DE19958239A1 - Hydraulisches Ventil mit Anschlag - Google Patents
Hydraulisches Ventil mit AnschlagInfo
- Publication number
- DE19958239A1 DE19958239A1 DE1999158239 DE19958239A DE19958239A1 DE 19958239 A1 DE19958239 A1 DE 19958239A1 DE 1999158239 DE1999158239 DE 1999158239 DE 19958239 A DE19958239 A DE 19958239A DE 19958239 A1 DE19958239 A1 DE 19958239A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- valve
- shut
- holding element
- spring
- holding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims description 33
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims description 33
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title description 28
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 9
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 3
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
- F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
- F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
- F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
- F02M63/0033—Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat
- F02M63/0036—Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat with spherical or partly spherical shaped valve member ends
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/007—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of the groups F02M63/0014 - F02M63/0059
- F02M63/0075—Stop members in valves, e.g. plates or disks limiting the movement of armature, valve or spring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/21—Fuel-injection apparatus with piezoelectric or magnetostrictive elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999158239 DE19958239A1 (de) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | Hydraulisches Ventil mit Anschlag |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999158239 DE19958239A1 (de) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | Hydraulisches Ventil mit Anschlag |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19958239A1 true DE19958239A1 (de) | 2001-06-21 |
Family
ID=7931256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999158239 Ceased DE19958239A1 (de) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | Hydraulisches Ventil mit Anschlag |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19958239A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
-
1999
- 1999-12-03 DE DE1999158239 patent/DE19958239A1/de not_active Ceased
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0828935B1 (de) | Einspritzventil | |
DE19519191C2 (de) | Einspritzventil | |
DE69708396T2 (de) | Piezoelektrisch gesteuertes Einspritzventil mit hydraulischer Vergrösserung des Hubs | |
DE69717744T2 (de) | Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen | |
DE69918902T2 (de) | Brennstoffinjektor | |
DE19822503C1 (de) | Steuerventil für Kraftstoffeinspritzventil | |
DE102005057526A1 (de) | Steuerventil und Kraftstoffeinspritzventil mit diesem | |
DE19701879A1 (de) | Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen | |
EP2102486B1 (de) | Injektor mit axial-druckausgeglichenem steuerventil | |
EP0807757A1 (de) | Brennstoffeinspritzventil für Verbrunnungskraftmaschinen | |
WO2005095788A1 (de) | Common-rail-injektor | |
WO2009068414A9 (de) | Einspritzdüse für kraftstoff mit kugelventil | |
DE102010004137A1 (de) | Durch Druck betätigtes Kraftstoffeinspritzventil | |
DE10015268A1 (de) | Einspritzventil mit Bypaßdrossel | |
DE19946906A1 (de) | Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen | |
EP1939441A2 (de) | Kraftstoffinjektor | |
DE102008042227A1 (de) | Kraftstoff-Injektor | |
DE10019153A1 (de) | Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen | |
DE102004042190B4 (de) | Kraftstoffinjektor mit zwei von einer Servoventileinheit getrennt steuerbaren Steuerräumen | |
DE19958239A1 (de) | Hydraulisches Ventil mit Anschlag | |
DE10026642A1 (de) | Einspritzventil mit einem Zulaufventil zu einer Arbeitskammer | |
DE10154576C1 (de) | Kraftstoffinjektor mit düsennaher Magnetventilanordnung | |
DE10050599B4 (de) | Einspritzventil mit einem Pumpkolben | |
DE102007013248A1 (de) | Druckausgeglichenes Schaltventil | |
DE19947196A1 (de) | Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |