DE102016213168A1 - Valve for dosing fluids - Google Patents

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Abstract

Ventil zum Dosieren von Fluiden mit einem Gehäuse (1), in dem ein mit dem Fluid befüllbarer Druckraum (2) ausgebildet ist, der von einer mehrere Eindüsöffnungen (6) aufweisenden Ventilsitzplatte (5) begrenzt wird. Im Druckraum (2) ist ein Ventilschließelement (8) längsverschiebbar angeordnet, das einen Ventilteller (9) aufweist, mit der das Ventilschließelement (8) mit der Ventilsitzplatte (5) zum Öffnen und Schließen wenigstens einer Eindüsöffnung (6) zusammenwirkt, wobei das Ventilschließelement (8) mittels eines Elektromagneten (22) bewegt werden kann. Weiterhin ist im Druckraum (2) ein äußeres Ventilschließelement (12) angeordnet, welches das Ventilschließelement (8) umgibt und einen äußeren Ventilteller (13) aufweist, mit dem das äußere Ventilschließelement (12) mit der Ventilsitzplatte (5) zum Öffnen und Schließen eines Teils der Eindüsöffnungen (6) zusammenwirkt. Valve for metering fluids with a housing (1), in which a pressure space (2) which can be filled with the fluid is formed, which is delimited by a valve seat plate (5) having a plurality of injection openings (6). In the pressure chamber (2) a valve closing element (8) is arranged longitudinally displaceable, which has a valve plate (9) with which the valve closing element (8) with the valve seat plate (5) for opening and closing at least one injection port (6) cooperates, wherein the valve closing element (8) by means of an electromagnet (22) can be moved. Furthermore, in the pressure chamber (2) an outer valve closing element (12) is arranged, which surrounds the valve closing element (8) and an outer valve disc (13), with which the outer valve closing element (12) with the valve seat plate (5) for opening and closing a Part of the injection openings (6) cooperates.

Figure DE102016213168A1_0001
Figure DE102016213168A1_0001

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Dosieren von Fluiden, wie es beispielsweise verwendet wird, um Gase oder Flüssigkeiten für die Verbrennung in Brennkraftmaschinen zu dosieren. The invention relates to a valve for metering fluids, as used, for example, to meter gases or liquids for combustion in internal combustion engines.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind Dosierventile für Fluide, beispielsweise für gasförmige Kraftstoffe, bekannt, die meist als Magnetventile ausgebildet sind. So zeigt die EP 2 818 680 A2 ein Gasventil, das ein bewegliches Ventilschließelement aufweist, das über einen Elektromagneten in seiner Längsrichtung bewegt werden kann. Das Ventilschließelement weist dabei einen Ventilteller auf, der flach ausgebildet ist und mit einem ebenso flachen Ventilsitz zusammenwirkt und dadurch mehrere Eindüsöffnungen öffnet und schließt. Um in kurzer Zeit einen möglichst großen Eindüsquerschnitt zu öffnen und zu schließen, sind eine Vielzahl von Eindüsöffnungen im Ventilsitz vorgesehen, durch die der gasförmige Kraftstoff ausströmen kann. Die Dosierung des gasförmigen Kraftstoffs geschieht dabei ausschließlich über die Dauer der Ansteuerung, d.h. über die Dauer der Bestromung des Elektromagneten, die die Öffnungszeit des Magnetventils bestimmt. Eine größere oder kleinerer Menge an gasförmigem Kraftstoff kann also nur dadurch erreicht werden, dass das Gasventil mehr oder weniger lang geöffnet bleibt. Dies ist insbesondere bei der Zumessung von kleineren Gasmengen von Nachteil, da hierbei hohe Anforderungen an die Steuerbarkeit und an die Ansprechzeit des Gasventils gestellt werden, um diese kleinen Gasmengen genau dosieren zu können. Auch kann es problematisch sein, wenn in einem sehr kurzen Zeitraum eine große Gasmenge beispielsweise in den Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine eingedüst wird, da sich das Gas durch die massive Eindüsung an einer Stelle konzentriert und eine ausreichende Vermischung von Gas und Verbrennungsluft dann nicht immer gewährleistet ist.Dosing valves for fluids, for example for gaseous fuels, are known from the prior art, which are usually designed as solenoid valves. That's how it shows EP 2 818 680 A2 a gas valve having a movable valve closing element which can be moved via an electromagnet in its longitudinal direction. The valve closing element in this case has a valve disk which is flat and cooperates with an equally flat valve seat and thereby opens and closes a plurality of injection openings. In order to open and close the largest possible Eindüsquerschnitt in a short time, a plurality of injection openings are provided in the valve seat, through which the gaseous fuel can flow. The metering of the gaseous fuel takes place exclusively over the duration of the control, ie over the duration of the energization of the electromagnet, which determines the opening time of the solenoid valve. A larger or smaller amount of gaseous fuel can therefore only be achieved by the gas valve remains open more or less long. This is particularly disadvantageous in the metering of smaller quantities of gas, since in this case high demands are placed on the controllability and on the response time of the gas valve in order to be able to meter these small amounts of gas accurately. Also, it can be problematic if in a very short period of time a large amount of gas is injected, for example, into the intake tract of an internal combustion engine, since the gas is concentrated by the massive injection at one point and sufficient mixing of gas and combustion air is then not always guaranteed.

Vorteile der Erfindung Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Ventil zum Dosieren von Fluiden weist demgegenüber den Vorteil auf, dass zum einen auch eine kleine Menge von Fluiden sicher dosiert werden kann und zum anderen, dass die Vermischung des Fluids mit beispielsweise der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine in zuverlässiger Weise erfolgt, um eine optimale Verbrennung zu gewährleisten. Dazu weist das Ventil ein Gehäuse auf, in dem ein mit dem Fluid befüllbarer Druckraum ausgebildet ist, der von einer mehrere Eindüsöffnungen aufweisenden Ventilsitzplatte begrenzt wird. Es ist ein Ventilschließelement im Druckraum längsverschiebbar angeordnet, das einen Ventilteller aufweist, mit dem das Ventilschließelement mit der Ventilsitzplatte zum Öffnen und Schließen wenigstens einer Eindüsöffnung zusammenwirkt, wobei das Ventilschließelement mittels eines Elektromagneten bewegt werden kann. Ein äußeres Ventilschließelement ist im Druckraum angeordnet, welches das Ventilschließelement umgibt und einen äußeren Ventilteller aufweist, mit dem das äußere Ventilschließelement mit der Ventilsitzplatte zum Öffnen und Schließen eines Teils der Eindüsöffnungen zusammen wirkt. The valve according to the invention for metering fluids, on the other hand, has the advantage that on the one hand a small amount of fluids can be metered safely and, on the other hand, that the mixing of the fluid with, for example, the intake air of an internal combustion engine takes place in a reliable manner in order to achieve optimum combustion to ensure. For this purpose, the valve has a housing in which a pressure space which can be filled with the fluid is formed, which is delimited by a valve seat plate having a plurality of injection openings. It is arranged longitudinally displaceably in the pressure chamber, a valve closing element, which has a valve plate, with which the valve closing element with the valve seat plate for opening and closing at least one Eindüsöffnung cooperates, wherein the valve closing element can be moved by means of an electromagnet. An outer valve closure member is disposed in the pressure space surrounding the valve closure member and having an outer valve disc with which the outer valve closure member cooperates with the valve seat panel for opening and closing a portion of the injection openings.

Durch das zusätzliche Vorsehen eines äußeren Ventilschließelements, das einen Teil der Eindüsöffnungen öffnet und schließt, können verschiedene Eindüsquerschnitte geöffnet werden, indem beispielsweise nur das Ventilschließelement oder nur das äußere Ventilschließelement geöffnet wird. Es können auch beide Ventilschließelemente geöffnet werden, um so den maximalen Eindüsquerschnitt zur Verfügung zu haben. Soll also nur eine kleine Fluidmenge eindosiert werden, so wird entweder nur das Ventilschließelement oder das äußere Ventilschließelement bewegt und nur der entsprechende, durch dieses Ventilschließelement kontrollierte Eindüsquerschnitt freigegeben. Da die zuzumessende Menge Fluid durch den verkleinerten Eindüsquerschnitt in einer größeren Zeit eindosiert wird, als dies bei vollem Eindüsquerschnitt der Fall wäre, vermischt sich das Fluid zuverlässig mit der Luft, in die das Fluid eingedüst wird. By additionally providing an outer valve closing element which opens and closes a part of the injection openings, different injection cross sections can be opened, for example by opening only the valve closing element or only the outer valve closing element. Both valve closing elements can also be opened so as to have the maximum injection cross section available. So if only a small amount of fluid to be metered, so either only the valve closing element or the outer valve closing element is moved and released only the corresponding, controlled by this valve closing element Eindüsquerschnitt. Since the metered amount of fluid is metered through the reduced Eindüsquerschnitt in a longer time than would be the case with full Eindüsquerschnitt, the fluid mixes reliably with the air, in which the fluid is injected.

In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein äußerer Elektromagnet im Gehäuse angeordnet, mit dem das äußere Ventilschließelement in seiner Längsrichtung bewegt werden kann. Durch die Ausbildung von zwei Elektromagneten lassen sich beide Ventilschließelemente unabhängig voneinander ansteuern und damit lässt sich entweder der Eindüsquerschnitt, der durch das Ventilschließelement kontrolliert wird, der Eindüsquerschnitt, der durch das äußeren Ventilelement kontrolliert wird, oder der gesamte Eindüsquerschnitt aufsteuern. In a first advantageous embodiment of the invention, an outer electromagnet is arranged in the housing, with which the outer valve closing element can be moved in its longitudinal direction. By the formation of two electromagnets, both valve closing elements can be controlled independently of each other and thus either the Eindüsquerschnitt which is controlled by the valve closing element, the Eindüsquerschnitt which is controlled by the outer valve element, or the entire Eindüsquerschnitt open.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird durch den Elektromagneten sowohl das Ventilschließelement als auch das äußere Ventilschließelement im Druckraum bewegt. Dabei ist in vorteilhafterweise sowohl das Ventilschließelement als auch das äußere Ventilschließelement von einer Schließfeder bzw. einer äußeren Schließfeder in Richtung der Ventilsitzplatte mit einer Schließkraft beaufschlagt, so dass die Bewegung der Ventilschließelemente durch die Kraft des Elektromagneten entgegen die Kraft der jeweiligen Schließfeder erfolgt. Dabei ist die Kraft, die die Schließfeder auf das Ventilelement ausübt, verschieden von der Kraft, die das äußere Ventilschließelement durch die äußere Schließfeder erfährt, was eine Steuerungsmöglichkeit für beide Ventilschließelemente eröffnet. Bei einer Bestromung mit einer ersten Stromstärke wird nur eine geringe Kraft durch den Elektromagneten ausgeübt, so dass nur das Ventilschließelement mit der geringeren, durch die entsprechende Schließfeder ausgeübten Schließkraft in Bewegung gesetzt wird, während das andere Ventilschließelement in seiner Schließstellung verharrt. Erst bei Erhöhung des Stroms des Elektromagneten auf einen zweiten Wert wird auch das andere Ventilschließelement aus seiner Schließstellung in seine Öffnungsstellung bewegt und so der gesamte Eindüsquerschnitt freigegeben. In a further advantageous embodiment, both the valve closing element and the outer valve closing element in the pressure chamber is moved by the electromagnet. In this case, advantageously, both the valve closing element and the outer valve closing element acted upon by a closing spring or an outer closing spring in the direction of the valve seat plate with a closing force, so that the movement of the valve closing elements by the force of the electromagnet against the force of the respective closing spring. In this case, the force that exerts the closing spring on the valve element, different from the force that undergoes the outer valve closing element by the outer closing spring, which opens up a possibility of control for both valve closing elements. When energized with a first current only one small force exerted by the electromagnet, so that only the valve closing element with the lower, exerted by the corresponding closing spring closing force is set in motion, while the other valve closing element remains in its closed position. Only when increasing the current of the electromagnet to a second value and the other valve closing element is moved from its closed position to its open position and released the entire Eindüsquerschnitt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ventilsitzplatte eben ausgebildet. In ebenso vorteilhafter Weise ist dann auch der Ventilteller bzw. der äußere Ventilteller eben ausgebildet, um eine sichere Abdichtung der Eindüsöffnung zu erreichen. Eine ebene Ventilsitzplatte weist den Vorteil auf, dass sie leicht herzustellen ist und auch eine große Zahl von Eindüsöffnungen in der Ventilsitzplatte sicher geöffnet und geschlossen werden können. In a further advantageous embodiment, the valve seat plate is flat. In just as advantageous manner, the valve disk or the outer valve disk is also designed to achieve a secure sealing of the injection opening. A flat valve seat plate has the advantage that it is easy to manufacture and also a large number of injection openings in the valve seat plate can be safely opened and closed.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung und der Zeichnung entnehmbar. Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the description and the drawings can be removed.

Zeichnung drawing

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventils zum Dosieren von Fluiden dargestellt. Es zeigt In the drawing, an embodiment of the valve according to the invention for metering fluids is shown. It shows

1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil in schematischer Darstellung und 1 a longitudinal section through an inventive valve in a schematic representation and

2 den Verlauf der Eindüsrate des Ventils nach 1 bei verschiedenen Ansteuermodi der Elektromagneten. 2 the course of the injection rate of the valve after 1 at different Ansteuermodi the electromagnet.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Description of the embodiment

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Ventil zum Dosieren von Fluiden im Längsschnitt schematisch dargestellt. Das Ventil weist ein Gehäuse 1 auf, in dem ein Druckraum 2 ausgebildet ist, der mit einem zu dosierenden Fluid, beispielsweise einem Gas oder einer Flüssigkeit, unter einem geeigneten Druck befüllt werden kann. Das Gehäuse 1 umfasst einen Haltekörper 4 und einen daran anschließenden Magnetkern 3, die den Druckraum 2 begrenzen, der darüber hinaus von einer Ventilsitzplatte 5 begrenzt wird, in der mehrere Eindüsöffnungen 6 ausgebildet sind. Die Ventilsitzplatte 5 ist durch ein Sicherungselement 20 im Haltekörper 4 fixiert. Der Druckraum 2 ist damit bis auf die Eindüsöffnungen 6 und einen in der Zeichnung nicht dargestellten Zuflusskanal, über den der Druckraum 2 mit dem Fluid befüllt wird, verschlossen. In 1 a valve according to the invention for metering fluids is shown schematically in longitudinal section. The valve has a housing 1 on, in which a pressure room 2 is formed, which can be filled with a fluid to be metered, for example, a gas or a liquid under a suitable pressure. The housing 1 includes a holding body 4 and a subsequent magnetic core 3 that the pressure room 2 In addition, the limit of a valve seat plate 5 is limited, in the multiple injection openings 6 are formed. The valve seat plate 5 is through a fuse element 20 in the holding body 4 fixed. The pressure room 2 is thus down to the injection openings 6 and an inflow channel, not shown in the drawing, via which the pressure space 2 is filled with the fluid, sealed.

Im Druckraum 2 ist ein Ventilschließelement 8 längsverschiebbar angeordnet, das einen Ventilteller 9 aufweist, der eine ebene Fläche bildet und mit der Ventilsitzplatte 5 zum Öffnen und Schließen eines Teils der Eindüsöffnungen 6 zusammenwirkt. In der 1 ist der Ventilteller 9 in Anlage an der Ventilsitzplatte 5, so dass die vom Ventilschließelement 8 kontrollierten Eindüsöffnungen 6 gegenüber dem Druckraum 2 verschlossen sind. Das Ventilschließelement 8 umfasst weiterhin einen Magnetanker 10, der einem Elektromagneten 22 gegenüberliegt. Die rechte Seite der 1 zeigt dabei eine erste Ausführung des Elektromagneten 22, der in einer Ausnehmung eines Magnetkerns 3 angeordnet ist. In the pressure room 2 is a valve closing element 8th arranged longitudinally displaceable, which is a valve disc 9 has, which forms a flat surface and with the valve seat plate 5 for opening and closing a part of the injection openings 6 interacts. In the 1 is the valve plate 9 in contact with the valve seat plate 5 so that the valve closing element 8th controlled injection ports 6 opposite the pressure chamber 2 are closed. The valve closing element 8th further includes a magnet armature 10 that is an electromagnet 22 opposite. The right side of the 1 shows a first embodiment of the electromagnet 22 which is in a recess of a magnetic core 3 is arranged.

Im Magnetkern 1 ist zentral eine Bohrung 17 ausgebildet, in der eine Schließfeder 16 unter Druckvorspannung angeordnet ist, die sich mit einem Ende am Grund der Bohrung 17 abstützt und mit dem anderen Ende am Ventilschließelement 8, so dass durch die Schließfeder 16 eine in Richtung der Ventilsitzplatte 5 wirkende Schließkraft ausgeübt wird. Wird der Elektromagnet 22 bestromt, so wird das Ventilschließelement 8 von der Ventilsitzplatte 5 weggezogen entgegen der Kraft der Schließfeder 16 und gibt die entsprechenden Eindüsöffnungen 6 in der Ventilsitzplatte 5 frei, so dass das im Druckraum 2 befindliche Fluid über die Eindüsöffnungen 6 entweichen kann. Wird die Bestromung des Elektromagneten 22 beendet, so drückt die Schließfeder 16 das Ventilschließelement 8 zurück in seine Schließstellung in Anlage an der Ventilsitzplatte 5. In the magnetic core 1 is centrally a hole 17 formed, in which a closing spring 16 is arranged under compressive prestress, extending with one end at the bottom of the bore 17 supported and with the other end on the valve closing element 8th , so by the closing spring 16 one in the direction of the valve seat plate 5 acting closing force is exercised. Will the electromagnet 22 energized, then the valve closing element 8th from the valve seat plate 5 pulled away against the force of the closing spring 16 and gives the corresponding injection openings 6 in the valve seat plate 5 free, so that in the pressure room 2 located fluid through the injection openings 6 can escape. Will the energization of the electromagnet 22 finished, so presses the closing spring 16 the valve closing element 8th back to its closed position in contact with the valve seat plate 5 ,

Im Druckraum 2 ist weiterhin ein äußeres Ventilschließelement 12 angeordnet, das das Ventilschließelement 8 an seiner Außenseite umgibt und das an seinem der Ventilsitzplatte 5 zugewandten Ende einen äußeren Ventilteller 13 aufweist mit der das äußere Ventilschließelement ebenfalls einen Teil der Eindüsöffnungen 6 in der Ventilsitzplatte 5 kontrolliert und damit öffnet und schließt. Auch das äußere Ventilschließelement 12 weist einen äußeren Magnetanker 14 auf, der mit einem äußeren Elektromagneten 24 zusammenwirkt, wie er auf der rechten Seite der 1 gezeigt ist. Die Anordnung des Elektromagneten 22 und des äußeren Elektromagneten 24 auf der rechten Seite der 1 stellt damit ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. In einer Ausnehmung 19 im Magnetkern 3 ist weiterhin eine äußere Schließfeder 18 unter Druckvorspannung angeordnet, durch die eine in Richtung der Ventilsitzplatte 5 wirkende Schließkraft auf das äußere Ventilschließelement 12 ausgeübt wird. Die Bewegung des äußeren Ventilschließelements 12 erfolgt in analoger Weise zum Ventilschließelement 8 dadurch, dass der äußere Elektromagnet 24 bestromt wird und das äußere Ventilschließelement 12 entgegen der Kraft der äußeren Schließfeder 18 von der Ventilsitzplatte 5 weggezogen wird, wodurch die vom äußeren Ventilteller 13 verschlossenen Eindüsöffnungen 6 in der Ventilsitzplatte 5 freigegeben werden. Die beiden Elektromagneten 22, 24 lassen sich also unabhängig voneinander ansteuern, so dass das Ventilschließelement 8 und das äußere Ventilschließelement 12 in unabhängiger Art und Weise aufgesteuert werden können. In the pressure room 2 is also an outer valve closing element 12 arranged, which is the valve closing element 8th surrounds on its outside and that on its valve seat plate 5 facing the end of an outer valve disc 13 also has a part of the injection openings with the outer valve closing element 6 in the valve seat plate 5 controlled and thus opens and closes. Also the outer valve closing element 12 has an outer armature 14 on top of that with an outside electromagnet 24 interacts as he is on the right side of the 1 is shown. The arrangement of the electromagnet 22 and the outer electromagnet 24 on the right side of the 1 thus represents a first embodiment of the invention. In a recess 19 in the magnetic core 3 is still an outer closing spring 18 arranged under pressure bias, through which one in the direction of the valve seat plate 5 acting closing force on the outer valve closing element 12 is exercised. The movement of the outer valve closing element 12 takes place in an analogous manner to the valve closing element 8th in that the outer electromagnet 24 is energized and the outer valve closing element 12 against the force of the outer closing spring 18 from the valve seat plate 5 is pulled away, causing the outer valve disc 13 closed Eindüsöffnungen 6 in the valve seat plate 5 be released. The two electromagnets 22 . 24 can be so independently of each other, so that the valve closing element 8th and the outer valve closing element 12 can be controlled in an independent manner.

Das zweite Ausführungsbeispiel des Ventils, das auf der linken Seite der 1 dargestellt ist, zeigt eine andere Ansteuerungsmöglichkeit der beiden Ventilschließelemente 8, 12. Ist die Kraft der Schließfeder 16 und die Kraft der äußeren Schließfeder 18 voneinander verschieden, so kann ein einziger Elektromagnet 22' verwendet werden, dessen Kraft sowohl auf das Ventilschließelement 8 als auch auf das äußere Ventilschließelement 12 wirkt. Wird hier der Elektromagnet 22' mit einer ersten Stromstärke durchströmt, so entwickelt er eine magnetische Kraft, die zwar ausreicht, das Ventilschließelement 8 von der Ventilsitzplatte 5 wegzuziehen, die jedoch zu schwach ist, um auch das äußere Ventilschließelement 12 entgegen der Kraft der äußeren Schließfeder 18 anzuheben, so dass nur das Ventilschließelement 8 die von ihm kontrollierten Eindüsöffnungen 6 freigibt. Soll der gesamte Eindüsquerschnitt freigegeben werden, so wird die Stromstärke des Elektromagneten 22' auf einen zweiten Wert erhöht, bis die Kraft ausreicht, auch das äußere Ventilschließelement 12 in seine Öffnungsstellung zu bewegen. Auf diese Weise kann eine Ansteuerung der beiden Ventilschließelemente mit nur einem Elektromagneten 22' erfolgen. Allerdings können dann nicht beide Ventilschließelemente 8, 12 unabhängig voneinander bewegt werden, sondern stets nur das mit der schwächeren Schließfeder beaufschlagte Ventilschließelement 8, 12 allein oder beide Ventilschließelemente 8, 12 gemeinsam.The second embodiment of the valve, on the left side of 1 is shown, shows another possibility of driving the two valve closing elements 8th . 12 , Is the force of the closing spring 16 and the force of the outer closing spring 18 different from each other, so can a single solenoid 22 ' be used, its force on both the valve closing element 8th as well as on the outer valve closing element 12 acts. Will here the electromagnet 22 ' flows through a first current, it develops a magnetic force, which is sufficient, the valve closing element 8th from the valve seat plate 5 but that is too weak to also pull the outer valve closing element 12 against the force of the outer closing spring 18 raise so that only the valve closing element 8th the injection ports controlled by him 6 releases. If the entire Eindüsquerschnitt be released, so is the current of the electromagnet 22 ' increased to a second value until the force is sufficient, including the outer valve closing element 12 to move into its open position. In this way, a control of the two valve closing elements with only one electromagnet 22 ' respectively. However, then not both valve closing elements 8th . 12 be moved independently, but always only acted upon by the weaker closing spring valve closing element 8th . 12 alone or both valve closing elements 8th . 12 together.

Entsprechend der Ansteuerung der beiden Ventilschließelemente ergibt sich eine Eindüsrate, wie in 1 für verschiedene Ansteuerungen dargestellt. Es ist als Funktion der Zeit t die Eindüsrate R des Ventils dargestellt, wobei mit I der Verlauf der Rate dargestellt ist, der durch das Ventilschließelement 8 kontrolliert wird, und mit II die Einspritzrate, die sich als Summe der Eindüsrate sowohl des Ventilschließelements 8 als auch des äußeren Ventilschließelements 12 ergibt. In dem obersten, mit a bezeichneten Diagramm ist eine Eindüsrate R gezeigt, die zu einem Zeitpunkt t0 beginnt und durch das Öffnen des Ventilschließelements 8 einen ersten Wert annimmt, der über die Zeit konstant bleibt bis zur Beendigung der Eindüsung. In diesem Fall bleibt das äußere Ventilschließelement 12 in seiner Schließstellung, so dass nur ein Teil der Eindüsöffnung 6 freigegeben wird. Werden beide Ventilschließelemente 8, 12 aufgesteuert, so ergibt sich für die Rate der Verlauf wie im zweiten Diagramm b dargestellt. Der Anstieg der Eindüsrate erfolgt hier schneller, da ein größerer Eindüsquerschnitt auf einmal freigegeben wird. According to the control of the two valve closing elements results in an injection rate, as in 1 shown for different controls. It is shown as a function of time t the injection rate R of the valve, where I is the course of the rate represented by the valve closing element 8th is controlled, and with II the injection rate, which is the sum of the injection rate of both the valve closing element 8th as well as the outer valve closing element 12 results. In the uppermost diagram, labeled a, an injection rate R is shown, which begins at a time t 0 and by the opening of the valve closing element 8th assumes a first value that remains constant over time until the completion of the injection. In this case, the outer valve closing element remains 12 in its closed position, leaving only part of the injection opening 6 is released. Be both valve closing elements 8th . 12 aufgesteuert, then results for the rate of the course as shown in the second diagram b. The increase in the injection rate is faster here, as a larger injection cross section is released at once.

Im dritten Diagramm c ist der Verlauf dargestellt, wie er sich bei einem zeitverzögerten Öffnen der beiden Ventilschließelemente 8, 12 ergibt, nämlich wenn zum Zeitpunkt t0 nur das Ventilschließelement 8 und erst zu einem späteren Zeitpunkt das äußere Ventilelement 12 geöffnet wird. Im vierten Diagramm d ist der Verlauf dargestellt wie er sich ergibt, wenn nur das äußere Ventilschließelement 12 aufgesteuert wird. Sind die beiden Eindüsquerschnitte, die durch das Ventilschließelement 8 und das äußere Ventilschließelement 12 kontrolliert werden, nicht gleich, so ist auch die Rate bei ausschließlicher Aufsteuerung des äußeren Ventilelements 12 verschieden von dem im Diagramm a gezeigten Wert. Der Verlauf wie es Diagramm e zeigt, ergibt sich dann, wenn die beiden Ventilschließelemente 8, 12 nacheinander öffnen aber zum gleichen Zeitpunkt wieder geschlossen werden. Dies kann z.B. dadurch geschehen, dass beim Ausführungsbeispiel der linken Seite der 1 der Elektromagnet 22' zuerst mit einer ersten Stromstärke durchflossen wird, woraufhin das Ventilschließelement 8 öffnet, und nach einiger Zeit mit einer größeren Stromstärke, so dass auch das zweite Ventilschließelement 12 öffnet. Wird der Elektromagnet 22' schließlich abgeschaltet, so schließen beide Ventilschließelemente 8, 12 gleichzeitig. In the third diagram c, the course is shown as it is in a time-delayed opening of the two valve closing elements 8th . 12 results, namely, if at time t 0, only the valve closing element 8th and only at a later time the outer valve element 12 is opened. In the fourth diagram d, the course is shown as it results when only the outer valve closing element 12 is turned on. Are the two Eindüsquerschnitte through the valve closing element 8th and the outer valve closing element 12 be controlled, not equal, so is the rate at exclusive control of the outer valve element 12 different from the value shown in diagram a. The course as shown in diagram e, results when the two valve closing elements 8th . 12 open one after the other but close again at the same time. This can be done, for example, that in the embodiment of the left side of the 1 the electromagnet 22 ' flows through first with a first current, whereupon the valve closing element 8th opens, and after some time with a larger current, so that also the second valve closing element 12 opens. Will the electromagnet 22 ' finally shut off, so close both valve closing elements 8th . 12 simultaneously.

Das oben geschilderte nacheinander Öffnen von Ventilschließelement 8 und äußerem Ventilschließelement 12 lässt sich auch dahingehend umkehren, dass die äußere Schließfeder 18 eine geringere Kraft auf das äußere Ventilschließelement 12 ausübt als die Schließfeder 16 auf das Ventilschließelement 8. In diesem Fall öffnet zuerst das äußere Ventilschließelement 12 und erst bei größerer Stromstärke im Elektromagneten 22' das Ventilschließelement 8. Die Funktion des Ventils ist ansonsten aber identisch.The above-described successive opening of valve closing element 8th and outer valve closing element 12 can also be reversed to the effect that the outer closing spring 18 a lower force on the outer valve closing element 12 exercises as the closing spring 16 on the valve closing element 8th , In this case, first opens the outer valve closing element 12 and only at higher current in the electromagnet 22 ' the valve closing element 8th , The function of the valve is otherwise identical.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2818680 A2 [0002] EP 2818680 A2 [0002]

Claims (8)

Ventil zum Dosieren von Fluiden mit einem Gehäuse (1), in dem ein mit dem Fluid befüllbarer Druckraum (2) ausgebildet ist, der von einer mehrere Eindüsöffnungen (6) aufweisenden Ventilsitzplatte (5) begrenzt wird, und mit einem Ventilschließelement (8), das längsverschiebbar im Druckraum (2) angeordnet ist und das einen Ventilteller (9) aufweist, mit der das Ventilschließelement (8) mit der Ventilsitzplatte (5) zum Öffnen und Schließen wenigstens einer Eindüsöffnung (6) zusammenwirkt, wobei das Ventilschließelement (8) mittels eines Elektromagneten (22) bewegt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußeres Ventilschließelement (12) im Druckraum (2) angeordnet ist, welches das Ventilschließelement (8) umgibt und einen äußeren Ventilteller (13) aufweist, mit dem das äußere Ventilschließelement (12) mit der Ventilsitzplatte (5) zum Öffnen und Schließen eines Teils der Eindüsöffnungen (6) zusammenwirkt. Valve for dosing fluids with a housing ( 1 ), in which a pressure space which can be filled with the fluid ( 2 ) formed by a plurality of injection openings ( 6 ) having valve seat plate ( 5 ) is limited, and with a valve closing element ( 8th ), the longitudinally displaceable in the pressure chamber ( 2 ) is arranged and the one valve disc ( 9 ), with which the valve closing element ( 8th ) with the valve seat plate ( 5 ) for opening and closing at least one injection opening ( 6 ), wherein the valve closing element ( 8th ) by means of an electromagnet ( 22 ), characterized in that an outer valve closing element ( 12 ) in the pressure chamber ( 2 ) is arranged, which the valve closing element ( 8th ) and an outer valve plate ( 13 ), with which the outer valve closing element ( 12 ) with the valve seat plate ( 5 ) for opening and closing a part of the injection openings ( 6 ) cooperates. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Elektromagnet (24) im Gehäuse (1) angeordnet ist, mit dem das äußere Ventilschließelement (12) in seiner Längsrichtung bewegt werden kann.Valve according to claim 1, characterized in that an external electromagnet ( 24 ) in the housing ( 1 ) is arranged, with which the outer valve closing element ( 12 ) can be moved in its longitudinal direction. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich sowohl das Ventilschließelement (8) als auch das äußere Ventilschließelement (12) mit dem Elektromagneten (22') im Druckraum (2) bewegen lassen.Valve according to claim 1, characterized in that both the valve closing element ( 8th ) as well as the outer valve closing element ( 12 ) with the electromagnet ( 22 ' ) in the pressure chamber ( 2 ). Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließelement (8) von einer Schließfeder (16) und das äußere Ventilschließelement (12) von einer äußeren Schließfeder (18) in Richtung der Ventilsitzplatte (5) mit einer Schließkraft beaufschlagt ist. Valve according to claim 3, characterized in that the valve closing element ( 8th ) of a closing spring ( 16 ) and the outer valve closing element ( 12 ) of an outer closing spring ( 18 ) in the direction of the valve seat plate ( 5 ) is acted upon by a closing force. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließkraft der Schließfeder (16) von der Schließkraft der äußeren Schließfeder (18) verschieden ist.Valve according to claim 4, characterized in that the closing force of the closing spring ( 16 ) of the closing force of the outer closing spring ( 18 ) is different. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilsitzplatte (5) eben ausgebildet ist.Valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the valve seat plate ( 5 ) is formed. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (9) und der äußere Ventilteller (13) eben ausgebildet sind.Valve according to claim 6, characterized in that the valve disc ( 9 ) and the outer valve plate ( 13 ) are formed. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ein Gas ist.Valve according to claim 1, characterized in that the fluid is a gas.
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