DE102016223914A1 - Control valve for a fuel injector, fuel injector - Google Patents

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Lars Olems
Richard Rauecker
Lorenz Zerle
Philipp Wachter
Fabian Fischer
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil für einen Kraftstoffinjektor in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-Einspritzsystem, umfassend ein hubbewegliches Ventilschließelement (1), das einen hülsenförmigen Abschnitt (1.1) und einen plattenförmigen Abschnitt (1.2) aufweist, wobei an dem hülsenförmigen Abschnitt (1.1) eine mit einem Ventilsitz (2) zusammenwirkende Dichtkontur oder Dichtfläche (3) ausgebildet ist und wobei der plattenförmige Abschnitt (1.2) einen mit einer ringförmigen Magnetspule (4) zusammenwirkenden Anker (5) ausbildet, der eine variable Dicke (d) aufweist, die im Bereich der Magnetspule (4) maximal ist. Erfindungsgemäß überragt der hülsenförmige Abschnitt (1.1) den plattenförmigen Abschnitt (1.2) beidseitig und weist auf der dem Ventilsitz (2) abgewandten Seite des plattenförmigen Abschnitts (1.2) einen vergrößerten Außendurchmesser auf.Ferner betrifft die Erfindung einen Kraftstoffinjektor für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit einem erfindungsgemäßen Steuerventil.The invention relates to an electromagnetically actuated control valve for a fuel injector in a fuel injection system, in particular in a common rail injection system, comprising a liftable valve closure member (1) having a sleeve-shaped portion (1.1) and a plate-shaped portion (1.2), wherein on the sleeve-shaped portion (1.1) is formed with a valve seat (2) cooperating sealing contour or sealing surface (3) and wherein the plate-shaped portion (1.2) cooperating with an annular magnetic coil (4) cooperating armature (5) having a variable thickness (i ), which is maximum in the region of the magnetic coil (4). According to the sleeve-shaped portion (1.1) projects beyond the plate-shaped portion (1.2) on both sides and has on the side facing away from the valve seat (2) side of the plate-shaped portion (1.2) on an enlarged outside diameter.Fern the invention relates to a fuel injector for a fuel injection system, in particular for a Common rail injection system, with a control valve according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für einen Kraftstoffinjektor in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-Einspritzsystem, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Kraftstoffinjektor für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit einem solchen Steuerventil.The invention relates to a control valve for a fuel injector in a fuel injection system, in particular in a common rail injection system, with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a fuel injector for a fuel injection system, in particular for a common rail injection system, with such a control valve.

Stand der TechnikState of the art

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2007 044 357 A1 geht beispielhaft ein Steuerventil für den Einsatz in einem Kraftstoffeinspritzventil hervor. Das Steuerventil umfasst eine Steuerhülse, die einen Druckraum begrenzt und auf einem Führungsstift in ihrer Längsrichtung beweglich geführt ist. An ihrer Stirnseite weist die Steuerhülse eine Dichtfläche auf, mit der sie mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, der an einem Ventilkörper ausgebildet ist. An ihrem dem Ventilsitz abgewandten Ende ist die Steuerhülse mit einem als Flachanker ausgebildeten Magnetanker verbunden, der durch einen Elektromagneten bewegt werden kann.From the publication DE 10 2007 044 357 A1 exemplifies a control valve for use in a fuel injection valve. The control valve comprises a control sleeve which defines a pressure chamber and is movably guided on a guide pin in its longitudinal direction. On its front side, the control sleeve has a sealing surface, with which it cooperates with a valve seat which is formed on a valve body. At its end facing away from the valve seat, the control sleeve is connected to a magnet armature designed as a flat armature, which can be moved by an electromagnet.

Der Magnetanker des Steuerventils der DE 10 2007 044 357 A1 weist eine variierende Dicke auf, um die Dicke des Magnetankers an den magnetischen Fluss anzupassen, der durch eine Magnetspule des Elektromagneten erzeugt wird. Da der magnetische Fluss in radialer Richtung nicht konstant ist, sondern im Bereich der Magnetspule maximal ist, ist auch die Dicke des Magnetankers im Bereich der Magnetspule maximal gewählt. Die Magnetkraft bleibt auf diese Weise nahezu unverändert hoch. An den Bereich maximaler Dicke grenzt radial innen ein Bereich mit einer deutlich verringerten Dicke an, der in einen Kragen übergeht, über den der Magnetanker mit der Steuerhülse verbunden ist. Der Bereich verringerter Dicke kann dazu führen, dass der Magnetanker aufgrund fehlender Steifigkeit beim Anschlagen durchschwingt. Dies hat negative Auswirkungen auf die Dynamik des Steuerventils.The armature of the control valve of the DE 10 2007 044 357 A1 has a varying thickness to match the thickness of the armature to the magnetic flux generated by a solenoid of the solenoid. Since the magnetic flux is not constant in the radial direction, but is maximal in the region of the magnet coil, the thickness of the magnet armature in the region of the magnet coil is also maximally selected. The magnetic force remains almost unchanged high in this way. Adjacent to the area of maximum thickness, radially inward, is a region with a significantly reduced thickness, which merges into a collar, via which the magnet armature is connected to the control sleeve. The area of reduced thickness may cause the magnet armature to sag due to lack of rigidity upon impact. This has a negative impact on the dynamics of the control valve.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil für einen Kraftstoffinjektor in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-Einspritzsystem, anzugeben, bei dem die vorstehend genannten Probleme nicht oder nur in deutlich verringertem Maße auftreten.The present invention has for its object to provide a control valve for a fuel injector in a fuel injection system, in particular in a common rail injection system specify, in which the above problems do not occur or only to a significantly reduced extent.

Zur Lösung der Aufgabe wird das Steuerventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ferner wird ein Kraftstoffinjektor mit einem solchen Steuerventil vorgeschlagen.To solve the problem, the control valve with the features of claim 1 is proposed. Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims. Furthermore, a fuel injector is proposed with such a control valve.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das für einen Kraftstoffinjektor in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-Einspritzsystem, vorgeschlagene elektromagnetisch betätigbare Steuerventil umfasst ein hubbewegliches Ventilschließelement, das einen hülsenförmigen Abschnitt und einen plattenförmigen Abschnitt aufweist. An dem hülsenförmigen Abschnitt ist eine mit einem Ventilsitz zusammenwirkende Dichtkontur oder Dichtfläche ausgebildet. Der plattenförmige Abschnitt bildet einen mit einer ringförmigen Magnetspule zusammenwirkenden Anker aus, der eine variable Dicke aufweist, die im Bereich der Magnetspule maximal ist. Die Dicke des plattenförmigen Abschnitts bzw. des Ankers ist demnach an den magnetischen Fluss angepasst, um eine gleichbleibend hohe Magnetkraft zu erzielen.The electromagnetically actuated control valve proposed for a fuel injector in a fuel injection system, particularly in a common rail injection system, comprises a liftable valve closure member having a sleeve-shaped portion and a plate-shaped portion. At the sleeve-shaped portion a cooperating with a valve seat sealing contour or sealing surface is formed. The plate-shaped portion forms an armature cooperating with an annular magnetic coil, which has a variable thickness which is maximum in the region of the magnetic coil. The thickness of the plate-shaped portion or the armature is thus adapted to the magnetic flux to achieve a consistently high magnetic force.

Um zugleich die Steifigkeit des Ventilschließelements zu erhöhen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der hülsenförmige Abschnitt den plattenförmigen Abschnitt beidseitig überragt und auf der dem Ventilsitz abgewandten Seite des plattenförmigen Abschnitts einen vergrößerten Außendurchmesser aufweist. Der vergrößerte Außendurchmesser des hülsenförmigen Abschnitts kompensiert eine Materialschwächung des plattenförmigen Abschnitts auf der dem Ventilsitz zugewandten Seite, so dass das Ventilschließelement im Bereich, in dem der plattenförmige Abschnitt in den hülsenförmigen Abschnitt übergeht, eine höhere Steifigkeit besitzt. Die erhöhte Steifigkeit wiederum wirkt einem Schwingen des Ankers beim Anschlagen an einem Hubanschlag entgegen, so dass der Anker weniger zum Prellen neigt.In order to increase the rigidity of the valve closing element at the same time, it is proposed according to the invention that the sleeve-shaped section projects beyond the plate-shaped section on both sides and has an enlarged outer diameter on the side of the plate-shaped section facing away from the valve seat. The enlarged outer diameter of the sleeve-shaped portion compensates for material weakening of the plate-shaped portion on the valve seat-facing side, so that the valve-closing member in the region where the plate-shaped portion merges into the sleeve-shaped portion has a higher rigidity. The increased stiffness in turn counteracts swinging of the armature when striking a stroke stop, so that the anchor is less prone to bounce.

Der hülsenförmige Abschnitt des Ventilschließelements kann beidseits des plattenförmigen Abschnitts jeweils eine zylinderförmige Außenkontur aufweisen. Das heißt, dass der Außendurchmesser im Bereich der Durchmesservergrößerung vom plattenförmigen Abschnitt bis zur ventilsitzabgewandten Stirnfläche des hülsenförmigen Abschnitts gleichbleibend groß ist. Ein solches Ventilschließelement ist einfach herstellbar.The sleeve-shaped portion of the valve closing element may have on both sides of the plate-shaped portion each have a cylindrical outer contour. That is, the outer diameter in the range of the diameter increase from the plate-shaped portion to the valve seat facing away from the end face of the sleeve-shaped portion is consistently large. Such a valve closure element is easy to produce.

Um die Steifigkeit des plattenförmigen Abschnitts im Bereich des Übergangs zum hülsenförmigen Abschnitt zu erhöhen, genügt eine Vergrößerung des Außendurchmessers unmittelbar am plattenförmigen Abschnitt. Alternativ wird daher vorgeschlagen, dass der hülsenförmige Abschnitt auf der dem Ventilsitz abgewandten Seite des plattenförmigen Abschnitts eine konische Außenkontur aufweist, die unmittelbar angrenzend an den plattenförmigen Abschnitt ihren maximalen Außendurchmesser besitzt. Durch die konische Außenkontur kann die bewegte Masse des Ankers reduziert werden.In order to increase the rigidity of the plate-shaped portion in the region of the transition to the sleeve-shaped portion, an enlargement of the outer diameter is sufficient directly on the plate-shaped portion. Alternatively, it is therefore proposed that the sleeve-shaped section on the valve seat facing away from the side of the plate-shaped portion has a conical outer contour which has immediately adjacent to the plate-shaped portion their maximum outer diameter. Due to the conical outer contour, the moving mass of the armature can be reduced.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der hülsenförmige Abschnitt des Ventilschließelements in eine zentrale Ausnehmung eines Magnetkerns hineinragt, in dem die ringförmige Magnetspule aufgenommen ist. Auf diese Weise kann die Bauhöhe des Ventilschließelements vergrößert werden, so dass eine verbesserte Führung des Ventilschließelements, insbesondere über einen im Ventilschließelement aufgenommenen Stift, möglich ist. Da der Führungsspalt zwischen dem Stift und dem Ventilschließelement einen Hochdruckbereich von einem Niederdruckbereich trennt, ist dieser leckagebehaftet. Mit zunehmender Länge des Führungsspalts kann die Leckage verringert werden, so dass sich eine größere Bauhöhe des Ventilschließelements auch in diesem Sinne als günstig erweist. In addition, it is proposed that the sleeve-shaped portion of the valve closing element projects into a central recess of a magnetic core, in which the annular magnet coil is accommodated. In this way, the overall height of the valve closing element can be increased, so that an improved guidance of the valve closing element, in particular via a pin received in the valve closing element, is possible. Since the guide gap between the pin and the valve closing element separates a high-pressure region from a low-pressure region, this is leaking. With increasing length of the guide gap, the leakage can be reduced, so that a larger height of the valve closing element also proves to be beneficial in this sense.

Der die Magnetspule aufnehmende Magnetkern oder ein am Magnetkern abgestütztes Anschlagelement, insbesondere in Form einer Restluftspaltscheibe, bildet einen Hubanschlag für den Anker bzw. für das Ventilschließelement aus. Da das Ventilschließelement in die zentrale Ausnehmung des Magnetkerns hineinragt, kann der Hubanschlag näher an den Ventilsitz gerückt werden, ohne die Bauhöhe des Ventilschließelements und damit die Länge des Führungsspalts zu verändern. Denn während die Länge des Führungsspalts zur Verringerung der Leckage möglichst groß sein sollte, wirkt sich ein geringer Abstand zwischen Hubanschlag und Ventilsitz günstig in Bezug auf den Effekt des Temperaturgangs aus. Dieser Zielkonflikt wird vorliegend dadurch gelöst, dass das Ventilschließelement den Anker beidseits überragt bzw. in eine zentrale Ausnehmung des Magnetkerns hineinragt.The magnet core accommodating the magnetic core or a stop element supported on the magnetic core, in particular in the form of a residual air gap disk, forms a stroke stop for the armature or for the valve closing element. Since the valve closing element protrudes into the central recess of the magnetic core, the stroke stop can be moved closer to the valve seat, without changing the height of the valve closing element and thus the length of the guide gap. For while the length of the guide gap should be as large as possible to reduce the leakage, a small distance between the stroke stop and the valve seat has a favorable effect with respect to the effect of the temperature transition. This conflict of objectives is achieved here by the fact that the valve closing element projects beyond the armature on both sides or projects into a central recess of the magnetic core.

Der Effekt des Temperaturgangs kommt insbesondere bei Motorstart in kalter Umgebung („Kaltabfahrt“) zur Geltung. Denn dann erwärmt sich der Anker bzw. das Ventilschließelement aufgrund der Leckage im Führungsspalt und des Druckabfalls am Ventilsitz sehr viel schneller als die angrenzenden Bauteile, so dass über die ungleiche Wärmeausdehnung der Hub des Ankers bzw. des Ventilschließelements eingeschränkt ist. Um auch in diesem Fall ein ausreichendes Öffnen des Steuerventils zu gewährleisten, muss ein vergrößerter Ankerhub vorgehalten werden. Dementsprechend erhöht sich die erforderliche Magnetkraft und der Energiebedarf steigt, während die Ventildynamik abnimmt. Wird jedoch - wie vorliegend vorgeschlagen - der Abstand zwischen dem Hubanschlag und dem Ventilsitz reduziert, wird zugleich der Temperaturgang verringert.The effect of the temperature response is especially at engine start in cold environment ("cold run") to advantage. Because then the armature or the valve closing element heats up much faster than the adjacent components due to the leakage in the guide gap and the pressure drop at the valve seat, so that limited by the uneven thermal expansion of the stroke of the armature or the valve closing element. In order to ensure a sufficient opening of the control valve in this case, an enlarged armature stroke must be maintained. Accordingly, the required magnetic force increases and the energy requirement increases while the valve dynamics decrease. However, if - as proposed here - the distance between the stroke stop and the valve seat is reduced, the temperature coefficient is also reduced.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Magnetkern einen die Ausnehmung begrenzenden Innenpolkörper ausbildet, der innenumfangseitig eine Aussparung zur Aufnahme des Ventilschließelements aufweist. Vorzugsweise ist die Aussparung an die Außenkontur des hülsenförmigen Abschnitts des Ventilschließelements angepasst. Auf diese Weise ist kann der Magnetfluss weiter optimiert werden.In a further development of the invention it is proposed that the magnetic core form a recess defining the inner pole body, which has a recess on the inner peripheral side for receiving the valve closing element. Preferably, the recess is adapted to the outer contour of the sleeve-shaped portion of the valve closing element. In this way, the magnetic flux can be further optimized.

Bevorzugt weist der plattenförmige Abschnitt des Ventilschließelements auf der dem Ventilsitz zugewandten Seite eine umlaufende Nut auf, die unmittelbar an den hülsenförmigen Abschnitt angrenzt. Über die umlaufende Nut wird in einfacher Weise die variierende Dicke des plattenförmigen Abschnitts des Ventilschließelements realisiert. Ferner wird über die umlaufende Nut eine Verlängerung des hülsenförmigen Abschnitts auf der dem Ventilsitz zugewandten Seite des plattenförmigen Abschnitts bewirkt. Preferably, the plate-shaped portion of the valve closing element on the side facing the valve seat on a circumferential groove adjacent directly to the sleeve-shaped portion. About the circumferential groove, the varying thickness of the plate-shaped portion of the valve closing element is realized in a simple manner. Furthermore, an extension of the sleeve-shaped portion on the valve seat facing side of the plate-shaped portion is effected via the circumferential groove.

Eine Verlängerung des hülsenförmigen Abschnitts des Ventilschließelements auf der dem Ventilsitz zugewandten Seite des plattenförmigen Abschnitts ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der hülsenförmige Abschnitt in diesem Bereich von einer Führungshülse umgeben ist. Denn dann kann die Führungshülse ebenfalls verlängert werden, wodurch eine verbesserte Führung des Ventilschließelements erreicht wird. Vorzugsweise erstreckt sich daher die Führungshülse bei geschlossenem Steuerventil bis in die umlaufende Nut des plattenförmigen Abschnitts des Ventilschließelements.An extension of the tubular portion of the valve closing element on the valve seat side facing the plate-shaped portion is particularly advantageous if the sleeve-shaped portion is surrounded in this area by a guide sleeve. Because then the guide sleeve can also be extended, whereby an improved guidance of the valve closing element is achieved. Preferably, therefore, the guide sleeve extends with the control valve closed into the circumferential groove of the plate-shaped portion of the valve closing element.

Die Führungshülse wird vorzugsweise durch ein Ventilstück des Steuerventils ausgebildet, das auch zugleich den Ventilsitz ausbildet. Die Führungshülse ist hierzu konzentrisch zum Ventilsitz angeordnet und bildet eine Art Ventilnapf aus. Um bei geöffnetem Steuerventil ein Abströmen des Kraftstoffs zu ermöglichen, ist vorzugsweise in der Führungshülse mindestens eine Abströmöffnung in Form einer Radial- oder Schrägbohrung vorgesehen.The guide sleeve is preferably formed by a valve member of the control valve, which also forms the valve seat at the same time. The guide sleeve is arranged concentrically to the valve seat and forms a kind of valve cup. In order to allow the fuel to flow out when the control valve is open, at least one outflow opening in the form of a radial or oblique bore is preferably provided in the guide sleeve.

Ferner wird vorgeschlagen, dass das Ventilschließelement durch die Federkraft einer Feder gegen den Ventilsitz axial vorgespannt ist. Die Feder dient der Rückstellung des Ventilschließelements, wenn die Bestromung der Magnetspule zum Schließen des Steuerventils beendet wird.It is also proposed that the valve closing element is axially biased by the spring force of a spring against the valve seat. The spring is used to reset the valve closing element when the energization of the solenoid is ended to close the control valve.

Des Weiteren bevorzugt ist im Ventilschließelement ein Stift axial beweglich aufgenommen. Über den Stift kann ebenfalls eine Führung des Ventilschließelements bewirkt werden. Darüber hinaus kann der Stift zur Führung der Feder eingesetzt werden, die hierzu bevorzugt auf dem Stift angeordnet ist.Further preferably, a pin is received axially movable in the valve closure member. About the pin also a guide of the valve closing element can be effected. In addition, the pin can be used to guide the spring, which is preferably arranged on the pin for this purpose.

Da das vorstehend beschrieben Steuerventil insbesondere zur Steuerung der Hubbewegung einer hubbeweglichen Düsennadel einsetzbar ist, über deren Hubbewegung mindestens eine Einspritzöffnung freigebbar und verschließbar ist, wird ferner ein Kraftstoffinjektor für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit einem erfindungsgemäßen Steuerventil vorgeschlagen.Since the control valve described above can be used in particular for controlling the lifting movement of a liftable nozzle needle, via the lifting movement of which at least one injection opening can be opened and closed, a fuel injector for a fuel injection system, in particular for a common rail injection system, with proposed a control valve according to the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:

  • 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Steuerventil gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform,
  • 2 einen vergrößerten Ausschnitt der 1 und
  • 3 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Steuerventil gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. These show:
  • 1 a schematic longitudinal section through a control valve according to the invention according to a first preferred embodiment,
  • 2 an enlarged section of the 1 and
  • 3 a schematic longitudinal section through an inventive control valve according to another preferred embodiment.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Das in der 1 dargestellte elektromagnetisch betätigbare Steuerventil dient der Steuerung der Hubbewegung einer Düsennadel (nicht dargestellt) eines Kraftstoffinjektors. Es umfasst ein in einen Haltekörper 18 des Kraftstoffinjektors eingesetztes Ventilstück 14, das einen Ventilsitz 2 und eine konzentrisch zum Ventilsitz 2 angeordnete Führungshülse 13 ausbildet. Über die Führungshülse 13 ist ein Ventilschließelement 1 hubbeweglich geführt, das einen hülsenförmigen Abschnitt 1.1 und einen plattenförmigen Abschnitt 1.2 aufweist. Der hülsenförmige Abschnitt 1.1 bildet stirnseitig eine mit dem Ventilsitz 2 zusammenwirkende Dichtfläche 3 aus. Über die Federkraft einer Feder 15 ist das Ventilschließelement 1 gegen den Ventilsitz 2 axial vorgespannt. Der plattenförmige Abschnitt 1.2 wirkt mit einer ringförmigen Magnetspule 4 zusammen, so dass Anker 5 und Ventilschließelement 1 vorliegend durch ein Bauteil ausgebildet werden. Im Ventilschließelement 1 ist ein Stift 16 aufgenommen, der gehäuseseitig abgestützt ist und ebenfalls eine Führung des Ventilschließelements 1 bewirkt.That in the 1 shown electromagnetically actuated control valve is used to control the lifting movement of a nozzle needle (not shown) of a fuel injector. It includes a in a holding body 18 the fuel injector inserted valve piece 14 that has a valve seat 2 and one concentric with the valve seat 2 arranged guide sleeve 13 formed. About the guide sleeve 13 is a valve closing element 1 Hubbeweglich led, which has a sleeve-shaped section 1.1 and a plate-shaped section 1.2 having. The sleeve-shaped section 1.1 forms the front side one with the valve seat 2 cooperating sealing surface 3 out. About the spring force of a spring 15 is the valve closing element 1 against the valve seat 2 axially biased. The plate-shaped section 1.2 acts with an annular solenoid 4 together, leaving anchor 5 and valve closing element 1 in this case be formed by a component. In the valve closing element 1 is a pen 16 taken, which is supported on the housing side and also a guide of the valve closing element 1 causes.

Zum Öffnen des Steuerventils wird die Magnetspule 4 bestromt, so dass ein Magnetfeld aufgebaut wird, dessen Magnetkraft das Ventilschließelement 1 in Richtung eines Magnetkerns 8 zieht. Der Magnetkern 8 dient dabei als Hubanschlag. Bei geöffnetem Steuerventil läuft Kraftstoff über Ablauföffnungen 17 ab, die als Radialbohrungen in der Führungshülse 13 ausgebildet sind. Zum Schließen des Steuerventils wird die Bestromung der Magnetspule 4 beendet und die Feder 15 stellt das Ventilschließelement 1 in seine Ausgangslage zurück.To open the control valve is the solenoid 4 energized so that a magnetic field is built up whose magnetic force the valve closing element 1 in the direction of a magnetic core 8th draws. The magnetic core 8th serves as a stroke stop. When the control valve is open, fuel runs through drainage holes 17 starting as radial holes in the guide sleeve 13 are formed. To close the control valve is the energization of the solenoid 4 finished and the spring 15 represents the valve closing element 1 back to his starting position.

Da der magnetische Fluss in radialer Richtung nicht konstant ist, sondern im Bereich der Magnetspule 4 ein Maximum aufweist, weist auch der plattenförmige Abschnitt 1.2 des Ventilschließelements 1 bzw. des Ankers 5 eine maximale Dicke d im Bereich der Magnetspule 4 auf. Durch diese Geometrie des plattenförmigen Abschnitts 1.2 bzw. des Ankers 5 wird ein im Ankermaterial nahezu konstanter magnetischer Fluss erzielt.Since the magnetic flux in the radial direction is not constant, but in the region of the magnetic coil 4 has a maximum, also has the plate-shaped portion 1.2 the valve closing element 1 or the anchor 5 a maximum thickness d in the region of the magnetic coil 4 on. Through this geometry of the plate-shaped section 1.2 or the anchor 5 a nearly constant magnetic flux is achieved in the anchor material.

Wie insbesondere der 2 zu entnehmen ist, weist der plattenförmige Abschnitt 1.2 auf der dem Ventilsitz 2 zugewandten Seite eine umlaufende Nut 12 auf, die unmittelbar an den hülsenförmigen Abschnitt 1.1 angrenzt. Im Übergang plattenförmiger Abschnitt 1.2 / hülsenförmiger Abschnitt 1.1 ist demnach das Material geschwächt. Um einen Ausgleich zu schaffen und die Steifigkeit des Ventilschließelements 1 in diesem Bereich zu erhöhen, überragt der hülsenförmige Abschnitt 1.1 den plattenförmigen Abschnitt 1.2 auch auf der dem Ventilsitz 2 abgewandten Seite. Zudem ist der Außendurchmesser des hülsenförmigen Abschnitts 1.1 in diesem Bereich größer gewählt. Auf diese Weise verlängert sich die Gesamtlänge LG des Ventilschließelements 1 wie auch die Länge LF eines Führungsspalts 19 zwischen dem Ventilschließelement 1 und dem Stift 16. Dies hat zur Folge, dass die Leckage über den Führungsspalt 19 verringert wird. Aufgrund der Nut 12 kann zudem die Länge LH der Führungshülse 13 verlängert werden, so dass die Führung des Ventilschließelements 1 verbessert wird.How the particular 2 it can be seen, the plate-shaped section 1.2 on the valve seat 2 facing side a circumferential groove 12 on, immediately adjacent to the sleeve-shaped section 1.1 borders. In the transition plate-shaped section 1.2 / sleeve-shaped section 1.1 therefore the material is weakened. To compensate and the rigidity of the valve closing element 1 to increase in this area, dominates the sleeve-shaped section 1.1 the plate-shaped section 1.2 also on the valve seat 2 opposite side. In addition, the outer diameter of the sleeve-shaped portion 1.1 chosen larger in this area. In this way, the total length L G of the valve closing element is extended 1 as well as the length L F of a guide gap 19 between the valve closing element 1 and the pen 16 , As a result, the leakage over the guide gap 19 is reduced. Due to the groove 12 can also the length L H of the guide sleeve 13 be extended so that the guidance of the valve closing element 1 is improved.

Um trotz der größeren Gesamtlänge LG des Ventilschließelements 1 die bewegte Masse möglichst klein zu halten, weist der hülsenförmige Abschnitt 1.1 des Ventilschließelements 1 auf der dem Ventilsitz 2 abgewandten Seite des plattenförmigen Abschnitts 1.2 eine konische Außenkontur 6' auf. Alternativ kann eine zylinderförmige Außenkontur 6 gewählt werden, wie beispielhaft in der 3 dargestellt.In spite of the larger overall length L G of the valve closing element 1 To keep the moving mass as small as possible, has the sleeve-shaped portion 1.1 the valve closing element 1 on the valve seat 2 opposite side of the plate-shaped portion 1.2 a conical outer contour 6 ' on. Alternatively, a cylindrical outer contour 6 be selected as exemplified in the 3 shown.

Dadurch, dass der hülsenförmige Abschnitt 1.1 des Ventilschließelements 1 den plattenförmigen Abschnitt 1.2 beidseits überragt, greift das Ventilschließelement 1 in eine zentrale Ausnehmung 7 des Magnetkerns 8 ein, die von einem Innenpolkörper 9 des Magnetkerns 8 begrenzt wird. Aufgrund des vergrößerten Außendurchmessers des hülsenförmigen Abschnitts 1.1 in diesem Bereich muss die Innenkontur des Innenpolkörpers 9 an die Außenkontur 6, 6' des hülsenförmigen Abschnitts 1.1 des Ventilschließelements 1 angepasst werden. Der Innenpolkörper 9 weist hierzu eine Aussparung 10 auf, die sich bis zu einer Stirnfläche 11 des Magnetkerns 8 erstreckt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Ventilschließelement 1 weiterhin eine Hubbewegung vollziehen kann.Because of the sleeve-shaped section 1.1 the valve closing element 1 the plate-shaped section 1.2 surmounted on both sides, the valve closing element engages 1 in a central recess 7 of the magnetic core 8th one, by a Innenpolkörper 9 of the magnetic core 8th is limited. Due to the enlarged outer diameter of the tubular portion 1.1 in this area, the inner contour of the Innenpolkörpers must 9 to the outer contour 6 . 6 ' of the sleeve-shaped portion 1.1 the valve closing element 1 be adjusted. The inner pole body 9 has a recess for this purpose 10 on, stretching up to a face 11 of the magnetic core 8th extends. In this way it is ensured that the valve closing element 1 continue to perform a lifting movement.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007044357 A1 [0002, 0003]DE 102007044357 A1 [0002, 0003]

Claims (11)

Elektromagnetisch betätigbares Steuerventil für einen Kraftstoffinjektor in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-Einspritzsystem, umfassend ein hubbewegliches Ventilschließelement (1), das einen hülsenförmigen Abschnitt (1.1) und einen plattenförmigen Abschnitt (1.2) aufweist, wobei an dem hülsenförmigen Abschnitt (1.1) eine mit einem Ventilsitz (2) zusammenwirkende Dichtkontur oder Dichtfläche (3) ausgebildet ist und wobei der plattenförmige Abschnitt (1.2) einen mit einer ringförmigen Magnetspule (4) zusammenwirkenden Anker (5) ausbildet, der eine variable Dicke (d) aufweist, die im Bereich der Magnetspule (4) maximal ist, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenförmige Abschnitt (1.1) den plattenförmigen Abschnitt (1.2) beidseitig überragt und auf der dem Ventilsitz (2) abgewandten Seite des plattenförmigen Abschnitts (1.2) einen vergrößerten Außendurchmesser aufweist.Electromagnetically actuable control valve for a fuel injector in a fuel injection system, in particular in a common rail injection system, comprising a liftable valve closure element (1) having a sleeve-shaped portion (1.1) and a plate-shaped portion (1.2), wherein on the sleeve-shaped portion (1.1 ) is formed with a valve seat (2) cooperating sealing contour or sealing surface (3) and wherein the plate-shaped portion (1.2) cooperating with an annular magnetic coil (4) cooperating armature (5) having a variable thickness (d), the is in the region of the magnetic coil (4) maximum, characterized in that the sleeve-shaped portion (1.1) projects beyond the plate-shaped portion (1.2) on both sides and on the valve seat (2) facing away from the plate-shaped portion (1.2) has an enlarged outer diameter. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenförmige Abschnitt (1.1) des Ventilschließelements (1) beidseits des plattenförmigen Abschnitts (1.2) jeweils eine zylinderförmige Außenkontur (6) aufweist.Control valve after Claim 1 , characterized in that the sleeve-shaped portion (1.1) of the valve closing element (1) on both sides of the plate-shaped portion (1.2) each have a cylindrical outer contour (6). Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenförmige Abschnitt (1.1) des Ventilschließelements (1) auf der dem Ventilsitz (2) abgewandten Seite des plattenförmigen Abschnitts (1.2) eine konische Außenkontur (6') aufweist, die unmittelbar angrenzend an den plattenförmigen Abschnitt (1.2) ihren maximalen Außendurchmesser besitzt.Control valve after Claim 1 , characterized in that the sleeve-shaped portion (1.1) of the valve closing element (1) on the valve seat (2) facing away from the plate-shaped portion (1.2) has a conical outer contour (6 ') immediately adjacent to the plate-shaped portion (1.2) has its maximum outer diameter. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenförmige Abschnitt (1.1) des Ventilschließelements (1) in eine zentrale Ausnehmung (7) eines Magnetkerns (8) hineinragt, in dem die Magnetspule (4) aufgenommen ist.Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve-shaped portion (1.1) of the valve closing element (1) projects into a central recess (7) of a magnetic core (8) in which the magnetic coil (4) is accommodated. Steuerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkern (8) einen die Ausnehmung (7) begrenzenden Innenpolkörper (9) ausbildet, der innenumfangseitig eine Aussparung (10) zur Aufnahme des Ventilschließelements (1) aufweist, wobei vorzugsweise die Aussparung (10) an die Außenkontur (6, 6') des hülsenförmigen Abschnitts (1.1) des Ventilschließelements (1) angepasst ist.Control valve after Claim 4 , characterized in that the magnetic core (8) forms a recess (7) defining Innenpolkörper (9), the inner peripheral side has a recess (10) for receiving the valve closing element (1), wherein preferably the recess (10) to the outer contour ( 6, 6 ') of the sleeve-shaped portion (1.1) of the valve closing element (1) is adapted. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der plattenförmige Abschnitt (1.2) des Ventilschließelements (1) auf der dem Ventilsitz (2) zugewandten Seite eine umlaufende Nut (12) aufweist, die unmittelbar an den hülsenförmigen Abschnitt (1.1) angrenzt.Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the plate-shaped portion (1.2) of the valve closing element (1) on the valve seat (2) side facing a circumferential groove (12) which directly adjacent to the sleeve-shaped portion (1.1). Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenförmige Abschnitt (1.1) des Ventilschließelements (1) von einer Führungshülse (13) umgeben ist, die sich vorzugsweise bis in die umlaufende Nut (12) des plattenförmigen Abschnitts (1.2) erstreckt, wenn das Steuerventil geschlossen ist.Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve-shaped portion (1.1) of the valve closing element (1) is surrounded by a guide sleeve (13), which preferably extends into the circumferential groove (12) of the plate-shaped portion (1.2), when the control valve is closed. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilstück (14) den Ventilsitz (2) und/oder die Führungshülse (13) ausbildet.Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that a valve piece (14) forms the valve seat (2) and / or the guide sleeve (13). Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließelement (1) durch die Federkraft einer Feder (15) gegen den Ventilsitz (2) axial vorgespannt ist.Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve closing element (1) is axially biased by the spring force of a spring (15) against the valve seat (2). Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Ventilschließelement (1) ein Stift (16) axial beweglich aufgenommen ist.Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that a pin (16) is received axially movably in the valve closing element (1). Kraftstoffinjektor für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit einem Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Steuerung der Hubbewegung einer hubbeweglichen Düsennadel, über deren Hubbewegung mindestens eine Einspritzöffnung freigebbar und verschließbar ist.Fuel injector for a fuel injection system, in particular a common rail injection system, with a control valve according to one of the preceding claims for controlling the lifting movement of a liftable nozzle needle, via the lifting movement at least one injection port is releasable and closable.
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