Ankerfreiweg als Beschleunigungsstrecke zur Verfügung. According to the embodiment according to claim 7, the armature serving as an armature advantageously not firmly connected to the valve needle, but to be mounted between stops flying. Such stops can be realized by stop sleeves and / or stop rings. About at least one spring, the armature is adjusted in the idle state with respect to the valve needle fixed stop, so that the armature rests there. When the valve is actuated, the complete armature free travel is then available as an acceleration section.

Hierdurch ergibt sich gegenüber einer festen Verbindung des Ankers mit der Ventilnadel der Vorteil, dass durch den entstehenden Impuls des Ankers beim Öffnen bei gleicher Magnetkraft die Ventilnadel auch bei höheren Drücken sicher geöffnet werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine Entkopplung der beteiligten Massen erfolgt, so dass die resultierenden Anschlagkräfte am Dichtsitz auf zwei Impulse aufgeteilt werden. This results in comparison with a fixed connection of the armature with the valve needle the advantage that the valve needle can be safely opened even at higher pressures by the resulting pulse of the armature when opening the same magnetic force. Another advantage is that a decoupling of the masses involved takes place so that the resulting impact forces on the sealing seat are divided into two pulses.

Durch die vorteilhafte Führung der Ventilnadel kann eine spielfreie oder weitgehend spielfreie Führung des Ankers an der Ventilnadel realisiert werden. Die Führung der Ventilnadel in dem Gehäuse ermöglicht hierbei eine spielbehaftete Führung der Ventilnadel, wenn der Anker an der relativ zu dem Gehäuse ortsfesten Anschlagfläche anschlägt. Bei diesem Anschlagen kann dann nämlich ein Verkippen der Ventilnadel auftreten, was ermöglicht wird, ohne dass ein Verklemmen der Ventilnadel, beispielsweise an ihrem Ventilschließkörper, in der Führung auftritt.Due to the advantageous leadership of the valve needle play-free or largely play-free guidance of the armature can be realized on the valve needle. The leadership of the valve needle in the housing in this case allows a game-afflicted leadership of the valve needle when the armature strikes against the stationary relative to the housing stop surface. In this striking, namely, namely a tilting of the valve needle may occur, which is possible without a jamming of the valve needle, for example, on its valve closing body, occurs in the guide.

Ferner ist es vorteilhaft, dass entsprechend Anspruch 2 ein ausreichendes Spiel besteht, um eine vollständige Anlage des Ankers an der relativ zu dem Gehäuse ortsfesten Anschlagfläche zu ermöglichen, wobei dies auf eine Weise möglich ist, bei der kein Verklemmen der Ventilnadel erfolgt. Dies ermöglicht eine spielfreie Führung des Ankers an der Ventilnadel.Furthermore, it is advantageous that in accordance with claim 2 sufficient clearance exists to allow a complete investment of the armature on the relative to the housing fixed stop surface, wherein this is possible in a manner in which there is no jamming of the valve needle. This allows a play-free guidance of the armature on the valve needle.

Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 hat den Vorteil, dass eine verbesserte Führung möglich ist, bei der insbesondere beim Schließen des Ventils eine Zentrierung hinsichtlich der Ventilsitzfläche möglich ist. Dadurch ergibt sich sowohl ein gutes Schließverhalten als auch ein vorteilhaftes Verhalten beim Öffnen des Ventils.The embodiment according to claim 3 has the advantage that an improved guidance is possible in which, in particular when closing the valve, a centering with respect to the valve seat surface is possible. This results in both a good closing behavior and an advantageous behavior when opening the valve.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 hat unter anderem den Vorteil, dass eine enge und präzise Führung realisiert werden kann, wenn sich der Ventilschließkörper an der Ventilsitzfläche befindet. The embodiment according to claim 4 has, inter alia, the advantage that a close and precise guidance can be realized when the valve closing body is located on the valve seat surface.

Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 hat den Vorteil, dass die Ventilnadelführung und die Ventilsitzfläche mit hoher Genauigkeit zueinander ausgerichtet werden können, um die Ventilnadel dann insbesondere über den Ventilschließkörper entlang der durch die Ventilsitzfläche gegebenen Längsachse an die Ventilsitzfläche zu führen. Dies ermöglicht ein optimiertes Schließverhalten und gleichzeitig einen Toleranzausgleich über die spielbehaftete Führung, wenn der Anker an der relativ zu dem Gehäuse ortsfesten Anschlagfläche anschlägt. The embodiment according to claim 5 has the advantage that the valve needle guide and the valve seat surface can be aligned with high accuracy to each other to then lead the valve needle in particular via the valve closing body along the longitudinal axis given by the valve seat surface to the valve seat surface. This allows an optimized closing behavior and at the same time a tolerance compensation via the play-bearing guide, when the armature abuts against the stationary relative to the housing stop surface.

In vorteilhafter Weise kann die relativ zu dem Gehäuse ortsfeste Anschlagfläche an einem mit einem Gehäuseteil verbundenen Innenpol ausgebildet sein, wie es im Anspruch 6 angegeben ist. Toleranzen des Innenpols, die sich insbesondere auf eine Orientierung der Anschlagfläche bezüglich einer durch die Ventilsitzfläche bestimmten Längsachse ergeben, können durch die Ventilnadelführung, die teils eine enge Führung und teils eine spielbehaftete Führung erlaubt, in vorteilhafter Weise ausgeglichen werden. Advantageously, the stationary relative to the housing stop surface may be formed on an inner pole connected to a housing part, as indicated in claim 6. Tolerances of the inner pole, which result in particular in an orientation of the abutment surface with respect to a longitudinal axis determined by the valve seat, can be compensated in an advantageous manner by the valve needle guide, which partly tight guidance and partly play with a play.

In den Ansprüchen 8 und 9 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Führung genannt, die sich insbesondere an einem Düsenkörper realisieren lassen, an dem sowohl die Ventilnadelführung als auch die Ventilsitzfläche ausgestaltet sind. Eine vorteilhafte Führung des Brennstoffs an den Dichtsitz kann dann entsprechend der vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 10 realisiert werden. In claims 8 and 9 advantageous embodiments of the guide are mentioned, which can be realized in particular on a nozzle body on which both the valve needle guide and the valve seat surface are configured. An advantageous guidance of the fuel to the sealing seat can then be realized according to the advantageous embodiment according to claim 10.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the accompanying drawings, in which corresponding elements are provided with identical reference numerals. Show it:

1 ein Ventil in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung im geschlossenen Zustand und 1 a valve in a partial, schematic sectional view according to an embodiment of the invention in the closed state and

2 das in 1 dargestellte Ventil entsprechend dem Ausführungsbeispiel in einer betätigten Stellung. 2 this in 1 illustrated valve according to the embodiment in an actuated position.

Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention

1 zeigt ein Ventil 1 zum Zumessen eines Fluids in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem Ausführungsbeispiel. Das Ventil 1 kann insbesondere als Brennstoffeinspritzventil 1 ausgebildet sein. Ein bevorzugter Anwendungsfall ist eine Brennstoffeinspritzanlage, bei der solche Brennstoffeinspritzventile 1 als Hochdruckeinspritzventile 1 ausgebildet sind und zur direkten Einspritzung von Brennstoff in zugeordnete Brennräume der Brennkraftmaschine dienen. Als Brennstoff können hierbei flüssige oder gasförmige Brennstoffe zum Einsatz kommen. 1 shows a valve 1 for metering a fluid in an excerptive, schematic sectional view according to an exemplary embodiment. The valve 1 especially as a fuel injector 1 be educated. A preferred application is a fuel injection system, wherein such fuel injection valves 1 as high-pressure injection valves 1 are formed and are used for direct injection of fuel into the associated combustion chambers of the internal combustion engine. In this case, liquid or gaseous fuels can be used as the fuel.

Das Ventil 1 weist einen Aktuator 2 auf, der eine Magnetspule 3 und einen Anker 4 umfasst. Beim Bestromen der Magnetspule 3 wird ein Magnetkreis über einen Innenpol 5 geschlossen, wodurch eine Betätigung des Ankers 4 in einer Öffnungsrichtung 6 erfolgt. The valve 1 has an actuator 2 on, which is a magnetic coil 3 and an anchor 4 includes. When energizing the solenoid 3 becomes a magnetic circuit via an inner pole 5 closed, causing an actuation of the anchor 4 in an opening direction 6 he follows.

Eine Längsachse 7 ist hier zur Erläuterung der Erfindung durch eine Ventilsitzfläche 8 bestimmt. Der Anker 4 dient zum Betätigen einer Ventilnadel 9, die sich hierbei zumindest näherungsweise entlang der Längsachse 7 in der Öffnungsrichtung 6 bewegt. Hierbei ist auch ein gewisses Verkippen der Ventilnadel 9 bezüglich der so definierten Längsachse 7 möglich. A longitudinal axis 7 is here to illustrate the invention by a valve seat surface 8th certainly. The anchor 4 serves to actuate a valve needle 9 , which in this case at least approximately along the longitudinal axis 7 in the opening direction 6 emotional. This is also a certain tilting of the valve needle 9 with respect to the longitudinal axis defined in this way 7 possible.

Der Anker 4 weist eine Stirnseite 10 und eine weitere Stirnseite 11 auf, die voneinander abgewandt sind. In der in der 1 dargestellten Ausgangsstellung liegt der Anker 4 mit seiner Stirnseite 10 an einer Fläche 12 eines Anschlagelements 13 an. Ferner ist ein weiteres Anschlagelement 14 mit einer Fläche 15 vorgesehen. Der Anker 4 ist zwischen den Flächen 12, 15 der Anschlagelemente 13, 14 bewegbar an der Ventilnadel 9 geführt. Hierbei ist ein Ankerfreiweg 16 eingestellt. Bei der Bestromung der Magnetspule 3 durchläuft der Anker 4 zunächst den Ankerfreiweg 16, wobei die Ventilnadel 9 von einer Rückstellfeder 17 in ihrer Ausgangsstellung gehalten wird. Über den Ankerfreiweg 16 baut der Anker 4 einen Bewegungsimpuls auf, der beim Anschlagen an die Fläche 15 des Anschlagelements 14 die Ventilnadel 9 zuverlässig öffnet. Dann kommt es zur weiteren Bewegung des Ankers 4 zusammen mit der Ventilnadel 9 in der Öffnungsrichtung 6, bis der Anker 4 an einer Anschlagfläche 18 des Innenpols 5 anschlägt. Die Anschlagfläche 18 ist hierbei relativ zu einem Gehäuse 19 ortsfest angeordnet. Das Gehäuse 19 weist in diesem Ausführungsbeispiel Gehäuseteile 20, 21 auf. Ein Düsenkörper 22, an dem die Ventilsitzfläche 8 ausgebildet ist, ist mit dem Gehäuseteil 21 verbunden.The anchor 4 has an end face 10 and another front 11 on, which are facing away from each other. In the in the 1 illustrated starting position is the anchor 4 with his front side 10 on a surface 12 a stop element 13 at. Furthermore, another stop element 14 with a surface 15 intended. The anchor 4 is between the surfaces 12 . 15 the stop elements 13 . 14 movable on the valve needle 9 guided. Here is an anchor free path 16 set. When energizing the solenoid coil 3 the anchor goes through 4 first the Ankerfreiweg 16 where the valve needle 9 from a return spring 17 is held in its initial position. About the Ankerfreiweg 16 build the anchor 4 a movement impulse, which when striking the surface 15 the stop element 14 the valve needle 9 Reliably opens. Then it comes to the further movement of the anchor 4 together with the valve needle 9 in the opening direction 6 until the anchor 4 on a stop surface 18 of the inner pole 5 strikes. The stop surface 18 is here relative to a housing 19 fixedly arranged. The housing 19 has housing parts in this embodiment 20 . 21 on. A nozzle body 22 at which the valve seat surface 8th is formed is with the housing part 21 connected.

Die Anschlagfläche 18 ist aufgrund von Montage- und/oder Bauteiltoleranzen nicht notwendigerweise exakt parallel zu der Stirnseite 11 des Ankers 4, wenn der Anker 4 und die Ventilnadel 9 an der Längsachse 7 ausgerichtet sind, wobei letzteres im geschlossenen Zustand des Ventils 1 der Fall ist. Eine solche nicht parallele Ausrichtung ist in der 1 durch einen Winkelversatz 23 an der Anschlagfläche 18 veranschaulicht. Eine Bauteiltoleranz kann sich natürlich zusätzlich oder alternativ auch an dem Anker 4 ergeben.The stop surface 18 due to assembly and / or component tolerances is not necessarily exactly parallel to the end face 11 of the anchor 4 if the anchor 4 and the valve needle 9 on the longitudinal axis 7 are aligned, the latter in the closed state of the valve 1 the case is. Such a non-parallel alignment is in the 1 by an angular offset 23 at the stop surface 18 illustrated. A component tolerance can of course additionally or alternatively also at the anchor 4 result.

Die Funktionsweise und Ausgestaltung des Ventils 1 ist im Folgenden auch unter Bezugnahme auf die 2 weiter beschrieben. 1 zeigt nämlich eine Stellung des Ventils 1 im geschlossenen Zustand, bei dem ein Dichtsitz zwischen einem Ventilschließkörper 24 und der Ventilsitzfläche 8 geschlossen ist. In diesem geschlossenen Zustand kommt es zur Ausrichtung des Ventilschließkörpers 24 an der Ventilsitzfläche 8. The functioning and design of the valve 1 is also referred to below with reference to the 2 further described. 1 Namely, shows a position of the valve 1 in the closed state, in which a sealing seat between a valve closing body 24 and the valve seat surface 8th closed is. In this closed state, it comes to the orientation of the valve closing body 24 on the valve seat surface 8th ,

Darauf abgestimmt ist an dem Düsenkörper 22 eine Ventilnadelführung 25 vorgesehen, die mehrere Führungsrippen 26, 27 aufweisen kann, an denen eine entsprechend unterbrochene Führungsfläche 28 ausgebildet ist. Die Führungsfläche 28 ist hierbei durch geeignete Vertiefungen 29 zwischen den Führungsrippen 26, 27 unterbrochen. Die Anzahl der Führungsrippen 26, 27, von denen in der 1 nur die Führungsrippen 26, 27 dargestellt und gekennzeichnet sind, hängt hierbei vom jeweiligen Anwendungsfall ab. Ferner sind auch andere Arten der Führung denkbar. Anstelle der Führungsrippen 26, 27 können beispielsweise auch teilringsförmige Führungselemente vorgesehen sein, zwischen denen dann entsprechend Vertiefungen 29 vorgesehen sind. Die Vertiefungen 29 dienen zum Führen des Brennstoffs an den Dichtsitz, so dass bei geöffnetem Ventil Brennstoff aus einem ringförmigen Brennstoffraum 30 zu Spritzlöchern 31, 32 geführt werden kann. Die Anzahl und Ausgestaltung der Spritzlöcher 31, 32 ist hierbei an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst. Dadurch kann Brennstoff in einen Brennraum 33 eingespritzt werden. Der Begriff des Einspritzens ist hierbei allgemein zu verstehen und umfasst auch ein Einblasen eines gasförmigen Brennstoffs. Ferner eignet sich das Ventil 1 prinzipiell auch zum Einspritzen von anderen flüssigen oder gasförmigen Fluiden. Matched to the nozzle body 22 a valve needle guide 25 provided that several guide ribs 26 . 27 may have, in which a correspondingly interrupted guide surface 28 is trained. The guide surface 28 is here by suitable depressions 29 between the guide ribs 26 . 27 interrupted. The number of guide ribs 26 . 27 of which in the 1 only the guide ribs 26 . 27 are shown and marked, depends on the particular application. Furthermore, other types of leadership are conceivable. Instead of the guide ribs 26 . 27 For example, also part-ring-shaped Be provided guide elements between which then corresponding recesses 29 are provided. The wells 29 serve to guide the fuel to the sealing seat, so that when the valve is open, fuel from an annular fuel space 30 to spray holes 31 . 32 can be performed. The number and design of the spray holes 31 . 32 is adapted to the respective application. This allows fuel into a combustion chamber 33 be injected. The term of the injection is to be understood in this case generally and also includes a blowing in of a gaseous fuel. Furthermore, the valve is suitable 1 in principle also for injecting other liquid or gaseous fluids.

Wenn der Anker 4 bei der Betätigung des Ventils 1 an der Anschlagfläche 18 des Innenpols 5 anschlägt, dann kommt es zu einer Ausrichtung des Ankers an dem Innenpol 5. Die Ausrichtung erfolgt hierbei in Bezug auf eine Endstellung, bei der die Stirnseite 11 des Ankers 4 parallel zu der Anschlagfläche 18 des Innenpols 5 orientiert ist. If the anchor 4 when operating the valve 1 at the stop surface 18 of the inner pole 5 strikes, then it comes to an alignment of the armature at the inner pole 5 , The alignment takes place in relation to an end position, in which the front side 11 of the anchor 4 parallel to the stop surface 18 of the inner pole 5 is oriented.

Bei einer herkömmlichen Ausgestaltung entsprechend einem internen Stand der Technik ist die Ventilnadel 9 entlang der Längsachse 7 geführt, was auch beim Anschlagen des Ankers 4 an dem Innenpol 5 der Fall ist. Dadurch ergibt sich das Problem, dass die Ausrichtung des Ankers 4 mit seiner Stirnseite 11 an der um den Winkelversatz 23 verkippten Anschlagfläche 18 konstruktionsbedingt nicht mit einer Ausrichtung der Ventilnadel 9 an der Längsachse 7 korrespondiert. Wenn der Ventilschließkörper 24 nun entlang der Längsachse 7 geführt ist, dann ist diesbezüglich ein Ausgleich erforderlich. Dieser Ausgleich kann durch ein Spiel zwischen dem Anker 4 und der Ventilnadel 9 geschaffen werden, wobei sich in Abhängigkeit von der vorgegebenen Toleranz bezüglich dem Winkelversatz 23 auch eine entsprechende Toleranzvorgabe zwischen dem Anker 4 und der Ventilnadel 9 ergibt, was ein entsprechend großes Grundspiel der Führung zur Folge haben kann. Wird hingegen das Grundspiel zwischen dem Anker 4 und der Ventilnadel 9 zu klein vorgegeben, dann kann sich bei entsprechend großen Toleranzabweichungen ein Verklemmen der Ventilnadel ergeben, wenn der Anker 4 an der Anschlagfläche 18 anschlägt. In a conventional embodiment according to an internal state of the art is the valve needle 9 along the longitudinal axis 7 Guided, which also when striking the anchor 4 at the inner pole 5 the case is. This results in the problem that the orientation of the anchor 4 with his front side 11 at the angle offset 23 tilted stop surface 18 by design, not with an orientation of the valve needle 9 on the longitudinal axis 7 corresponds. When the valve closing body 24 now along the longitudinal axis 7 is managed, then in this regard compensation is required. This balance can be achieved by a game between the anchor 4 and the valve needle 9 be created, depending on the predetermined tolerance with respect to the angular offset 23 also a corresponding tolerance specification between the anchor 4 and the valve needle 9 results in what a correspondingly large basic game of leadership can result. Will, however, the basic game between the anchor 4 and the valve needle 9 given too small, then can result in correspondingly large tolerance deviations jamming of the valve needle when the anchor 4 at the stop surface 18 strikes.

Ein enges Spiel des Ankers 4 an der Ventilnadel 9 kann jedoch in Bezug auf die Funktionsweise des Ventils 1 relevant sein. Dies kann beispielsweise ein Dämpfungsverhalten betreffen, wenn der Anker 4 in einem mit einem flüssigen Fluid gefüllten Raum 34, der gegebenenfalls von dem Brennstoffraum 30 getrennt sein kann, angeordnet ist, um eine hydraulische Dämpfung durch eine Dimensionierung eines Ringspalts 35 zwischen dem Anker 4 und dem Gehäuseteil 21 oder auf andere Art zu erreichen. Ferner kann ein enges Spiel des Ankers 4 an der Ventilnadel 9 auch deshalb erforderlich sein, um eine parallele Ausrichtung der Stirnseite 10 des Ankers 4 zu der Fläche 12 des Anschlagelements 13 bei der Betätigung zu gewährleisten.A close game of the anchor 4 at the valve needle 9 However, in relation to the operation of the valve 1 to be relevant. This may, for example, relate to a damping behavior when the armature 4 in a space filled with a liquid fluid 34 optionally from the fuel space 30 can be separated, arranged to a hydraulic damping by sizing an annular gap 35 between the anchor 4 and the housing part 21 or otherwise. Furthermore, a tight match of the anchor 4 at the valve needle 9 also be necessary to a parallel orientation of the front page 10 of the anchor 4 to the area 12 the stop element 13 to ensure during operation.

Deshalb ist eine Ventilnadelführung 25 realisiert, die so ausgestaltet ist, dass bei geschlossenem Dichtsitz eine enge Führung der Ventilnadel 9 und bei dem Anschlagen des Ankers 4 an der relativ zu dem Gehäuse 19 ortsfesten Anschlagfläche 18 des Innenpols 5 eine spielbehaftete Führung der Ventilnadel 9 gegeben ist. Die Ventilnadelführung ist in diesem Ausführungsbeispiel an dem Düsenkörper 22 so ausgestaltet, dass der Ventilschließkörper 24 radial ausweichen kann, wenn der Anker 4 an den Innenpol 5 gelangt. Dies ermöglicht ein Verkippen der Ventilnadel 9 aus der idealen Ausrichtung bezüglich der Längsachse 7, wie es in der 2 veranschaulicht ist.Therefore, a valve needle guide 25 realized, which is designed so that when the sealing seat is closed, a close guidance of the valve needle 9 and in the striking of the anchor 4 at the relative to the housing 19 fixed stop surface 18 of the inner pole 5 a game involving leadership of the valve needle 9 given is. The valve needle guide is in this embodiment on the nozzle body 22 designed so that the valve closing body 24 can dodge radially when the anchor 4 to the inner pole 5 arrives. This allows tilting of the valve needle 9 from the ideal orientation with respect to the longitudinal axis 7 as it is in the 2 is illustrated.

Die 1 und 2 sind (wie üblich) nicht maßstabsgetreue Darstellungen des Ventils 1 des Ausführungsbeispiels. Diesbezüglich ist anzumerken, dass bei der Darstellung des Ventils 1 in den 1 und 2 bezüglich des Winkelversatzes 23 am Anker 4 unterschiedliche Darstellungen gewählt sind, obwohl es sich um das gleiche Ausführungsbeispiel handelt. Um den Winkelversatz 23 zeichnerisch deutlich zu machen, ist dieser in der 1 größer dargestellt. In der 2 ist der Winkelversatz 23 im Hinblick auf eine in sich stimmige Darstellung, bei der zugleich ein Verkippen der Ventilnadel 9 und eine Anlage des Ankers 4 an der Anschlagfläche 18 ermöglicht sind, dargestellt. The 1 and 2 are (as usual) not true to scale representations of the valve 1 of the embodiment. In this regard, it should be noted that in the representation of the valve 1 in the 1 and 2 with respect to the angular offset 23 at anchor 4 different representations are selected, although it is the same embodiment. To the angular offset 23 graphically, this is in the 1 shown larger. In the 2 is the angular offset 23 with regard to a coherent presentation, at the same time a tilting of the valve needle 9 and an attachment of the anchor 4 at the stop surface 18 are possible, shown.

2 zeigt hierbei das Ventil 1 im geöffneten Zustand, in dem der Anker 4 an dem Innenpol anliegt und aufgrund der engen Führung des Ankers 4 an der Ventilnadel 9 bezüglich eines Drehpunkts 36 ein Kippwinkel 37 der Ventilnadel 9 auftritt. Ein Verbiegen beziehungsweise Verklemmen der Ventilnadel 9 zwischen Gehäuse 19 und Düsenkörper 22 wird dadurch verhindert. Die innerhalb des Innenpols 5 vorgesehene Führung 51 der Ventilnadel 9 mittels des Anschlagelements 14 erlaubt hierbei diese Verkippung. 2 shows the valve 1 in the opened state, in which the anchor 4 rests against the inner pole and due to the tight guidance of the armature 4 at the valve needle 9 with respect to a fulcrum 36 a tilt angle 37 the valve needle 9 occurs. A bending or jamming of the valve needle 9 between housing 19 and nozzle body 22 is thereby prevented. The inside of the inner pole 5 planned tour 51 the valve needle 9 by means of the stop element 14 allows this tilting.

Die Führungsfläche 28 kann sich hierbei in der Öffnungsrichtung 6 konisch erweitern und/oder eine Stufe 39 aufweisen. Beim anschließenden Schließen wird die Ventilnadel 9 dann über den Ventilschließkörper 24 wieder an der Längsachse 7 ausgerichtet. The guide surface 28 This can be in the opening direction 6 conically expand and / or one step 39 exhibit. Upon subsequent closing, the valve needle 9 then over the valve closing body 24 again at the longitudinal axis 7 aligned.

Somit erlaubt die sich in der Öffnungsrichtung 6 aufweitende Ventilnadelführung 25 ein erhöhtes Spiel, welches ein Verkippen der Nadelbaugruppe 9, 13, 14, 4 mit der Ventilnadel 9, den Anschlagelementen 13, 14 und dem Anker 4 zulässt. Wenn dieses Spiel richtig gewählt ist, dann erlaubt dieses Verkippen auch eine Schiefstellung des Ankers 4 parallel zu der hier als Innenpolanschlagsfläche ausgestalteten Anschlagfläche 18 und somit dem Anker 4 eine vollständige Anlage am Innenpol 5. Andererseits verhindert die spielfreie Führung des Ankers 4 an der Ventilnadel 9 ein Verkippen des Ankers 4 auf der Ventilnadel 9. Somit wird trotz einer spielfreien Führung des Ankers 4 an der Ventilnadel 9 eine vollständige Anlage des Ankers 4 an dem Innenpol 5 ermöglicht. Thus, it allows itself in the opening direction 6 expanding valve needle guide 25 an increased game, which is a tilting of the needle assembly 9 . 13 . 14 . 4 with the valve needle 9 , the stop elements 13 . 14 and the anchor 4 allows. If this game is chosen correctly, then this tilting also allows an inclination of the anchor 4 parallel to the here designed as Innenpolanschlagfläche stop surface 18 and thus the anchor 4 a complete system at the inner pole 5 , On the other hand, the play-free guidance of the anchor prevents 4 at the valve needle 9 a tilting of the anchor 4 on the valve needle 9 , Thus, despite a play-free leadership of the anchor 4 at the valve needle 9 a complete investment of the anchor 4 at the inner pole 5 allows.

Während somit bei einer herkömmlichen Ausgestaltung entsprechend einem internen Stand der Technik ein Verklemmen der Ventilnadel und/oder eine nicht vollständige Anlage des Ankers auf dem Innenpol auftritt, kann mit einer Ausgestaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel trotz des engen Spiels der Ankerführung eine vollständige Anlage am Innenpol 5 erzielt werden. Thus, in a conventional embodiment according to an internal state of the art jamming of the valve needle and / or incomplete contact of the armature on the inner pole occurs, with a configuration according to the embodiment, despite the tight play of the armature guide a complete system at the inner pole 5 be achieved.

Speziell ist somit eine Ausgestaltung realisierbar, bei der die Stirnseite 11 des Ankers 4 durch die enge Führung an der Ventilsitzfläche 8 senkrecht zu der Längsachse 7 orientiert ist, während ein Verkippen der Ventilnadel 9 gegenüber der Längsachse 7 ermöglicht ist, das bei einer parallelen Ausrichtung der Stirnseite 11 des Ankers 4 an der Anschlagfläche 18 des Innenpols 5 erfolgt, wie es durch den Kippwinkel 37 in der 2 veranschaulicht ist. Specifically, therefore, a configuration can be realized, in which the front side 11 of the anchor 4 through the tight guide on the valve seat surface 8th perpendicular to the longitudinal axis 7 is oriented while tilting the valve needle 9 opposite the longitudinal axis 7 is possible, with a parallel alignment of the front side 11 of the anchor 4 at the stop surface 18 of the inner pole 5 takes place as indicated by the tilt angle 37 in the 2 is illustrated.

Die Führungsfläche 28 kann insbesondere so ausgestaltet sein, dass ein Abstand 50 der Führungsfläche 28 von der von der Ventilsitzfläche 8 bestimmten Längsachse 7 in der Öffnungsrichtung 6 zumindest abschnittsweise zunimmt, was insbesondere an der Stufe 39 der Fall ist. Hierdurch können insbesondere eine abschnittsweise konische und/oder zumindest abschnittsweise gestufte Ausgestaltung erzielt werden, bei der sich die Führungsfläche 28 in der Öffnungsrichtung 6 entlang der Längsachse 7 erweitert beziehungsweise von der Längsachse 7 entfernt. The guide surface 28 may in particular be designed so that a distance 50 the guide surface 28 from that of the valve seat surface 8th certain longitudinal axis 7 in the opening direction 6 at least in sections, which is particularly noticeable at the level 39 the case is. In this way, in particular a conical and / or at least partially stepped configuration can be achieved, in which the guide surface 28 in the opening direction 6 along the longitudinal axis 7 extended or from the longitudinal axis 7 away.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel und die genannten Abwandlungen beschränkt.The invention is not limited to the embodiment described and the abovementioned modifications.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10360330 A1 [0002] DE 10360330 A1 [0002]

Claims (10)

Ventil (1) zum Zumessen eines Fluids, insbesondere Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, mit einem elektromagnetischen Aktuator (2) und einer von dem Aktuator (2) betätigbaren Ventilnadel (9), die zum Betätigen eines Ventilschließkörpers (24) dient, der mit einer Ventilsitzfläche (8) zu einem Dichtsitz zusammen wirkt, wobei eine relativ zu einem Gehäuse (19) ortsfeste Anschlagfläche (18) vorgesehen ist, an der der Anker (4) bei einer Betätigung anschlägt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventilnadelführung (25) vorgesehen ist, die so ausgestaltet ist, dass bei geschlossenem Dichtsitz eine enge Führung der Ventilnadel (9) und bei dem Anschlagen des Ankers (4) an der relativ zu dem Gehäuse (19) ortsfesten Anschlagfläche (18) eine spielbehaftete Führung der Ventilnadel (9) gegeben ist. Valve ( 1 ) for metering a fluid, in particular fuel injection valve for internal combustion engines, with an electromagnetic actuator ( 2 ) and one of the actuator ( 2 ) operable valve needle ( 9 ), which is used to actuate a valve closing body ( 24 ), which is provided with a valve seat surface ( 8th ) cooperates with a sealing seat, wherein a relative to a housing ( 19 ) fixed stop surface ( 18 ) is provided at which the anchor ( 4 ) abuts when actuated, characterized in that a valve needle guide ( 25 ) is provided, which is designed so that when the sealing seat is closed, a close guidance of the valve needle ( 9 ) and in the striking of the anchor ( 4 ) at the relative to the housing ( 19 ) fixed stop surface ( 18 ) a playful leadership of the valve needle ( 9 ) given is. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bei dem Anschlagen des Ankers (4) an der relativ zu dem Gehäuse (19) ortsfesten Anschlagfläche (18) spielbehaftete Führung so ausgestaltet ist, dass ein planparalleles Anliegen des Ankers (4) an dieser Anschlagfläche (18) ermöglicht ist. Valve according to claim 1, characterized in that in the striking of the anchor ( 4 ) at the relative to the housing ( 19 ) fixed stop surface ( 18 ) playful leadership is designed so that a plane-parallel concerns the anchor ( 4 ) at this stop surface ( 18 ) is possible. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (4) eine der relativ zu dem Gehäuse (19) ortsfesten Anschlagfläche (18) zugewandte Stirnseite (11) aufweist, dass die enge Führung so ausgestaltet ist, dass bei der engen Führung eine durch die Ventilsitzfläche (8) bestimmte Längsachse (7) senkrecht zu der Stirnseite (11) orientiert ist und dass die spielbehaftete Führung so ausgestaltet ist, dass ein Verkippen der Ventilnadel (9) gegenüber der Längsachse (7) ermöglicht ist, wobei das Verkippen bei einer parallelen Ausrichtung der Stirnseite (11) des Ankers (4) an dieser Anschlagfläche erfolgt.Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the armature ( 4 ) one of the relative to the housing ( 19 ) fixed stop surface ( 18 ) facing end face ( 11 ) that the narrow guide is designed so that in the narrow guide a through the valve seat surface ( 8th ) certain longitudinal axis ( 7 ) perpendicular to the end face ( 11 ) is oriented and that the play-related guide is designed so that a tilting of the valve needle ( 9 ) with respect to the longitudinal axis ( 7 ), wherein the tilting in a parallel orientation of the front side ( 11 ) of the anchor ( 4 ) takes place on this stop surface. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadelführung (25) die Ventilnadel (9) über den Ventilschließkörper (24) führt. Valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the valve needle guide ( 25 ) the valve needle ( 9 ) over the valve closing body ( 24 ) leads. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Ventilnadelführung (25) als auch die Ventilsitzfläche (8) an einem Düsenkörper (22) ausgestaltet sind. Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that both the valve needle guide ( 25 ) as well as the valve seat surface ( 8th ) on a nozzle body ( 22 ) are configured. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die relativ zu dem Gehäuse ortsfeste Anschlagfläche (18) an einem Innenpol (5) ausgebildet ist, dass der Innenpol (5) mit einem Gehäuseteil (21) verbunden ist und dass der Düsenkörper (22) zumindest mittelbar mit diesem Gehäuseteil (21) verbunden ist. Valve according to claim 5, characterized in that the stationary relative to the housing stop surface ( 18 ) at an inner pole ( 5 ) is formed, that the inner pole ( 5 ) with a housing part ( 21 ) and that the nozzle body ( 22 ) at least indirectly with this housing part ( 21 ) connected is. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (4) an der Ventilnadel (9) bewegbar geführt ist, dass an der Ventilnadel (9) ein bezüglich der Ventilnadel (9) ortsfestes Anschlagelement (14) vorgesehen ist, an dem der Anker (4) bei einer zum Öffnen dienenden Betätigung, die in einer Öffnungsrichtung (6) erfolgt, anschlägt und dass der Anker (4) die Ventilnadel (9) an dem Anschlagelement (14) in der Öffnungsrichtung (6) mitnimmt, bis der Anker (4) an der relativ zu dem Gehäuse (19) ortsfesten Anschlagfläche (18) anschlägt.Valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the armature ( 4 ) on the valve needle ( 9 ) is movably guided, that at the valve needle ( 9 ) with respect to the valve needle ( 9 ) stationary stop element ( 14 ) is provided, on which the anchor ( 4 ) in an opening operation, which in an opening direction ( 6 ), and that the anchor ( 4 ) the valve needle ( 9 ) on the stop element ( 14 ) in the opening direction ( 6 ) until the anchor ( 4 ) at the relative to the housing ( 19 ) fixed stop surface ( 18 ) strikes. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadelführung (25) zumindest eine Führungsfläche (28) aufweist und dass ein Abstand (50) der Führungsfläche (28) von einer durch die Ventilsitzfläche (8) bestimmten Längsachse (7) in einer Öffnungsrichtung (6) zumindest abschnittsweise zunimmt.Valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that the valve needle guide ( 25 ) at least one guide surface ( 28 ) and that a distance ( 50 ) of the guide surface ( 28 ) from one through the valve seat surface ( 8th ) certain longitudinal axis ( 7 ) in an opening direction ( 6 ) increases at least in sections. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung zumindest eine Führungsfläche (28) aufweist, die sich in einer Öffnungsrichtung (6) zumindest abschnittsweise konisch und/oder zumindest abschnittsweise zumindest gestuft bezüglich einer durch die Ventilsitzfläche (8) bestimmten Längsachse (7) erweitert oder von der Längsachse (7) entfernt. Valve according to one of claims 1 to 8, characterized in that the guide at least one guide surface ( 28 ), which in an opening direction ( 6 ) at least in sections conically and / or at least in sections at least stepped with respect to a through the valve seat surface ( 8th ) certain longitudinal axis ( 7 ) or from the longitudinal axis ( 7 ) away. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadelführung (25) Führungsrippen (26, 27) und/oder zur Führung des Fluids an den Dichtsitz dienende Vertiefungen (29) aufweist und/oder dass ein Anschlagelement (14) vorgesehen ist, an das der Anker (4) bei der Betätigung in einer Öffnungsrichtung (6) anschlägt, und dass das Anschlagelement (14) so geführt ist, dass ein Drehpunkt (36) für die Ventilnadel (9) realisiert ist. Valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that the valve needle guide ( 25 ) Guide ribs ( 26 . 27 ) and / or for guiding the fluid to the sealing seat recesses ( 29 ) and / or that a stop element ( 14 ), to which the anchor ( 4 ) when actuated in an opening direction ( 6 ) and that the stop element ( 14 ) is guided so that a fulcrum ( 36 ) for the valve needle ( 9 ) is realized.
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