DE102016207031A1

DE102016207031A1 - Gas valve, in particular for internal combustion engines

Info

Publication number: DE102016207031A1
Application number: DE102016207031.2A
Authority: DE
Inventors: Bernd Stuke; Olaf Ohlhafer; Felix Jaegle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2016-04-26
Publication date: 2017-10-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gasventil (10), insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit einem Ventilgehäuse (11), in dem ein Ventilglied (16) zum Freigeben oder Verschließen wenigstens einer Gasauslassöffnung (18) im Ventilgehäuse (11) angeordnet ist, wobei das Ventilglied (16) mittels eines elektromagnetisch betätigbaren Aktuators (30) verstellbar ist.The invention relates to a gas valve (10), in particular for internal combustion engines, with a valve housing (11) in which a valve member (16) for releasing or closing at least one gas outlet opening (18) in the valve housing (11) is arranged, wherein the valve member (16 ) is adjustable by means of an electromagnetically actuated actuator (30).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Gasventil, insbesondere für Brennkraftmaschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a gas valve, in particular for internal combustion engines, according to the preamble of claim 1.

Ein Gasventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 10 2013 202 631 A1 der Anmelderin bekannt. Das bekannte Gasventil weist einen elektromagnetisch betätigbaren Aktuator mit einem längsverschiebbar angeordneten Magnetanker auf. Auf der einer Gasauslassöffnung im Ventilgehäuse zugewandten Seite ist an dem Magnetanker ein Schließglied bzw. Ventilglied befestigt, das dazu dient, die Gasauslassöffnung freizugeben bzw. zu verschließen. Wesentlich dabei ist, dass der Hub des Magnetankers in einen identisch großen Hub des Ventilglieds übertragen wird. Das bekannte Gasventil wird beispielsweise bei Brennkraftmaschinen zum Einblasen von Erdgas in den Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine oder zur direkten Einblasung in einen Brennraum der Brennkraftmaschine verwendet, wobei der Druck des Gases typischerweise einige zehn bar, z.B. 30bar beträgt. Bei derartigen, relativ geringen Gasdrücken ist es möglich, mit konventionellen magnetischen Aktuatoren die zum Öffnen des Ventilglieds erforderlichen Öffnungskräfte gegen den im Ventilgehäuse herrschenden Gasdruck aufzubringen. Will man jedoch das Gas mit einem höheren Druck (gemeint ist hierbei ein Druck von einigen 100bar, beispielsweise etwa 500bar) insbesondere direkt in den Brennraum der Brennkraftmaschine einblasen, so können konventionelle Magnetaktuatoren die zum Öffnen des Ventilglieds gegen den Gasdruck im Ventilgehäuse erforderliche Kraft nicht mehr zuverlässig und schnell genug aufbringen. Ebenso ist beispielsweise die Verwendung eines mittels Gasdruck betätigbaren Servoventils zur Steuerung bzw. Betätigung des Ventilglieds nicht ohne einen erheblichen Mehraufwand innerhalb des Gesamtsystems realisierbar.A gas valve according to the preamble of claim 1 is known from DE 10 2013 202 631 A1 the applicant known. The known gas valve has an electromagnetically actuated actuator with a longitudinally displaceably arranged armature. On the side facing a gas outlet opening in the valve housing, a closing member or valve member is fastened to the magnet armature, which serves to release or close the gas outlet opening. It is essential that the stroke of the magnet armature is transmitted in an identically large stroke of the valve member. The known gas valve is used for example in internal combustion engines for blowing natural gas into the intake tract of an internal combustion engine or for direct injection into a combustion chamber of the internal combustion engine, wherein the pressure of the gas is typically several tens of bars, for example 30 bars. With such, relatively low gas pressures, it is possible with conventional magnetic actuators to apply the opening forces required for opening the valve member against the pressure prevailing in the valve housing gas pressure. However, if you want the gas with a higher pressure (meaning this is a pressure of some 100bar, for example about 500bar) blown directly into the combustion chamber of the engine, so conventional magnetic actuators can no longer required to open the valve member against the gas pressure in the valve housing reliable and fast enough. Likewise, for example, the use of an actuatable by gas pressure servo valve for controlling or actuation of the valve member can not be realized without a significant overhead in the overall system.

Weiterhin sei erwähnt, dass selbst bei relativ geringen Gasdrücken, die mittels konventioneller magnetischer Aktuatoren beherrschbar sind, ein von dem Hub des Magnetankers sich unterscheidender Hub des Ventilglieds mit den heute bekannten Gasventilen nicht möglich ist. Ein derartiger, sich vom Hub des Magnetankers bzw. Stellglieds sich unterscheidender Hub des Ventilglieds ist beispielsweise wünschenswert, um bei gegebenen geometrischen Abmessungen beispielsweise eine erhöhte Öffnungs- oder Schließgeschwindigkeit des Ventilglieds im Vergleich zur entsprechenden Geschwindigkeit des Magnetankers bzw. Stellglieds zu erreichen. It should also be mentioned that even with relatively low gas pressures, which can be controlled by means of conventional magnetic actuators, a stroke of the magnet armature differing stroke of the valve member with the gas valves known today is not possible. Such a, of the stroke of the magnet armature or actuator differing stroke of the valve member, for example, is desirable to reach given geometrical dimensions, for example, an increased opening or closing speed of the valve member compared to the corresponding speed of the armature or actuator.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gasventil, insbesondere für Brennkraftmaschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass unter Verwendung konventioneller, d.h. relativ preisgünstiger und kompakt bauender Magnetaktuatoren eine einfache Beeinflussung des Hubs des Ventilglieds (Düsennadel) ermöglicht wird. Unter einem Magnetaktuator wird dabei im Rahmen der Erfindung eine Kombination aus zumindest einer stromdurchflossenen Magnetspule und einem mit der Magnetspule zusammenwirkenden Magentanker verstanden. Ein derartiger, sich vom Hub des Magnetaktuators sich unterscheidender Hub des Ventilglieds soll es insbesondere ermöglichen, mit relativ geringem Aufwand das Gasventil auch für relativ hohe Gasdrücke von beispielsweise mehreren 100bar einsetzen zu können, da bei einer Verringerung des Hubs am Ventilglied eine höhere Kraft auf das Ventilglied infolge einer Kraftübersetzung erzielbar ist. Alternativ soll es durch eine Vergrößerung des Hubs des Ventilglieds im Vergleich zum Hub des Stellglieds bzw. des Magnetankers ermöglicht werden, eine besonders schnelle Öffnung der Gasauslassöffnung im Ventilgehäuse durch das Ventilglied zu ermöglichen.Starting from the illustrated prior art, the invention has the object, a gas valve, in particular for internal combustion engines, according to the preamble of claim 1 such that using conventional, i. relatively inexpensive and compact solenoid actuators a simple influence on the stroke of the valve member (nozzle needle) is made possible. In the context of the invention, a magnetic actuator is understood to mean a combination of at least one magnet coil through which current flows and a magnet armature cooperating with the magnet coil. Such a stroke of the valve member that differs from the stroke of the magnetic actuator should in particular make it possible to use the gas valve with relatively little effort even for relatively high gas pressures of, for example, several hundred bars, since a higher force on the valve member can be achieved by reducing the stroke Valve member is achieved due to a power transmission. Alternatively, it should be possible by increasing the stroke of the valve member in comparison to the stroke of the actuator or the armature, to allow a particularly rapid opening of the gas outlet opening in the valve housing through the valve member.

Diese Aufgabe wird bei einem Gasventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved in a gas valve with the features of claim 1.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, den Magnetaktuator unter Zwischenschaltung eines mit einem insbesondere inkompressiblen Medium gefüllten Kopplerraums mit dem Ventilglied derart zu verbinden, dass der Kopplerraum bei einer Betätigung des Aktuators dessen Hub in einen von dem Hub des Aktuators unterschiedlichen Hub des Ventilglieds übersetzt. Dabei ist erfindungsgemäß sowohl der Fall umfasst, dass der Hub des Ventilglieds gegenüber dem Hub des Stellglieds bzw. des Magnetankers verkleinert wird als auch umgekehrt. Ein derartiger, aus dem Stand der Technik an sich bekannter Kopplerraum zeichnet sich dabei dadurch aus, dass bei einer Hubreduzierung eine entsprechende Kraftverstärkung erfolgt und umgekehrt. The invention is based on the idea to connect the magnetic actuator with the interposition of a filled with a particular incompressible medium coupler space with the valve member such that the coupler space translates its stroke in one of the stroke of the actuator stroke of the valve member upon actuation of the actuator. In this case, the invention includes both the case that the stroke of the valve member with respect to the stroke of the actuator or the armature is reduced as well as vice versa. Such a coupler space known per se from the prior art is characterized by the fact that, in the case of a stroke reduction, a corresponding increase in force takes place and vice versa.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gasventils sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Advantageous developments of the gas valve according to the invention are listed in the subclaims.

In konstruktiv bevorzugter Ausgestaltung, die es ermöglicht, ein im Querschnitt relativ kompakt bauendes Gasventil zu realisieren, wird vorgeschlagen, dass das Stellglied, der Kopplerraum und das Ventilglied entlang einer gemeinsamen Längsachse angeordnet sind. In a structurally preferred embodiment, which makes it possible to realize a relatively compact cross-sectional gas valve, it is proposed that the actuator, the coupler chamber and the valve member along a common longitudinal axis are arranged.

Zur Realisierung der unterschiedlichen Hübe des Stellglieds und des Ventilglieds ist es darüber hinaus vorgesehen, dass die einander zugewandten Stirnflächen des Stellglieds und des Ventilglieds in Kontakt mit dem Kopplerraum angeordnet sind und eine unterschiedliche Größe aufweisen. Üblicherweise sind dabei die Stirnflächen des Ventilglieds und des Stellglieds in dem Bereich, in denen diese mit den Kopplerraum in Kontakt sind, jeweils kreisförmig ausgebildet, um (mechanische) Spannungsspitzen beim Kontakt mit dem Kopplerraum zu vermeiden bzw. zu reduzieren. To realize the different strokes of the actuator and the valve member, it is also provided that the mutually facing end faces of the actuator and the valve member are arranged in contact with the coupler space and have a different size. Usually, the end faces of the valve member and of the actuator in the region in which they are in contact with the coupler space, each circular in shape to avoid (mechanical) voltage peaks in contact with the coupler space or reduce.

Konkret wird vorgeschlagen, den Kopplerraum zumindest teilweise durch wenigstens ein aus einem flexiblen Material bestehendes Element auszubilden, wobei das Stellglied und das Ventilglied in Kontakt mit dem wenigstens einen flexiblen Element angeordnet sind. Specifically, it is proposed to form the coupler space at least partially by at least one element made of a flexible material, wherein the actuator and the valve member are arranged in contact with the at least one flexible element.

In Weiterbildung der zuletzt genannten konstruktiven Ausgestaltung, die zum einen eine besonders sichere und definierte Anordnung des Kopplerraums im Ventilgehäuse ermöglicht, und darüber hinaus auch eine besonders sichere und zuverlässige Verbindung mit dem wenigstens einen flexiblen Element ermöglicht, sieht vor, dass der Kopplerraum zusätzlich von einem starren Trägerelement in Form eines Kopplerkörpers begrenzt ist, und dass das wenigstens eine flexible Element an einer dem Stellglied oder dem Ventilglied zugewandten Stirnseite des Kopplerkörpers angeordnet und mit diesem verbunden ist.In a further development of the last-mentioned structural design, on the one hand allows a particularly secure and defined arrangement of the coupler space in the valve housing, and also allows a particularly secure and reliable connection to the at least one flexible element, provides that the coupler room additionally from a rigid support member is limited in the form of a coupler body, and that the at least one flexible element is arranged on a the actuator or the valve member facing the end face of the coupler body and connected thereto.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung, bei der eine besonders gute radiale Führung des Stellglieds und des Ventilglieds im Bereich des Kopplerkörpers ermöglicht wird, sieht vor, dass der Kopplerkörper eine Durchgangsöffnung aufweist, die einen Teil des Kopplerraums ausbildet, und dass die Stirnflächen des Stellglieds und des Ventilglieds in die Durchgangsöffnung des Kopplerkörpers axial hineinragen.A further preferred embodiment of the invention, in which a particularly good radial guidance of the actuator and the valve member in the region of the coupler body is made possible, provides that the coupler body has a through hole forming part of the coupler space, and that the end faces of the actuator and protrude axially of the valve member in the passage opening of the coupler body.

In einer davon abweichenden konstruktiven Ausgestaltung des Gasventils, bei der sich insbesondere relativ große Stirnflächen am Ventilglied und am Stellglied auf der dem Kopplerkörper zugewandten Seite realisieren lassen, sieht vor, dass zwei flexible Elemente (die Teil des Kopplerraums sind) vorgesehen sind, die in axialer Richtung betrachtet zwischen dem Kopplerkörper und dem Stellglied sowie zwischen dem Kopplerkörper und dem Ventilglied angeordnet sind, wobei der Kopplerkörper eine Durchgangsöffnung aufweist, die einen Teil des Kopplerraums ausbildet, und wobei die Stirnflächen des Stellglieds und des Ventilglieds eine größere Fläche aufweisen wie die Durchgangsöffnung.In a different structural design of the gas valve, in which in particular relatively large end faces on the valve member and the actuator on the side facing the coupler body can be realized, provides that two flexible elements (which are part of the coupler space) are provided in the axial Direction seen between the coupler body and the actuator and between the coupler body and the valve member are arranged, wherein the coupler body has a through hole forming a part of the coupler space, and wherein the end faces of the actuator and the valve member have a larger area as the passage opening.

Um eine Gasführung mit wenig Strömungsverlusten zu ermöglichen, die in axialer Richtung betrachtet von der einen Stirnseite des Kopplerkörpers in Richtung der anderen Stirnseite verläuft, ist es vorgesehen, dass der Kopplerkörper außerhalb des Kopplerraums wenigstens eine Gasdurchlassöffnung aufweist.In order to enable a gas guide with little flow losses, which, viewed in the axial direction, extends from one end face of the coupler body in the direction of the other end face, it is provided that the coupler body has at least one gas passage opening outside the coupler space.

Wesentlich für die korrekte Funktion des Kopplerraums bzw. für die Übersetzung des Hubs des Stellglieds in einen davon abweichenden Hub des Ventilglieds ist darüber hinaus, dass das Stellglied und das Ventilglied stets in Wirkverbindung bzw. mit einem bestimmten mechanischen Druck an dem Kopplerraum anliegen, und dass andererseits bei unbestromten Zustand des magnetischen Aktuators sichergestellt ist, dass das Gasventil in seiner die Gasauslassöffnung verschließende Stellung positioniert ist. Hierzu ist es vorgesehen, dass das Stellglied und das Ventilglied in Wirkverbindung mit jeweils wenigstens einem Federelement angeordnet sind, dass die Federelemente das Stellglied und das Ventilglied in Richtung des Kopplerraums kraftbeaufschlagen, und dass die resultierende Kraft der wenigstens zwei, auf das Stellglied und das Ventilglied wirkenden Federelemente bei unbestromtem Aktuator auf das Ventilglied derart wirkt, dass das Ventilglied in seine die Gasauslassöffnung verschließende Stellung bewegt ist.Essential for the correct function of the coupler space or for the translation of the stroke of the actuator in a deviating stroke of the valve member is moreover that the actuator and the valve member always in operative connection or with a certain mechanical pressure applied to the coupler space, and that on the other hand, it is ensured in the de-energized state of the magnetic actuator, that the gas valve is positioned in its gas occlusion occlusive position. For this purpose, it is provided that the actuator and the valve member are arranged in operative connection with at least one spring element, that the spring elements, the actuator and the valve member in the direction of the coupler space kraftbeaufschlagen, and that the resultant force of at least two, on the actuator and the valve member acting spring elements with no current supplied actuator on the valve member acts such that the valve member is moved to its gas occlusion occlusive position.

Um eine unmittelbare Bewegung des Ventilglieds bei einer Bewegung des Stellglieds zu ermöglichen, ist es wesentlich, dass das in dem Kopplerraum angeordnete Medium inkompressibel ausgebildet ist. Hierzu eignen sich insbesondere Hydraulikflüssigkeiten, wobei der Kopplerraum abgedichtet ist, um einen Verlust des Mediums aus dem Kopplerraum zu vermeiden.In order to allow an immediate movement of the valve member during a movement of the actuator, it is essential that the arranged in the coupler chamber medium is formed incompressible. In particular, hydraulic fluids are suitable for this purpose, the coupler space being sealed in order to avoid a loss of the medium from the coupler space.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Diese zeigt in:This shows in:

1 einen vereinfachten Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasventils zum Einblasen von Gas in einer Brennkraftmaschine, 1 a simplified longitudinal section through a first embodiment of a gas valve according to the invention for injecting gas in an internal combustion engine,

2 einen Ausschnitt aus dem Gasventil der 1 im Bereich eines Kopplerraums in vergrößerter Darstellung und 2 a section of the gas valve of 1 in the area of a coupler space in an enlarged view and

3 einen gegenüber 2 modifizierten Kopplerraum, ebenfalls in vergrößerter Darstellung. 3 one opposite 2 modified coupler space, also in an enlarged view.

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen. The same elements or elements with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.

Das in der 1 dargestellte Gasventil 10 dient dem Einblasen von Gas, beispielsweise von Erdgas, in den nicht gezeigten Brennraum einer Brennkraftmaschine oder den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine.That in the 1 illustrated gas valve 10 is used to inject gas, for example, natural gas, in the combustion chamber, not shown, of an internal combustion engine or the intake tract of the internal combustion engine.

Das Gasventil 10 weist ein Ventilgehäuse 11 auf, das beispielhaft aus einem Düsenkörper 12 und einer den Düsenkörper 12 auf an seinem Außenumfang umfassenden Ventilhülse 13 besteht. Die Verbindung zwischen dem Düsenkörper 12 und der Ventilhülse 13 kann beispielsweise über eine nicht dargestellte Schraubverbindung oder mittels einer ebenfalls nicht dargestellten Überwurfmutter erfolgen, die den Düsenkörper 12 zur Ventilhülse 13 axial verspannt und gleichzeitig abdichtet. The gas valve 10 has a valve housing 11 on, the example of a nozzle body 12 and one the nozzle body 12 on on its outer circumference comprehensive valve sleeve 13 consists. The connection between the nozzle body 12 and the valve sleeve 13 can be done for example via a screw connection, not shown, or by means of a union nut, also not shown, which the nozzle body 12 to the valve sleeve 13 axially braced and at the same time seals.

Das Ventilgehäuse 11 weist eine Längsachse 14 auf, entlang derer eine Düsennadel 15, die als Ventilglied 16 wirkt, aus der in der 1 gezeigten Stellung in Richtung des Pfeils 17 bewegt werden kann. In der in der 1 dargestellten Schließstellung der Düsennadel 15 bildet diese im Bereich einer Gasauslassöffnung 18 einen Dichtsitz 19 mit einer radial umlaufenden Dichtfläche 21 des Düsenkörpers 12 aus. Der Düsenkörper 12 weist einen Druckraum 22 auf, in dem das unter Systemdruck (beispielsweise einem Druck von mehreren 100bar) stehende Gas über die Gasauslassöffnung 18 ausströmen kann. Innerhalb des Druckraums 22 ist die Düsennadel 15 mittels einer nicht gezeigte Gasdurchlassöffnungen aufweisenden Düsennadelführung 24 radial geführt. Auf der dem Dichtsitz 19 abgewandten Seite weist die Düsennadel 15 einen axialen Endbereich 25 auf, dessen Durchmesser D gegenüber einem Durchmesser d in einem Mittelteil 26 der Düsennadel 15 vergrößert ausgebildet ist. Im Übergangsbereich zwischen dem stiftförmigen Mittelteil 26 der Düsennadel 15 zum axialen Endbereich 25 liegt ein Haltering 27 axial an. Zwischen dem Haltering 27 und einer Stufe 28 im Düsenkörper 12 stützt sich eine erste Druckfeder 29 ab, die die Düsennadel 15 in die in der 1 gezeigte Schließstellung kraftbeaufschlagt.The valve housing 11 has a longitudinal axis 14 along, along which a nozzle needle 15 acting as a valve member 16 acts out of in the 1 shown position in the direction of the arrow 17 can be moved. In the in the 1 shown closed position of the nozzle needle 15 this forms in the region of a gas outlet opening 18 a sealing seat 19 with a radially encircling sealing surface 21 of the nozzle body 12 out. The nozzle body 12 has a pressure chamber 22 on, in which under system pressure (for example, a pressure of several 100 bar) standing gas via the gas outlet opening 18 can flow out. Inside the pressure room 22 is the nozzle needle 15 by means of a not shown gas passage openings having nozzle needle guide 24 guided radially. On the seal seat 19 opposite side has the nozzle needle 15 an axial end region 25 on, the diameter D to a diameter d in a central part 26 the nozzle needle 15 is formed enlarged. In the transition area between the pin-shaped middle part 26 the nozzle needle 15 to the axial end region 25 is a retaining ring 27 axially. Between the retaining ring 27 and one step 28 in the nozzle body 12 supports a first compression spring 29 off, the nozzle needle 15 in the in the 1 shown closed position force.

Die Betätigung der Düsennadel 15 erfolgt beispielhaft, und nicht einschränkend, mittels eines elektromagnetisch betätigbaren Aktuators 30. Der innerhalb der Ventilhülse 13 angeordnete Aktuator 30 weist eine Magnetspule 31 auf, die unter Zwischenlage eines amagnetischen Dichtrings 32 einen Magnetanker 33 radial umfasst. Die Magnetspule 31 ist in axialer Richtung, d.h. in Richtung der Längsachse 14 betrachtet, zwischen einem Haltering 34 und einem Innenpol 35 angeordnet. An den Innenpol 35 schließt sich auf der dem Düsenkörper 12 zugewandten Seite in axialer Richtung ein Kopplerkörper 37 an, der wiederum an der dem Kopplerkörper 37 zugewandten Stirnfläche des Düsenkörpers 12 axial anliegt. Sowohl in dem Magnetanker 33, als auch in dem Innenpol 35, dem Kopplerkörper 37 und dem Düsenkörper 12 sind jeweils Gasdurchlassöffnungen 38 bis 41 ausgebildet, die ein Durchströmen des Gases aus dem Bereich eines Gaseinlasses 42 des Ventilgehäuses 11 in Richtung der Gasauslassöffnung 18 ermöglichen. The actuation of the nozzle needle 15 is exemplary, and not limiting, by means of an electromagnetically operable actuator 30 , The inside of the valve sleeve 13 arranged actuator 30 has a magnetic coil 31 on, with the interposition of an amagnetic sealing ring 32 a magnet armature 33 radially comprises. The magnetic coil 31 is in the axial direction, ie in the direction of the longitudinal axis 14 considered between a retaining ring 34 and a pole 35 arranged. At the inner pole 35 closes on the nozzle body 12 facing side in the axial direction of a coupler body 37 on, in turn, on the coupler body 37 facing end face of the nozzle body 12 axially abutting. Both in the magnet armature 33 , as well as in the inner pole 35 , the coupler body 37 and the nozzle body 12 are each gas passage openings 38 to 41 formed, which is a passage of the gas from the region of a gas inlet 42 of the valve housing 11 in the direction of the gas outlet opening 18 enable.

Zwischen einer weiteren Stufe 43 des Ventilgehäuses 11 und einer Stirnfläche 44 des Magnetankers 33 stützt sich eine zweite Druckfeder 45 ab, die den Magnetanker 33 in Richtung der Düsennadel 15 kraftbeaufschlagt.Between another level 43 of the valve housing 11 and a face 44 of the magnet armature 33 relies on a second compression spring 45 off, the magnet armature 33 in the direction of the nozzle needle 15 with force.

Wie insbesondere anhand der 2 erkennbar ist, weist der ringförmige Kopplerkörper 37 eine beispielhaft als Stufenbohrung ausgebildete Durchgangsbohrung 46 auf, die ein Kopplervolumen bzw. einen Kopplerraum 48 begrenzt. Der Kopplerraum 48 wird darüber hinaus durch zwei, aus einem flexiblen Material bestehende, membranartige Elemente 51, 52 begrenzt, die an gegenüberliegenden Stirnflächen 53, 54 des Kopplerkörpers 37 in jeweils einem radial äußeren Bereich des Elements 51, 52 mit der Stirnfläche 53, 54 dicht verbunden sind. Innerhalb des Kopplerraums 48 ist ein inkompressibles Medium 55, vorzugsweise in Form einer Hydraulikflüssigkeit, angeordnet.As in particular on the basis of 2 can be seen, the annular coupler body 37 an example formed as a stepped bore through hole 46 on, a coupler volume or a coupler space 48 limited. The coupler room 48 is also made by two, consisting of a flexible material, membrane-like elements 51 . 52 limited, on opposite faces 53 . 54 of the coupler body 37 in each case in a radially outer region of the element 51 . 52 with the face 53 . 54 are tightly connected. Inside the coupler room 48 is an incompressible medium 55 , preferably in the form of a hydraulic fluid.

Der Magnetanker 33 weist auf der dem Kopplerkörper 37 zugewandten Seite eine stiftförmige Verlängerung auf (wobei die Verlängerung auch als ein von dem Magnetanker 33 separates und mit dem Magnetanker 33 starr verbundenes Bauteil ausgebildet sein kann), die als Stellglied 56 des Aktuators 30 wirkt. Wie insbesondere anhand der 2 erkennbar ist, ragen sowohl die Düsennadel 15 mit ihrem Endbereich 25 als auch das Stellglied 56 mit ihrem jeweils dem Kopplerkörper 37 zugewandten Ende axial in die Durchgangsbohrung 46 des Kopplerkörpers 37 hinein. Weiterhin sind das Stellglied 56 und die Düsennadel 15 bzw. der Endbereich 25 in Anlagekontakt mit dem jeweiligen flexiblen Element 51, 52 angeordnet. Auch ist die an dem Element 51 anliegende Fläche A₁ des Stellglieds 56 kleiner als die in Kontakt mit dem Element 52 angeordnete Fläche A₂ der Düsennadel 15 bzw. des Endbereichs 25. The magnet armature 33 points to the coupler body 37 facing side on a pin-shaped extension (the extension also as one of the armature 33 separate and with the magnet armature 33 rigidly connected component can be formed), which serves as an actuator 56 of the actuator 30 acts. As in particular on the basis of 2 It can be seen that both the nozzle needle protrude 15 with her end area 25 as well as the actuator 56 with their respective the coupler body 37 facing axially into the through hole 46 of the coupler body 37 into it. Furthermore, the actuator 56 and the nozzle needle 15 or the end area 25 in abutting contact with the respective flexible element 51 . 52 arranged. Also, that's on the element 51 abutting surface A _{1 of} the actuator 56 smaller than the one in contact with the item 52 arranged surface A _{2 of} the nozzle needle 15 or the end area 25 ,

Bei einer Betätigung des Aktuators 30 durch eine Bestromung der Magnetspule 31 bewegt sich der Magnetanker 33 und somit auch das Stellglied 56 in Richtung des Kopplerkörpers 37 um einen Hub H. Dies bewirkt aufgrund des inkompressiblen Mediums 55 eine Bewegung der Düsennadel 15 um einen Hub h in ihre die Gasauslassöffnung 18 freigebende Stellung. Aufgrund der unterschiedlich großen Flächen A₁ und A₂ des Stellglieds 56 und der Düsennadel 15 im Anlagebereich an den beiden Elementen 51, 52 ist der Hub H des Stellglieds 56 bzw. des Magnetankers 33 größer als der Hub h der Düsennadel 15 bzw. des Ventilglieds 16, wobei gleichzeitig eine Kraftverstärkung der Kraft des Stellglieds 56 in eine größere (Öffnungs-)Kraft der Düsennadel 15 bzw. des Ventilglieds 16 stattfindet. Upon actuation of the actuator 30 by energizing the magnetic coil 31 the magnet armature moves 33 and thus also the actuator 56 in the direction of the coupler body 37 by a stroke H. This causes due to the incompressible medium 55 a movement of the nozzle needle 15 by a stroke h in their the gas outlet 18 releasing position. Due to the different sized areas A ₁ and A _{2 of} the actuator 56 and the nozzle needle 15 in the contact area on the two elements 51 . 52 is the stroke H of the actuator 56 or the magnet armature 33 greater than the stroke h of the nozzle needle 15 or the valve member 16 , wherein at the same time a force amplification of the force of the actuator 56 in a larger (opening) force of the nozzle needle 15 or the valve member 16 takes place.

In der 3 ist ein modifizierter Kopplerkörper 37a dargestellt. Der Kopplerkörper 37a weist eine zylindrisch ausgebildete Durchgangsöffnung 46a auf, deren Durchmesser bzw. Fläche kleiner ist als die Flächen A₁ und A₂ des Stellglieds 56a bzw. der Düsennadel 15a auf der dem Koppelkörper 37a zugewandten Seite. Weiterhin ist das balgförmige Element 51a axial zwischen der Stirnfläche 53 des Kopplerkörpers 37a und dem Stellglied 56a angeordnet. Das balgförmige Element 52a ist axial zwischen der Stirnfläche 54 des Kopplerkörpers 37a und der Düsennadel 15a angeordnet. Die dem Stellglied 56a bzw. der Düsennadel 15a zugewandten axialen Endbereiche der Elemente 51a und 52a umfassen dabei jeweils den Umfang des Stellglieds 56a bzw. der Düsennadel 15a und sind dicht mit diesen verbunden.In the 3 is a modified coupler body 37a shown. The coupler body 37a has a cylindrical passage opening 46a on, whose diameter or area is smaller than the areas A ₁ and A _{2 of} the actuator 56a or the nozzle needle 15a on the coupling body 37a facing side. Furthermore, the bellows-shaped element 51a axially between the end face 53 of the coupler body 37a and the actuator 56a arranged. The bellows-shaped element 52a is axial between the end face 54 of the coupler body 37a and the nozzle needle 15a arranged. The actuator 56a or the nozzle needle 15a facing axial end portions of the elements 51a and 52a each include the scope of the actuator 56a or the nozzle needle 15a and are tightly connected to them.

Das soweit beschriebene Gasventil 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.The gas valve described so far 10 can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102013202631 A1 [0002]

Claims

Gas valve ( 10 ), in particular for internal combustion engines, with a valve housing ( 11 ), in which a valve member ( 16 ) for releasing or closing at least one gas outlet opening ( 18 ) in the valve housing ( 11 ) is arranged, wherein the valve member ( 16 ) by means of an electromagnetically operable actuator ( 30 ) is adjustable, characterized in that the actuator ( 30 ) with an actuator ( 56 ; 56a ) and that between the actuator ( 56 ; 56a ) and the valve member ( 16 ) with a particularly incompressible medium ( 55 ) filled coupler space ( 48 ) is arranged, which is adapted to a stroke (H) of the actuator ( 56 ; 56a ) in one of the stroke (H) of the actuator ( 56 ; 56a ) different stroke (h) of the valve member ( 16 ) transferred to.

Gas valve according to claim 1, characterized in that the actuator ( 56 ; 56a ), the coupler space ( 48 ) and the valve member ( 16 ) along a common longitudinal axis ( 14 ) are arranged.

Gas valve according to claim 1 or 2, characterized in that the mutually facing end regions of the actuator ( 56 ; 56a ) and the valve member ( 16 ) in operative connection with the coupler space ( 48 ) are arranged and have different sized surfaces (A ₁ , A ₂ ).

Gas valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the coupler space ( 48 ) at least partially by at least one element made of a flexible material ( 51 ; 51a . 52 ; 52a ) and that the actuator ( 56 ; 56a ) and the valve member ( 16 ) in contact with the at least one flexible element ( 51 ; 51a . 52 ; 52a ) are arranged.

Gas valve according to claim 4, characterized in that the coupler space ( 48 ) additionally from a passage opening ( 46 ; 46a ) of a rigid coupler body ( 37 ; 37a ) and that the at least one flexible element ( 51 ; 51a . 52 ; 52a ) on an actuator ( 56 ; 56a ) or the valve member ( 16 ) facing end face ( 53 . 54 ) of the coupler body ( 37 ; 37a ) is arranged and connected to this.

Gas valve according to claim 5, characterized in that two flexible elements ( 51 . 52 ) are provided, and that the actuator ( 56 ) and the valve member ( 16 ) with its flexible element ( 51 . 52 ) facing end face ( 53 . 54 ) in abutting contact with the flexible element ( 51 . 52 ) are arranged.

Gas valve according to claim 6, characterized in that the end regions of the actuator ( 56 ) and the valve member ( 16 ) in the passage opening ( 46 ) of the coupler body ( 37 ) protrude axially.

Gas valve according to claim 5, characterized in that two flexible elements ( 51a . 52a ) are provided, which viewed in the axial direction between the coupler body ( 37a ) and the actuator ( 56a ) and between the coupler body ( 37a ) and the valve member ( 16 ) are arranged.

Gas valve according to claim 8, characterized in that the end regions of the actuator ( 56a ) and the valve member ( 16 ) have a larger area than the passage opening ( 46a ).

Gas valve according to one of claims 5 to 9, characterized in that the coupler body ( 37 ; 37a ) outside the coupler space ( 48 ) at least one gas passage opening ( 40 ) having.

Gas valve according to one of claims 1 to 10, characterized in that the actuator ( 56 ; 56a ) and the valve member ( 16 ) in operative connection with at least one spring element ( 29 . 45 ) are arranged, that the spring elements ( 29 . 45 ) the actuator ( 56 ; 56a ) and the valve member ( 16 ) in the direction of the coupler space ( 48 ) and that the at least two spring elements ( 29 . 45 ) with no-current actuator ( 30 ) on the valve member ( 16 ) exert a force that the valve member ( 16 ) into its the at least one gas outlet opening ( 18 ) closing position presses.