DE102018219342A1

DE102018219342A1 - Valve for metering a fluid, in particular fuel injection valve

Info

Publication number: DE102018219342A1
Application number: DE102018219342.8A
Authority: DE
Inventors: Jens Soerensen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-11-13
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2020-05-14

Abstract

Das erfindungsgemäße Ventil, insbesondere Brennstoffeinspritzventil zeichnet sich dadurch aus, dass es eine verbesserte Abdichtung an seinem abspritzseitigen Ende aufweist. Das Brennstoffeinspritzventil (1) umfasst einen erregbaren Aktuator (15) zur Betätigung eines Ventilschließkörpers (12), der zusammen mit einer an einem Ventilsitzkörper (13) ausgebildeten Ventilsitzfläche (14) einen Dichtsitz bildet, und Abspritzöffnungen (4), die stromabwärts der Ventilsitzfläche (14) ausgebildet sind, und einen den Ventilsitzkörper (13) aufnehmenden, einen Teil eines Ventilgehäuses (22) bildenden und mit dem Ventilsitzkörper (13) fest verbundenen Ventilsitzträger (10). Der Ventilsitzkörper (13) weist eine innere Öffnung auf, in der eine Ventilnadel (11) mit dem Ventilschließkörper (12) zum Öffnen und Schließen des Ventils axial bewegbar ist. Die innere Öffnung des Ventilsitzkörpers (13) ist mit mehreren über den Umfang verteilten, zueinander beabstandeten Durchflusstaschen (37) versehen, die in ihrer größten radialen Ausdehnung eine Öffnungsweite (D) besitzen, die größer als ein Durchmesser (d) stromaufwärts der Durchflusstaschen (37) im Ventilsitzkörper (13) ist.Das Brennstoffeinspritzventil eignet sich besonders zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine.The valve according to the invention, in particular the fuel injection valve, is distinguished by the fact that it has an improved seal at its spray-side end. The fuel injection valve (1) comprises an excitable actuator (15) for actuating a valve closing body (12), which forms a sealing seat together with a valve seat surface (14) formed on a valve seat body (13), and spray orifices (4) which are located downstream of the valve seat surface ( 14), and a valve seat support (10) which receives the valve seat body (13), forms part of a valve housing (22) and is fixedly connected to the valve seat body (13). The valve seat body (13) has an inner opening in which a valve needle (11) with the valve closing body (12) can be moved axially to open and close the valve. The inner opening of the valve seat body (13) is provided with a plurality of flow pockets (37) which are distributed over the circumference and spaced apart from one another and which, in their greatest radial extent, have an opening width (D) which is larger than a diameter (d) upstream of the flow pockets (37 ) in the valve seat body (13). The fuel injection valve is particularly suitable for injecting fuel directly into a combustion chamber of a mixture-compressing spark-ignition internal combustion engine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Ventil zum Zumessen eines Fluids, insbesondere einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on a valve for metering a fluid, in particular a fuel injection valve according to the preamble of the main claim.

In der 1 ist beispielhaft eine aus dem Stand der Technik bekannte Brennstoffeinspritzvorrichtung gezeigt, bei der ein in einer Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine eingebautes Brennstoffeinspritzventil vorgesehen ist. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung eignet sich besonders für den Einsatz in Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. Das Ventil weist ein Ventilgehäuse auf, das u.a. einen einen Ventilsitzkörper aufnehmenden und mit dem Ventilsitzkörper fest verbundenen Ventilsitzträger umfasst. Die beiden Bauteile sind mittels einer Schweißnaht fest miteinander verbunden. Der Ventilsitzkörper liegt im montierten Zustand an einer inneren Anschlagschulter des Ventilsitzträgers an, wodurch am Außenumfang der beiden Bauteile zwischen diesen ein radialer Ringspalt verbleibt. Durchflusstaschen zum Anströmen von Brennstoff bis zur Ventilsitzfläche sind im Ventilsitzkörper beginnend von der oberen Stirnseite des Ventilsitzkörpers eingebracht (z.B. DE 10 2005 052 255 A1 ).In the 1 A fuel injection device known from the prior art is shown by way of example, in which a fuel injection valve is provided in a receiving bore of a cylinder head of an internal combustion engine. The fuel injection device is particularly suitable for use in fuel injection systems of mixed-compression spark-ignition internal combustion engines. The valve has a valve housing, which includes, among other things, a valve seat support which receives a valve seat body and is fixedly connected to the valve seat body. The two components are firmly connected to one another by means of a weld seam. In the assembled state, the valve seat body lies against an inner stop shoulder of the valve seat carrier, as a result of which a radial annular gap remains between the two components on the outer circumference thereof. Flow-through pockets for the flow of fuel to the valve seat surface are introduced in the valve seat body starting from the upper end face of the valve seat body (e.g. DE 10 2005 052 255 A1 ).

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Ventil zum Zumessen eines Fluids mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass aufgrund einer sehr spezifischen geometrischen Auslegung der Ventilsitzkörper eine erhöhte Stabilität, Steifigkeit und Festigkeit aufweist. Diese erhöhte Steifigkeit und Festigkeit wird insbesondere im Bereich eines der Befestigung des Ventilsitzkörpers an einem Ventilsitzträger dienenden Ringkragens, aber auch im Bereich der Ventilkuppe mit den Abspritzöffnungen erzielt. Vor allen Dingen ermöglicht der festigkeitsverbesserte Ringkragen eine Erhöhung der Qualität einer Schweißnaht, die zur Erzielung der festen Verbindung von Ventilsitzkörper und Ventilsitzträger angebracht wird. Diese Vorteile werden erzielt, ohne die Funktion der Durchströmung durch eine Reduktion des Flüssigkeitsdurchflusses einzuschränken. Die Innengeometrie des Rohlings für den Ventilsitzkörper ist zudem in einfacher Art und Weise mit bekannten modernen Technologien herstellbar.The valve according to the invention for metering a fluid with the characterizing features of claim 1 has the advantage that, due to a very specific geometric design, the valve seat body has increased stability, rigidity and strength. This increased stiffness and strength is achieved in particular in the area of an annular collar used to fasten the valve seat body to a valve seat support, but also in the area of the valve tip with the spray openings. Above all, the strength-improved ring collar enables an increase in the quality of a weld seam that is attached to achieve the firm connection of the valve seat body and valve seat carrier. These advantages are achieved without restricting the function of the flow through a reduction in the liquid flow. The inner geometry of the blank for the valve seat body can also be produced in a simple manner using known modern technologies.

Erfindungsgemäß weist der Ventilsitzkörper eine innere Öffnung auf, in der eine Ventilnadel mit dem Ventilschließkörper zum Öffnen und Schließen des Ventils axial bewegbar ist, wobei die innere Öffnung des Ventilsitzkörpers mit mehreren über den Umfang verteilten, zueinander beabstandeten Durchflusstaschen versehen ist, die in ihrer größten radialen Ausdehnung eine Öffnungsweite besitzen, die größer als ein Durchmesser stromaufwärts der Durchflusstaschen im Ventilsitzkörper ist.According to the invention, the valve seat body has an inner opening in which a valve needle can be moved axially with the valve closing body for opening and closing the valve, the inner opening of the valve seat body being provided with a plurality of circumferentially spaced, spaced-apart flow pockets, the largest of which being radial Expansion have an opening width that is larger than a diameter upstream of the flow pockets in the valve seat body.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Ventils möglich.Advantageous further developments and improvements of the valve specified in claim 1 are possible through the measures listed in the subclaims.

FigurenlisteFigure list

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

1 einen schematischen Schnitt durch ein Brennstoffeinspritzventil in einer bekannten Ausgestaltung mit einem Abspritzöffnungen aufweisenden Ventilsitzkörper am stromabwärtigen Ventilende,
2 das abströmseitige Ventilende als Ausschnitt II von 1 in einer vergrößerten Darstellung und
3 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Ventilendes in einer Ausschnittdarstellung analog zu 2 mit im Ventilsitzkörper innen liegenden Durchflusstaschen.

Embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it

1 3 shows a schematic section through a fuel injection valve in a known embodiment with a valve seat body having spray openings at the downstream valve end,
2nd the downstream valve end as a cutout II from 1 in an enlarged view and
3rd an exemplary embodiment of a valve end according to the invention in a detail view similar to 2nd with flow pockets inside the valve seat body.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Ein in 1 dargestelltes bekanntes Beispiel eines Brennstoffeinspritzventils 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht näher dargestellten Brennraum 25 einer Brennkraftmaschine. Allgemein ist die Erfindung anwendbar bei Ventilen zum Zumessen eines Fluids.An in 1 illustrated known example of a fuel injector 1 is in the form of a fuel injector 1 designed for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines. The fuel injector 1 is particularly suitable for injecting fuel directly into a combustion chamber (not shown in detail) 25th an internal combustion engine. In general, the invention is applicable to valves for metering a fluid.

Mit einem stromabwärtigen Ende ist das Brennstoffeinspritzventil 1 in eine Aufnahmebohrung 20 eines Zylinderkopfes 9 eingebaut. Ein Dichtring 2, insbesondere aus PTFE oder PTFE mit Füllstoffen, sorgt für eine optimale Abdichtung des Brennstoffeinspritzventils 1 gegenüber der Wandung der Aufnahmebohrung 20 des Zylinderkopfes 9.With a downstream end is the fuel injector 1 in a mounting hole 20th a cylinder head 9 built-in. A sealing ring 2nd , especially made of PTFE or PTFE with fillers, ensures an optimal seal of the fuel injector 1 opposite the wall of the location hole 20th of the cylinder head 9 .

Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist an seinem zulaufseitigen Ende 3 eine Steckverbindung zu einer nicht gezeigten Brennstoffverteilerleitung auf, die durch einen Dichtring 5 zwischen einem Anschlussstutzen der Brennstoffverteilerleitung und einem Zulaufstutzen 7 des Brennstoffeinspritzventils 1 abgedichtet ist. Das Brennstoffeinspritzventil 1 verfügt über einen elektrischen Anschlussstecker 8 für die elektrische Kontaktierung zur Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1.The fuel injector 1 points at its inlet end 3rd a connector to a fuel rail, not shown, through a sealing ring 5 between a connection piece of the fuel distribution line and an inlet piece 7 of the fuel injector 1 is sealed. The fuel injector 1 has an electrical connector 8th For the electrical contact for actuating the fuel injector 1 .

Zwischen einem Ventilgehäuse 22 und einer z.B. rechtwinklig zur Längserstreckung der Aufnahmebohrung 20 verlaufenden Schulter 23 der Aufnahmebohrung 20 ist ein Entkopplungselement 24 eingelegt, das dem Ausgleich von Fertigungs- und Montagetoleranzen dient und eine querkraftfreie Lagerung auch bei leichter Schiefstellung des Brennstoffeinspritzventils 1 sicherstellt. Außerdem erfolgt damit eine optimierte Geräuschentkopplung. Das Entkopplungselement 24 ist z.B. mittels einer Sicherungsscheibe 39 gesichert.Between a valve housing 22 and one, for example, at right angles to the longitudinal extent of the receiving bore 20th trending shoulder 23 the mounting hole 20th is a decoupling element 24th inserted, which serves to compensate for manufacturing and assembly tolerances and a shear-free bearing, even when the fuel injector is slightly skewed 1 ensures. This also results in optimized noise decoupling. The decoupling element 24th is, for example, using a lock washer 39 secured.

Das Ventilgehäuse 22 des Brennstoffeinspritzventils 1 wird u.a. durch den Zulaufstutzen 7, aber auch von einem Düsenkörper 10 gebildet, in welchem eine Ventilnadel 11 angeordnet ist. Die Ventilnadel 11 steht mit einem z.B. kugelförmigen Ventilschließkörper 12 in Wirkverbindung, der mit einer an einem Ventilsitzkörper 13 angeordneten Ventilsitzfläche 14 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1, welches über wenigstens eine Abspritzöffnung 4 verfügt, typischerweise aber wenigstens zwei Abspritzöffnungen 4 aufweist. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist jedoch idealerweise als Mehrloch-Einspritzventil ausgeführt und hat deshalb zwischen vier und dreißig Abspritzöffnungen 4.The valve housing 22 of the fuel injector 1 is inter alia through the inlet connection 7 , but also from a nozzle body 10th formed in which a valve needle 11 is arranged. The valve needle 11 stands for example with a spherical valve closing body 12th in operative connection with one on a valve seat body 13 arranged valve seat surface 14 cooperates to form a sealing seat. At the fuel injector 1 in the exemplary embodiment, it is an inward opening fuel injector 1 which has at least one spray orifice 4th has, but typically at least two spray orifices 4th having. The fuel injector 1 is ideally designed as a multi-hole injection valve and therefore has between four and thirty spray orifices 4th .

Als Antrieb dient z.B. ein elektromagnetischer Kreis, der eine Magnetspule 15 als Aktuator umfasst, die in einem Spulengehäuse gekapselt und auf einen Spulenträger gewickelt ist, welcher einen Innenpol 16 umgibt. Zu dem elektroamagnetischen Kreis gehört weiterhin ein Anker 17, der auf der Ventilnadel 11 angeordnet ist. Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Anker 17 von einer Rückstellfeder 18 entgegen seiner Hubrichtung so beaufschlagt, dass der Ventilschließkörper 12 an der Ventilsitzfläche 14 in dichtender Anlage gehalten wird. Bei Erregung der Magnetspule 15 baut diese ein Magnetfeld auf, welches den Anker 17 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 18 in Hubrichtung bewegt. Der Anker 17 nimmt die Ventilnadel 11 ebenfalls in Hubrichtung mit. Der mit der Ventilnadel 11 in Verbindung stehende Ventilschließkörper 12 hebt von der Ventilsitzfläche 14 ab, und der Brennstoff wird durch die Abspritzöffnungen 4 abgespritzt.An electromagnetic circuit, for example a magnetic coil, serves as the drive 15 comprises as an actuator, which is encapsulated in a coil housing and wound on a coil carrier, which has an inner pole 16 surrounds. An armature also belongs to the electro-magnetic circuit 17th that on the valve pin 11 is arranged. In the idle state of the fuel injector 1 becomes the anchor 17th from a return spring 18th acted against its stroke direction so that the valve closing body 12th on the valve seat 14 is kept in a sealing system. When the solenoid is excited 15 this builds up a magnetic field, which is the anchor 17th against the spring force of the return spring 18th moved in the stroke direction. The anchor 17th takes the valve needle 11 also in the stroke direction. The one with the valve pin 11 related valve closing body 12th lifts from the valve seat 14 and the fuel is discharged through the orifices 4th hosed.

Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 17 nach genügendem Abbau des Magnetfeldes durch den Druck der Rückstellfeder 18 vom Innenpol 16 ab, wodurch sich die Ventilnadel 11 entgegen der Hubrichtung bewegt. Dadurch setzt der Ventilschließkörper 12 auf der Ventilsitzfläche 14 auf, und das Brennstoffeinspritzventil 1 wird geschlossen.If the coil current is switched off, the armature drops 17th after sufficient reduction of the magnetic field by the pressure of the return spring 18th from the inner pole 16 off, causing the valve needle 11 moved against the stroke direction. This sets the valve closing body 12th on the valve seat 14 on, and the fuel injector 1 will be closed.

Bei dieser Ausführung der Brennstoffeinspritzvorrichtung handelt es sich um ein System für die Benzindirekteinspritzung mit Brennstoffeinspritzventilen 1, die, wie gezeigt, mit einem elektromagnetischen Aktuator, aber auch mit Piezoaktoren betrieben und z.B. in einem Konstantdrucksystem eingesetzt werden.This embodiment of the fuel injection device is a system for direct gasoline injection with fuel injection valves 1 which, as shown, are operated with an electromagnetic actuator, but also with piezo actuators, and are used, for example, in a constant pressure system.

Bei dem Düsenkörper 10 handelt es sich um ein Ventilbauteil, das auch als Ventilsitzträger bezeichnet werden kann, da er den Ventilsitzkörper 13 aufnimmt. 2 zeigt das abströmseitige Ventilende als Ausschnitt II von 1 in einer vergrößerten Darstellung. Der Ventilsitzträger 10 und der Ventilsitzkörper 13 sind fest miteinander verbunden, üblicherweise mittels einer Schweißnaht 30, die in Umfangsrichtung am äußeren Umfang des Ventilsitzträgers 10 z.B. mit einem Laser erzeugt wird. Der Ventilsitzkörper 13 besitzt auf seiner den Abspritzöffnungen 4 gegenüberliegenden Seite einen Ringkragen 31, der einen derartigen Außendurchmesser besitzt, dass er passgenau in eine innere Öffnung des Ventilsitzträgers 10 einführbar ist. Die Schweißnaht 30 wird genau im Überlappungsbereich des Ringkragens 31 des Ventilsitzkörpers 13 mit dem Ventilsitzträger 10 gesetzt. In bekannter Weise wird der Ventilsitzkörper 13 so weit in den Ventilsitzträger 10 eingeschoben, bis der Ringkragen 31 an einer Anschlagschulter 33 des Ventilsitzträgers 10 anschlägt. Um diesen Anschlag und die entsprechende Positionierung sicher zu erreichen und die Schweißnaht 30 prozesssicher anbringen zu können, ist der Ringkragen 31 des Ventilsitzkörpers 13 mit einer axialen Länge versehen, die etwas größer ist als die Länge der inneren Öffnung des Ventilsitzträgers 10 von der Anschlagschulter 33 aus in stromabwärtiger Richtung. Damit wird vermieden, dass es zu einem nachteiligen Anschlag der Bauteile Ventilsitzträger 10 und Ventilsitzkörper 13 an einer anderen Stelle kommt. Diese Dimensionierung hat zur Folge, dass zwischen Ventilsitzträger 10 und Ventilsitzkörper 13 im äußeren Umlaufbereich ein Ringspalt 35 gebildet wird.The nozzle body 10th it is a valve component, which can also be referred to as a valve seat support, since it is the valve seat body 13 records. 2nd shows the downstream valve end as a section II from 1 in an enlarged view. The valve seat support 10th and the valve seat body 13 are firmly connected, usually by means of a weld 30th that in the circumferential direction on the outer periphery of the valve seat carrier 10th is generated with a laser, for example. The valve seat body 13 has on his the spray orifices 4th opposite side a ring collar 31 , Which has an outer diameter such that it fits snugly into an inner opening of the valve seat carrier 10th can be introduced. The weld 30th is exactly in the overlap area of the ring collar 31 of the valve seat body 13 with the valve seat support 10th set. In a known manner, the valve seat body 13 so far into the valve seat support 10th pushed in until the ring collar 31 on a shoulder 33 of the valve seat carrier 10th strikes. To safely reach this stop and the corresponding positioning and the weld seam 30th The ring collar is able to be attached reliably 31 of the valve seat body 13 provided with an axial length that is slightly greater than the length of the inner opening of the valve seat carrier 10th from the stop shoulder 33 from in the downstream direction. This prevents the valve seat support from being adversely impacted by the components 10th and valve seat body 13 comes in another place. This dimensioning means that between the valve seat support 10th and valve seat body 13 There is an annular gap in the outer circulation area 35 is formed.

Der Ringkragen 31 des Ventilsitzkörpers 13 ist vergleichsweise dünnwandig ausgeführt. Dies liegt u.a. auch daran, dass mehrere über den Umfang verteilte Durchflusstaschen 37 im Inneren des Ventilsitzkörpers 13 vorgesehen sind, die es erlauben, das Fluid, insbesondere den Brennstoff, ungehindert zur Ventilsitzfläche 14 zu leiten. Die zwischen drei und zehn Durchflusstaschen 37 stellen Axialnuten dar, die beginnend von der oberen Stirnfläche 34 des Ringkragens 31 des Ventilsitzkörpers 13, an der letztlich die Anschlagschulter 33 des Ventilsitzträgers 10 anliegt, bis hin zur Ventilsitzfläche 14 verlaufen und die innere Öffnung des Ventilsitzkörpers 13 aufweiten. Im Bereich des Ringkragens 31 ist die innere Öffnung des Ventilsitzkörpers 13 mit einem konstanten Durchmesser ausgeführt, während in stromabwärtiger Richtung auf Höhe des Ventilschließkörpers 12 über den Umfang verteilt zwischen den Durchflusstaschen 37 jeweils durchmesserreduzierte Führungsbereiche 38 vorgesehen sind. Entlang dieser achsparallel verlaufenden Führungsbereiche 38 erfolgt die Führung der axial beweglichen Ventilnadel 11 mit ihrem Ventilschließkörper 12 während ihrer Axialbewegung.The ring collar 31 of the valve seat body 13 is comparatively thin-walled. This is also due to the fact that several flow pockets are distributed over the circumference 37 inside the valve seat body 13 are provided, which allow the fluid, in particular the fuel, to the valve seat surface unhindered 14 to lead. The between three and ten flow pockets 37 represent axial grooves, starting from the upper face 34 of the ring collar 31 of the valve seat body 13 , on which ultimately the stop shoulder 33 of the valve seat carrier 10th rests up to the valve seat surface 14 run and the inner opening of the valve seat body 13 expand. In the area of the ring collar 31 is the inner opening of the valve seat body 13 executed with a constant diameter while in the downstream direction at the level of the valve closing body 12th distributed over the circumference between the flow pockets 37 diameter-reduced management areas 38 are provided. Along these axially parallel guide areas 38 the axially movable valve needle is guided 11 with their valve closing body 12th during their axial movement.

Eine Herausforderung bei der Ausgestaltung des Ventilsitzkörpers 13 besteht darin, die Festigkeit des Ventilsitzkörpers 13 in allen Teilbereichen zu gewährleisten. In einer bekannten Ausführung, wie sie in den 1 und 2 dargestellt ist, besteht die Problematik, dass die Durchflusstaschen 37 dafür sorgen, dass die Steifigkeit und Festigkeit insbesondere im Bereich des Ringkragens 31, aber auch im Bereich der Ventilkuppe mit den Abspritzöffnungen 4 reduziert sein kann. Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, insbesondere aufgrund der immer weiter steigenden Drücke der abzugebenden Fluide (z.B. bei der Benzindirekteinspritzung Drücke > 350 bar) die Festigkeit des Ventilsitzkörpers 13 insbesondere im Bereich des Ringkragens 31 bzw. der Schweißnaht 30 zu erhöhen, ohne die Funktion der Durchströmung durch eine Reduktion des Flüssigkeitsdurchflusses einzuschränken.A challenge when designing the valve seat body 13 is the strength of the valve seat body 13 to ensure in all areas. In a known version, as in the 1 and 2nd is shown, there is the problem that the flow pockets 37 ensure that the rigidity and strength especially in the area of the ring collar 31 , but also in the area of the valve tip with the spray openings 4th can be reduced. The object of the invention is therefore, in particular due to the ever increasing pressures of the fluids to be dispensed (for example, in gasoline direct injection pressures> 350 bar), the strength of the valve seat body 13 especially in the area of the ring collar 31 or the weld 30th increase without restricting the function of the flow through a reduction in the liquid flow.

Erfindungsgemäß sind deshalb im Bereich des sich axial bewegenden Ventilschließkörpers 13 Durchflusstaschen 37 vorgesehen, die nach innen im Ventilschließkörper 13 versetzt liegen, wobei dies im Sinne einer Hinterschneidung zu verstehen ist. Der Ventilsitzkörper 13 besitzt im Bereich des Ringkragens 31 eine innere Öffnung mit dem Durchmesser d, der aufgrund der dort nicht mehr vorgesehenen Durchflusstaschen kleiner gewählt ist als bei bekannten Lösungen. According to the invention are therefore in the area of the axially moving valve closing body 13 Flow pockets 37 provided that inside the valve closing body 13 are offset, which is to be understood in the sense of an undercut. The valve seat body 13 owns in the area of the ring collar 31 an inner opening with the diameter d , which is chosen smaller than in known solutions due to the flow pockets no longer provided there.

Auf diese Weise ist bei konstant bleibendem Außendurchmesser des Ventilgehäuses 22 die Materialstärke des Ringkragens 31 des Ventilsitzkörpers 13 im Bereich der Schweißnaht 30 erhöht. Erst unterhalb des Schweißbereichs schließen sich die erfindungsgemäßen Durchflusstaschen 37 an, die innenliegend, aber letztlich nach radial außen in den Ventilsitzkörper 13 eingrabend ausgeformt sind und damit die innere Öffnung im Ventilsitzkörper 13 auf eine Öffnungsweite D mit einer maximalen radialen Ausdehnung aufweiten. In vorteilhafter Weise wird der Bereich des Ringkragens 31 und damit der Bereich der Schweißung mit der Schweißnaht 30 gestärkt.In this way, the outer diameter of the valve housing remains constant 22 the material thickness of the ring collar 31 of the valve seat body 13 in the area of the weld 30th elevated. The flow pockets according to the invention only close below the welding area 37 on the inside, but ultimately radially outwards into the valve seat body 13 are molded in and thus the inner opening in the valve seat body 13 to an opening width D expand with a maximum radial extent. The area of the ring collar is advantageous 31 and thus the area of the weld with the weld seam 30th strengthened.

Die zwischen drei und zehn über den Umfang verteilten, zueinander beabstandeten Durchflusstaschen 37 stellen hinterschnittene Axialkammern dar, die im Inneren des Ventilsitzkörpers 13 unterhalb des Schweißbereichs bis hin zur Ventilsitzfläche 14 verlaufen und die innere Öffnung des Ventilsitzkörpers 13 auf die Öffnungsweite D aufweiten. Auf Höhe des Ventilschließkörpers 12 sind über den Umfang verteilt zwischen den Durchflusstaschen 37 jeweils durchmesserreduzierte Führungsbereiche 38 vorgesehen. Entlang dieser achsparallel verlaufenden Führungsbereiche 38 erfolgt die Führung der axial beweglichen Ventilnadel 11 mit ihrem Ventilschließkörper 12 während ihrer Axialbewegung. Der Führungsdurchmesser für den Ventilschließkörper 12 entspricht z.B. dem Durchmesser d der inneren Öffnung im Bereich der Schweißnaht 30. Der Führungsdurchmesser der Führungsbereiche 38 kann aber auch geringfügig vom Durchmesser d abweichen.The three to ten circumferentially spaced flow pockets 37 represent undercut axial chambers that are inside the valve seat body 13 below the welding area up to the valve seat surface 14 run and the inner opening of the valve seat body 13 on the opening width D expand. At the level of the valve closing body 12th are distributed over the circumference between the flow pockets 37 diameter-reduced management areas 38 intended. Along these axially parallel guide areas 38 the axially movable valve needle is guided 11 with their valve closing body 12th during their axial movement. The guide diameter for the valve closing body 12th corresponds, for example, to the diameter d the inner opening in the area of the weld 30th . The guide diameter of the guide areas 38 can also be slightly of the diameter d differ.

Der freigegebene Querschnitt der Durchflusstaschen 37 muss an jeder Stelle mindestens denselben Querschnitt haben wie 80 % der Summe der Querschnitte aller Abspritzöffnungen 4. Der maximale freigegebene Querschnitt der Durchflusstaschen 37 muss mindestens zehnmal der Summe der Querschnitte aller Abspritzöffnungen 4 betragen. Die axiale Länge der Durchflusstaschen 37 soll nicht länger sein als der doppelte Durchmesser des kugelförmigen Ventilschließkörpers 12.The approved cross section of the flow pockets 37 must have at least the same cross-section at all points as 80% of the sum of the cross-sections of all spray openings 4th . The maximum approved cross section of the flow pockets 37 must be at least ten times the sum of the cross sections of all spray openings 4th be. The axial length of the flow pockets 37 should not be longer than twice the diameter of the spherical valve closing body 12th .

Als typischer Werkstoff für den Ventilsitzkörper 13 kann Stahl verwendet werden. Die Herstellung kann deshalb mittels Zerspanen (z. B. Drehen, Schleifen, Honen), durch Umformen (z. B. Fließpressen) oder auch durch Urformen (z. B. Metal Injection Molding - MIM) oder durch 3D-Drucken erfolgen. Ein MIM-Prozess könnte beispielsweise mit einer ECM-Bearbeitung verknüpft werden. Ebenso ist es denkbar, den Ventilsitzkörper 13 mittels Additive Manufacturing herzustellen. Abgesehen von Stahl kommen aber auch andere metallische Werkstoffe oder keramische Werkstoffe für den Ventilsitzkörper 13 in Frage.As a typical material for the valve seat body 13 steel can be used. The production can therefore be carried out by machining (e.g. turning, grinding, honing), by forming (e.g. extrusion) or by means of master forms (e.g. metal injection molding - MIM) or by 3D printing. For example, a MIM process could be linked to ECM processing. It is also conceivable for the valve seat body 13 by means of additive manufacturing. In addition to steel, other metallic materials or ceramic materials also come for the valve seat body 13 in question.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102005052255 A1 [0002]

Claims

Valve for metering a fluid, in particular fuel injection valve (1), in particular for injecting fuel directly into a combustion chamber, for fuel injection systems of internal combustion engines, with an excitable actuator (15) for actuating a valve closing body (12) which, together with a valve seat body ( 13) formed valve seat surface (14) forms a sealing seat, and at least one spray opening (4), which is formed downstream of the valve seat surface (14), and with a valve seat body (13) which forms part of a valve housing (22) and with which Valve seat body (13) firmly connected valve seat support (10), wherein the valve seat body (13) has an inner opening in which a valve needle (11) with the valve closing body (12) for opening and closing the valve is axially movable, characterized in that the inner opening of the valve seat body (13) with several distributed over the circumference, Flow pockets (37) spaced apart from one another are provided, which in their greatest radial extent have an opening width (D) which is larger than a diameter (d) upstream of the flow pockets (37) in the valve seat body (13).

Valve after Claim 1 , characterized in that the flow pockets (37) form undercuts of the inner opening of the valve seat body (13).

Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve seat body (13) on its side opposite the spray openings (4) has a circumferential and axially aligned ring collar (31) which has an outer diameter such that it fits precisely into an inner opening of the Valve seat carrier (10) can be inserted, this overlapping area of the annular collar (31) of the valve seat body (13) and valve seat carrier (10) being used to produce a fixed connection between the two components (10, 13).

Valve after Claim 3 , characterized in that the fixed connection of the valve seat support (10) and the valve seat body (13) can be achieved by means of a weld seam (30).

Valve after Claim 4 , characterized in that in the area of the weld seam (30) the inner opening of the valve seat body (13) has the diameter (d) which is smaller than the greatest radial extent of the flow pockets (37) with the opening width (D).

Valve according to one of the preceding claims, characterized in that between three and ten flow pockets (37) distributed over the circumference are provided in the valve seat body (13).

Valve according to one of the preceding claims, characterized in that between the flow pockets (37) distributed over the circumference in each case reduced-diameter guide areas (38) are provided which serve to guide the axially movable valve needle (11).

Valve after Claim 7 , characterized in that the guide diameter for the valve closing body (12) defined by the guide regions (38) corresponds approximately to the diameter (d) of the inner opening in the valve seat body (13).

Valve after Claim 7 or 8th , characterized in that the valve closing body (12) is spherical and has a diameter which corresponds to the diameter (d) of the inner opening in the valve seat body (13).

Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the released cross section of the flow pockets (37) has at least the same cross section at every point as 80% of the sum of the cross sections of all spray openings (4).