DE19958239A1 - Hydraulisches Ventil mit Anschlag - Google Patents

Hydraulisches Ventil mit Anschlag

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Abstract

Ein hydraulisches Ventil, das insbesondere zum Einsatz in einem Einspritzventil geeignet ist, zeichnet sich durch eine Anschlageinrichtung in einer Ventilkammer aus, die den von einem Ventilstößel auf einen Absperrkörper, der von einem Federelement mit einer Kraft beaufschlagt auf einen Ventilsitz in eine Auslassöffnung in der Ventilkammer gedrückt wird, übertragenen Hub so begrenzt, wobei das Federelement durch den Hub nicht vollständig zusammengedrückt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Ventil gemäß dem O­ berbegriff des Anspruches 1. Ein solches Ventil ist aus der EP 0 816 670 A1 bekannt und dient allgemein zur Steuerung von Fluidströmen, insbesondere in Kraftstoffeinspritzventilen für Brennkraftmaschinen.
Für die Kraftstoffversorgung von Brennkraftmaschinen werden zunehmend Speichereinspritzsysteme verwendet, bei denen mit sehr hohen Einspritzdrücken gearbeitet wird. So sind unter der Bezeichnung "Common-Rail-Systeme" Einspritzsysteme be­ kannt, bei denen der Kraftstoff mittels einer Hochdruckpumpe in einen allen Zylindern der Brennkraftmaschine gemeinsamen Druckspeicher gefördert wird, von dem aus die Einspritzventi­ le an den einzelnen Zylindern versorgt werden. Das Öffnen und Schließen der Einspritzventile wird dabei durch elektromagne­ tische, und - um schnelle Schaltzeiten zu erreichen - auch durch piezoelektrische Aktoren ausgelöst.
Die Einspritzventile für solche Einspritzsysteme sind oft mit zusätzlichen hydraulischen Ventilen versehen, die das Öffnen und Schließen einer Düsennadel im Einspritzventil steuern, d. h. insbesondere, den Beginn und das Ende des Einspritzvor­ gangs zeitlich genau festlegen. Ein solches zusätzliche hyd­ raulisches Ventil, im Weiteren auch Servoventil genannt, ist z. B. in der EP 0 816 670 A1 dargestellt und weist in einem Ventilgehäuse eine Ventilkammer mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung auf, in der ein Ventilsitz ausgebildet ist. Die Auslassöffnung ist mit einem drucklosen Kraftstoff­ rücklauf zu einem Kraftstofftank verbunden, während die Ein­ lassöffnung mit einem Steuerraum im Einspritzventil in Ver­ bindung steht, in der Kraftstoff mit einem hohen Druck auf das hintere Ende einer Düsennadel im Einspritzventil wirkt, um diese Düsennadel geschlossen zu halten. In der Ventilkammer des Servoventils ist weiterhin ein Absperrkörper vorgese­ hen, der von einem Federelement in Anlage mit dem Ventilsitz in der Auslassöffnung gebracht wird, um diese Auslassöffnung geschlossen zu halten. Außerdem ist in der Rücklauföffnung ein Ventilstößel angeordnet, der von dem Aktor im Einspritz­ ventil so angesteuert wird, dass er den Absperrkörper gegen die Haltekraft des Federelements vom Ventilsitz abhebt. Bei einem offenen Servoventil kann dann Kraftstoff aus dem Steu­ erraum über die Ventilkammer im Servoventil in den Kraft­ stofftank zurückfließen, wodurch sich der Druck im Steuerraum vermindert, so dass sich die Düsennadel im Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff öffnet. Beim Abheben des Ab­ sperrkörpers vom Ventilsitz in der Auslassöffnung kann der Ventilstößel aufgrund seiner unkontrollierten ballistischen Bewegung den Absperrkörper über den notwendigen Hubweg hinaus zurückschieben, bis das Federelement auf seine minimale Größe zusammengedrückt ist. Ein solches sog. "Auf-Blockfahren" des Federelements im Servoventil führt jedoch zu einem hohen Ver­ schleiß, so dass die Gefahr des vorzeitigen Ausfalls besteht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein hydraulisches Ventil, insbesondere zum Einsatz in einem Kraftstoffein­ spritzventil bereitzustellen, bei dem gewährleistet ist, dass das Federelement zuverlässig vor erhöhtem Verschleiß ge­ schützt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 an­ gegebenen hydraulischen Ventil gelöst. Vorteilhafte Ausges­ taltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße hydraulische Ventil zeichnet sich durch eine zusätzliche Anschlageinrichtung in einer Ventilkammer aus, die den von einem Ventilstößel auf einen Absperrkörper, der von einem Federelement mit einer Kraft beaufschlagt auf einen Ventilsitz in einer Auslassöffnung gedrückt wird, über­ tragenen Hub so begrenzt, dass das Federelement durch den Hub nicht vollständig zusammengeschoben wird.
Mit dieser Ausgestaltung wird erreicht, dass Überschwinger beim Öffnen des Absperrkörpers im Ventil, die zu einem Zusam­ mendrücken des Federelements und damit zu einem hohen Ver­ schleiß dieses Federelement führen, vermieden werden. Weiter­ hin lässt sich durch den Blockschutz für das Federelement im hydraulischen Ventil der Hub des Absperrkörpers im Ventil ge­ nau einstellen. Hierdurch wird gewährleistet, dass auch bei Ventilen, die im Rahmen einer Serienfertigung hergestellt wurden, deren Funktionseigenschaften und Bauteiltoleranzen weitgehend identisch bleiben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Anschlagele­ ment so ausgestaltet, dass die Ventilkammer weitgehend ausge­ füllt ist, so dass das Volumen der Ventilkammer und damit die erforderliche Kraftstoffmenge, die in der Ventilkammer ge­ speichert werden muss, so klein wie möglich gehalten wird. Hierdurch lässt sich der Wirkungsgrad des Ventils verbessern.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen bei­ spielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Einspritzventil mit einem 2/2- Wegeventil als Servoventil;
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Servoventils;
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Servoventils;
Fig. 4A einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Servoventils;
Fig. 4B eine Aufsicht auf das Halteelement, das bei dem in Fig. 4A gezeigten Servoventil eingesetzt wird;
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine vierte Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Servoventils; und
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine fünfte Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Servoventils.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Einspritzventil mit einem 2/2- Wegeventil als Servoventil. Bei diesem Einspritzventil wird Kraftstoff mit einem sehr hohen Druck von einem Hochdruck­ speicher (nicht gezeigt) über eine Hochdruckbohrung 1 und ei­ ne Zulaufbohrung 2 mit einer Zulaufdrossel 3 zu einem Steuer­ raum 4 im Einspritzventilkörper 5 geführt. Im Steuerraum 4 wirkt der Kraftstoffdruck dann auf das hintere Ende einer a­ xialbeweglichen Düsennadel 6. Die Bewegung dieser Düsennadel 6 öffnet und schließt Einspritzlöcher 7 im Einspritzventil­ körper 5, die zum Brennraum einer Brennkraftmaschine führen. Die Einspritzlöcher 7 stehen bei geöffnetem Einspritzventil mit einer Düsenkammer 8 in Verbindung, die am vorderen Ende der Düsennadel 6 im Einspritzventilkörper 5 ausgebildet und die ihrerseits mit dem Hochdruckspeicher verbunden ist. Wenn sowohl im Steuerraum 4 als auch in der Düsenkammer 8 der vol­ le Kraftstoffdruck an der Düsennadel 6 anstehen, wird die Dü­ sennadel 6 aufgrund der größeren Wirkfläche im Steuerraum 4 nach unten gedrückt und verschließt die Einspritzlöcher 7.
Vom Steuerraum 4 führt eine Verbindungsbohrung 11 im Ein­ spritzventilkörper 5 mit einer Ablaufdrossel 10 zu einem in dem Einspritzventilkörper 5 integrierten Servoventil 9 in der Form eines 2/2-Wegeventils, das wiederum über einen drucklo­ sen Kraftstoffrücklauf 14 an einen Kraft stofftank angeschlos­ sen ist. Das Servoventil 9 wird über einen Ventilstößel 16 von einem elektromagnetischen oder piezoelektrischen Aktor 18 angesteuert und betätigt.
Das Servoventil 9 hat die Aufgabe, den Druck zu steuern, der im Steuerraum 4 zum Schließen und Öffnen des Einspritzventils auf die bewegliche Düsennadel 6 ausgeübt wird. Ist das Servoventil 9 geschlossen, steht im Steuerraum 4 im Wesentlichen der volle Kraftstoffdruck an, so dass die Düsennadel 6 die Einspritzlöcher 7 verschließt, die in den Brennraum der Brennkraftmaschine führen. Wird der Aktor 18 elektrisch ange­ steuert, übt der Ventilstößel 16 eine Kraft auf das mit einem Federelement 91 druckbeaufschlagte Servoventil 9 aus. Als Folge davon öffnet sich das Servoventil 9, so dass sich eine Verbindung zwischen dem Hochdruckspeicher, dem Steuerraum 4, dem Servoventil 9 und dem Kraftstoffrücklauf 14 einstellt. Die sich dadurch ergebende Kraftstoffströmung über das Servo­ ventil 9 führt an der Zulaufdrossel 3 und an der Ablaufdros­ sel 10 zu einem definierten Druckabfall im Steuerraum 4. Da­ durch nimmt der im Steuerraum 4 auf die Düsennadel 6 wirkende Kraftstoffdruck ab, während der Druck in der Düsenkammer 8 gleichbleibt, so dass sich die Düsennadel 6 öffnet und Kraft­ stoff aus der Düsenkammer 8 über die Einspritzlöcher 7 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsge­ mäß ausgestalteten Servoventils 9. Das Servoventil 9 weist ein Ventilgehäuse 92 auf, das fest mit dem Einspritzventil­ körper 5 verbunden ist. Im Ventilgehäuse 92 ist eine vorzugs­ weise zylinderförmige Ventilkammer 93 ausgebildet, in der auf einer Stirnseite die Verbindungsbohrung 11 zum Steuerraum 4 endet. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite der Ventilkammer 93 ist eine Ablaufbohrung 17 angebracht, die mit dem Kraft­ stoffrücklauf 14 in Verbindung steht. In der Ablaufbohrung 17 ist weiterhin der Ventilstößel 16 angeordnet, der vom Aktor 18 im Einspritzventil betätigt wird. Am Übergang von der Ab­ laufbohrung 17 zur Ventilkammer 93 ist ein kegelförmiger Ven­ tilsitz 94 vorgesehen, auf dem ein kugelförmiger Absperrkör­ per 95 aufsitzt. Die kugelförmige Ausgestaltung des Absperr­ körpers 95 hat den Vorteil, dass dieser sich selbstzentrie­ rend auf dem Ventilsitz 94 angeordnet und so zuverlässig für eine Abdichtung der Ablaufbohrung 17 sorgt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, neben den in Fig. 2 gezeigten Ausges­ taltungen andere Geometrien für den Ventilsitz 94 bzw. den Absperrkörper 95 zu wählen, die für einen zuverlässigen Dichtsitz sorgen.
In der Ventilkammer 93 ist neben dem Absperrkörper 95 weiter­ hin ein Führungsdorn 96, das Federelement 91 und ein topfför­ miges Halteelement 97 angeordnet. Der Führungsdorn 96 ist fest an der Stirnfläche der Ventilkammer 93, in der die Ver­ bindungsbohrung 11 mündet, angebracht und weist eine durchge­ hende Innenbohrung 98 auf, die genau über der Mündung der Verbindungsbohrung 9 in der Ventilkammer 93 zu liegen kommt. Der Führungsdorn 96 ist weiterhin zweistufig, mit einem ring­ förmigen Anschlag 99, auf den das als Spiralfeder ausgebilde­ te Federelement 91 mit einem Ende anschlägt, ausgebildet. Die Spiralfeder 91 stützt mit ihrem zweiten Ende das topfförmige Halteelement 97 ab. Vom topfförmigen Halteelement 97 wiederum wird der kugelförmige Absperrkörper 95 getragen, der mittig in eine Aussparung 101 am topfförmigen Halteelement 97 ein­ greift. Im Boden des topfförmigen Halteelements 97 sind wei­ terhin Durchlassbohrungen 102 eingebracht.
Die Spiralfeder 91 ist so ausgelegt, dass sie im Ruhezustand bei unbetätigtem Aktor 18 und damit Ventilstößel 16 den ku­ gelförmigen Absperrkörper 95 mit Hilfe des topfförmigen Hal­ teelements 97 auf den Ventilsitz 94 in den Ablaufbohrung 17 drückt. Der Führungsdorn 96, die Spiralfeder 91 und das topf­ förmige Halteelement 97 sind dabei so ausgelegt, dass in die­ ser Ruhestellung das topfförmige Halteelement 97 von der obe­ ren Stirnfläche des Führungsdorns 96 beabstandet gehalten wird. In diesem Ruhezustand ist die Ventilkammer 93 weiterhin mit Kraftstoff gefüllt, der aus dem Steuerraum 4 über die Verbindungsbohrung 11, die Innenbohrung 98 im Führungsdorn 96 und die Durchlassbohrungen 102 im Halteelement 97 in die Ven­ tilkammer 93 strömt. Durch die zusätzliche Anordnung des Füh­ rungsdorns 96 und des Haltekörpers 97 in der Ventilkammer 93 ist jedoch nur ein geringes Volumen mit Kraftstoff aufzufül­ len, so dass der Wirkungsgrad des Einspritzventils hierdurch kaum beeinträchtigt wird.
Zu Bestätigung des Servoventils 9 wird vom Aktor 18 auf den Ventilstößel 16 Kraft ausgeübt. Der Ventilstößel 16 drückt dann den kugelförmigen Absperrkörper 95 vom Ventilsitz 94 weg, wodurch sich die Verbindung von der Ventilkammer 93 zur Ablaufbohrung 17, die mit dem Kraftstoffrücklauf 14 in Ver­ bindung steht, öffnet, so dass Kraftstoff aus der Ventilkam­ mer 93 abfließen kann. Hierdurch wird dann der Kraftstoff­ druck im über die Verbindungsbohrung 11 angeschlossenen Steu­ erraum 4 abgebaut.
Der maximale Hub, um den der Ventilstößel 16 den kugelförmi­ gen Absperrkörper 95 vom Ventilsitz 94 abheben kann, ist durch den Abstand zwischen der Stirnfläche der Seitenwandung des topfförmigen Halteelements 97 und dem Anschlag 99 am Füh­ rungsdorn 96 vorgegeben. Dieser Abstand ist dabei so ausge­ legt, dass der Boden des topfförmigen Halteelements 97 auch beim Aufsitzen der Stirnfläche der Wandung auf dem Anschlag 99 am Führungsdorn 96 von der Stirnfläche des Führungsdorns 96 beabstandet bleibt. Hierdurch wird gewährleistet, dass auch in dieser Stellung ein Kraftstoffstrom aus dem Steuer­ raum 4 über die Verbindungsbohrung 11, die Innenbohrung 98 im Führungsdorn 96 und die Durchlassbohrungen 102 im Halteele­ ment 97 in die Ventilkammer 93 und von dort in die Ablaufboh­ rung 17 möglich ist. Weiterhin ist der maximale Hub des ku­ gelförmigen Absperrkörpers 95 durch den Abstand zwischen der Stirnfläche der Wandung des topfförmigen Halteelements 97 und dem Anschlag am Führungsdorn 96 so begrenzt, dass die Spiral­ feder 91 nicht auf ihre minimale Größe zusammengedrückt wer­ den kann. Durch diesen Blockschutz der Spiralfeder 91 wird verhindert, dass sich ein Verschleiß und damit ein vorzeiti­ ger Ausfall der Spiralfeder 91 durch maximales Zusammendrü­ cken mit hoher Kraft einstellt. Die Begrenzung des Öffnungs­ weges des Absperrkörpers 95 durch den Hubanschlag sorgt wei­ terhin dafür, dass das Servoventil 9 immer mit einem gleich­ bleibenden Hub geöffnet wird.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen Servoventils 9. Bei dieser Ausführungsform wird das topf­ förmige Halteelement 97 statt von einem Führungsdorn in einem ringförmigen Absatz 104 geführt, die in der Stirnfläche des Ventilgehäuses 92, in der die Verbindungsbohrung 11 zum Steu­ erraum 4 mündet, eingebracht ist. Die Tiefe des Absatzes 104 bestimmt dabei den maximalen Hub des kugelförmigen Absperr­ körpers 95. Dieser Hubweg ist wiederum so festgelegt, dass die Spiralfeder 91 auch bei maximalem Hub des kugelförmigen Absperrkörpers 95 durch den Ventilstößel 16 nicht auf ihre minimale Größe zusammengedrückt wird und so ein Blockschutz gewährleistet bleibt.
Fig. 4A und 4B zeigen eine weitere Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Servoventils 9, bei dem ein Halteelement 197 für den kugelförmigen Absperrkörper 95 im Wesentlichen T- förmig ausgebildet ist. Diese T-förmige Halteelement 197 ist mit einer durchgehenden Innenbohrung 105 versehen, die auf der dem kugelförmigen Absperrkörper 95 zugewandten Stirnflä­ chen in einer Aussparung 106 endet, in der der kugelförmige Absperrkörper 95 aufsitzt. Weiterhin sind sternförmig ange­ ordnete Nuten 107 in der dem kugelförmigen Absperrkörper 95 zugewandten Stirnfläche des Halteelements 197 vorgesehen, die auch dann, wenn der kugelförmige Absperrkörper 95 in der Aus­ sparung 106 am Halteelement 197 aufsitzt, zur Innenbohrung 105 im Halteelement 197 hin offen stehen. Hierdurch wird ge­ währleistet, dass ein ständiger Kraftstoffstrom vom Steuer­ raum 4 über die Verbindungsbohrung 11 durch die Innenbohrung 105 im Halteelement 197 in die Ventilkammer 93 erfolgt. Statt Nuten können jedoch auch Bohrungen im Halteelement 197 ausge­ führt sein. Das T-förmige Halteelement 197 wird, ähnlich wie bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform, in einem Absatz 104 geführt, die im Ventilgehäuse 92 ausgebildet ist und den Hubweg für den kugelförmigen Absperrkörper 95 vorgibt, so dass für einen Blockschutz der Spiralfeder 91 gesorgt ist. Die Spiralfeder 91 ist dabei auf der Stirnfläche der Ventil­ kammer 93, an die Nut 104 angrenzend, abgestützt und trägt den T-förmigen Haltekörper 197 an einer seitlich abstehenden Ringfläche 108.
Die in Fig. 5 gezeigte weitere Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Servoventils 9 unterscheidet sich von den vor­ hergehenden Ausführungsformen dadurch, dass kein Halteelement zum Abstützen des kugelförmigen Absperrkörpers 95 vorgesehen ist. Der kugelförmige Absperrkörper 95 wird direkt von der Spiralfeder 91 getragen, die mit ihrem zweiten Ende auf einem Absatz 199 eines zweistufigen Führungsdorns 196, der im We­ sentlichen dem Führungsdorn 96 in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform entspricht, abgestützt wird. Der Hubanschlag und damit der Blockschutz für die Spiralfeder 91 ist durch den Abstand zwischen dem kugelförmigen Absperrkörper 95, wenn dieser auf dem Ventilsitz 94 aufsitzt, und der dem kugelför­ migen Absperrkörper 95 zugewandten Stirnfläche des Führungs­ dorns 196 vorgegeben. Dieser Abstand ist wiederum so bemes­ sen, dass der kugelförmige Absperrkörper 95 auf der Stirnflä­ che des Führungsdorns 196 aufsitzt, bevor die Spiralfeder 91 auf ihre minimale Größe zusammengedrückt ist, wodurch ein Blockschutz der Spiralfeder 91 gewährleistet wird. Um eine ständige Verbindung zwischen der Ventilkammer 93 und dem Steuerraum 4 herzustellen, sind im Führungsdorn 96 in der o­ beren Stufe seitlich Bohrungen 109, die sich in die durchge­ hende Innenbohrung 110 im Führungsdorn 96 erstrecken, ange­ ordnet.
Das erfindungsgemäße Servoventil zeichnet sich durch einen Blockschutz für das Federelement, das den Absperrkörper im Servoventil beaufschlagt, aus. Weiterhin wird durch das Vor­ sehen eines Hubanschlages eine Begrenzung für den Öffnungsweg des Ventils vorgenommen, so dass die Funktion des Servoven­ tils genau eingestellt werden kann. Bei den gezeigten Ausfüh­ rungsformen ist das Federelement immer als Druckfeder ausge­ bildet. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit eine Zugfeder einzusetzen. Bei dieser Variante ist es dann jedoch erforder­ lich, dass die Anschlageinrichtung so ausgelegt sind, dass sie eine maximale Dehnung der Feder verhindern. Fig. 6 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines solchen Servoventils.
Bei dem in Fig. 6 gezeigten Servoventil ist ein Ventilsitz 194 in der Verbindungsbohrung 11 angeordnet, auf dem der ku­ gelförmige Absperrkörper 95 aufsitzt. Der Absperrkörper 95 ist dabei fest mit einem zylinderförmigen Halteelement 297 verbunden, dessen Rückseite sich im Eingriff mit einem Ende einer Zugfeder 191 befindet. Die Zugfeder 191 ist mit ihrem anderen Ende fest in einem ringförmigen Absatz 204 ange­ bracht, der am Übergang zwischen dem Kraftstoffrücklauf 14 und der Ventilkammer 93 ausgebildet ist. Die Rückseite des Halteelementes 297 wird weiterhin vom Ventilstößel 16 beauf­ schlagt, wobei der den Ventilstößel 16 betätigende Aktor 18 so ausgelegt ist, dass im Ausgangszustand der Ventilstößel 16 sich in seiner ausgefahrenen Stellung befindet, bei der er gegen die Zugspannung der Zugfeder 191 das Halteelement 297 nach unten in die Ventilkammer 93 drückt, so dass der Ab­ sperrkörper 95 auf dem Ventilsitz 194 aufsitzt, wodurch das Servoventil geschlossen wird.
Wenn der Ventilstößel 16 durch Betätigen des Aktors 18 dann zurückgezogen wird, zieht die Zugfeder 191 das Halteelement 297 in die Ventilkammer 93 hinein, so dass der Absperrkörper 95 vom Ventilsitz 194 abhebt und das Servoventil sich öffnet. Der maximale Verschiebweg des Halteelementes 297 und damit der maximale Hub des Absperrkörpers 95 sind durch einen An­ schlag 299 begrenzt, der sich an den Absatz 204 in der Ven­ tilkammer 93 anschließt. Auf diesen Anschlag 299 sitzt die Rückseite des Halteelementes 297 auf, wenn es von der Zugfe­ der 191 in die Ventilkammer 93 zurückgezogen wird. Der maxi­ male Hubweg des Halteelementes 297 und damit des Absperrkör­ pers 95 ist so ausgelegt, dass die Zugfeder 191 auch beim ma­ ximalen Zurückziehen des Ventilstößels 16 nicht auf ihre mi­ nimale Größe zusammengedrückt wird und so ein Blockschutz ge­ währleistet bleibt. Das in Fig. 6 gezeigte Einspritzventil eignet sich besonders zum Einsatz in einem nach außen sich öffnenden Einspritzventil.
Das erfindungsgemäße Servoventil, wie es in den Fig. 1 bis 6 gezeigt ist, kann nicht nur als 2/2-Wegeventil ausgelegt sein, sondern auch z. B. als 3/2-Wegeventil gestaltet werden. Gegenüber den in den Figuren gezeigten Ausführungsformen sind darüber hinaus Abwandlungen bezüglich der Dichtsitzgeometrie zwischen dem Ventilsitz und dem Absperrkörper möglich.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können dar­ über hinaus einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Aus­ gestaltungen von Bedeutung sein.

Claims (10)

1. Hydraulisches Ventil, insbesondere zum Einsatz in einem Einspritzventil mit
einem Ventilgehäuse (92), das eine Ventilkammer (93), eine Einlassöffnung (11) und eine Auslassöffnung (17) und einen Ventilsitz (94, 194) aufweist,
einem beweglich angeordneten Absperrkörper (95), der von ei­ nem Federelement (91) mit einer Kraft beaufschlagt wird, um den Absperrkörper (95) an dem Ventilsitz (94) in Anlage zu bringen, und
einem Betätigungselement (16), um den Absperrkörper (95) ge­ gen die Haltekraft des Federelements (91, 195) vom Ventilsitz (94, 194) abzuheben,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Ventilkammer (93) eine Anschlageinrichtung (96, 97, 104, 196, 197) vorgesehen ist, die den von dem Betätigungs­ element (16) auf den Absperrkörper (95) übertragenen Hub so begrenzt, dass das Federelement (91, 191) durch den Hub nicht vollständig auf seine minimale Größe zusammengedrückt wird.
2. Ventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlageinrichtung ein Führungselement (96, 104) und ein bewegliches Halteelement (97, 197) aufweist, wobei das Halte­ element (97, 197) zwischen dem Federelement (91) und dem Ab­ sperrkörper (95) angeordnet ist und von der Haltekraft des Federelements (91) beaufschlagt wird, der Absperrkörper (95) in das Halteelement (97, 197) eingreift und das Führungsele­ ment (96, 104) mit dem Halteelement (97, 197) so zusammen­ wirkt, dass der vom Betätigungselement (16) ausgelöste Hub des Absperrkörpers (95) von dem Halteelement begrenzt wird.
3. Ventil gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement ein Führungsdorn (96) mit einem Anschlag (99) ist, der fest in der Ventilkammer (93) angebracht ist, und das Halteelement (97) eine topfförmige Hülse ist, wobei das Federelement (91) zwischen dem Anschlag (99) am Führungs­ dorn (96) und einer Bodenfläche der topfförmigen Hülse (97) so angeordnet ist, dass die topfförmige Hülse vom Führungs­ dorn (96) beabstandet gehalten wird, wobei der Abstand den maximalen Hub des auf der topfförmigen Hülse angeordneten Ab­ sperrkörpers (95) vorgibt.
4. Ventil gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement ein Absatz (104) in der Ventilkammer (93) ist, in die das Halteelement (97, 197) eingreift, wobei das Halteelement vom Federelement (91) vom Absatzboden beabstan­ det gehalten wird, wobei der Abstand den maximalen Hub des auf dem Halteelements angeordneten Absperrkörpers (95) vor­ gibt.
5. Ventil gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (11) in dem Absatz (104) der Ventilkammer (93) mündet und dass das Halteelement als topfförmige Hülse (97) mit Durchlassbohrungen (102) ausgebildet ist.
6. Ventil gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (11) in der Nut (104) in der Ventilkammer (93) mündet und dass das Halteelement (197) T-förmig mit ei­ ner durchgehenden Innenbohrung (105) ausgebildet ist, auf der der Absperrkörper (95) aufsitzt, wobei sternförmig angeordne­ te Nuten (107) oder Bohrungen vorgesehen sind, die zur Innen­ bohrung (105) im Halteelement (197) hin offen stehen und wo­ bei das Federelement (91) das Halteelement (197) an einer seitlich abstehenden Ringfläche (108) trägt.
7. Ventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlageinrichtung einen zweistufigen Führungsdorn (196) mit einem Absatz (199) aufweist, wobei das Federelement (91) zwischen dem Absatz (199) und dem Absperrkörper (95) angeord­ net ist und den Absperrkörper (95) beabstandet von Führungs­ dorn (196) hält, wobei der Abstand so bemessen ist, dass der Absperrkörper (95) auf dem Führungsdorn (196) aufsitzt, bevor dass Federelement (91) auf seine minimale Größe zusammenge­ drückt ist.
8. Ventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlageinrichtung ein bewegliches Halteelement (297) aufweist, auf dem der Absperrkörper (95) fest angeordnet ist, wobei das Halteelement (297) von dem Federelement (191), das in einem Absatz (204) in der Ventilkammer (93) angeordnet ist, unter Zugspannung gehalten wird, das Betätigungselement (16) das Halteelement (297) gegen die Zugspannung des Halte­ elements (297) im Ruhezustand auf den Ventilsitz (194) hält und der maximale Hub des Halteelementes (297) durch einen An­ schlag (299) um den Absatz (204) herum begrenzt wird.
9. Ventil gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (91) eine Spiralfeder ist.
10. Ventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (94) kegelförmig und der Absperrkörper (95) kugelförmig ausgebildet sind.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2005071253A1 (de) * 2004-01-21 2005-08-04 Dualon International Holding Sa Ventil für flüssigkeitseinspritzung
CN104863766A (zh) * 2014-02-20 2015-08-26 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 流体运行的阀

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005071253A1 (de) * 2004-01-21 2005-08-04 Dualon International Holding Sa Ventil für flüssigkeitseinspritzung
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