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Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung für ein Einspritzventil und ein Einspritzventil.
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Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Priorität der
europäischen Patentanmeldung Nr. 12167049.1 , auf deren Offenbarungsinhalt hiermit Bezug genommen wird.
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Einspritzventile werden weitläufig eingesetzt, insbesondere bei Verbrennungsmotoren, bei denen sie dahingehend angeordnet sein können, das Fluid in einen Einlasskrümmer des Verbrennungsmotors oder direkt in die Brennkammer eines Zylinders des Verbrennungsmotors einzudosieren.
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Einspritzventile werden in verschiedenen Formen hergestellt, um verschiedenen Anforderungen für die verschiedenen Verbrennungsmotoren zu genügen. Somit können beispielsweise ihre Länge, ihr Durchmesser und auch verschiedene Elemente des Einspritzventils, die für die Art und Weise der Dosierung des Fluids verantwortlich sind, weitläufig variieren. Darüber hinaus können Einspritzventile einen Aktuator zur Betätigung einer Nadel des Einspritzventils aufnehmen, bei dem es sich beispielsweise um einen elektromagnetischen Aktuator oder einen piezoelektrischen Aktuator handeln kann.
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Zur Verbesserung des Verbrennungsprozesses im Hinblick auf die Erzeugung von unerwünschten Emissionen kann sich das jeweilige Einspritzventil zur Dosierung von Fluiden unter sehr hohen Drücken eignen. Die Drücke können beispielsweise im Falle eines Benzinmotors im Bereich von bis zu 200 bar und im Falle von Dieselmotoren im Bereich von über 2000 bar liegen.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ventilanordnung zu erzeugen, die eine zuverlässige und präzise Funktionsweise ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Ventilanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen werden in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Ventilanordnung für ein Einspritzventil spezifiziert. Die Ventilanordnung weist einen Ventilkörper mit einer Mittellängsachse auf. Der Ventilkörper weist einen Hohlraum mit einem Fluideinlassabschnitt und einem Fluidauslassabschnitt auf. Die Ventilanordnung weist eine Ventilnadel, die axial in dem Hohlraum beweglich ist, auf. Die Ventilnadel verhindert einen Fluidstrom durch den Fluidauslassabschnitt in einer Schließstellung und gibt den Fluidstrom durch den Fluidauslassabschnitt in weiteren Stellungen frei. Die Ventilanordnung weist eine elektromagnetische Aktuatoreinheit auf, die dahingehend konstruiert ist, die Ventilnadel zu betätigen. Die elektromagnetische Aktuatoreinheit weist einen Anker auf, der axial in dem Hohlraum bezüglich des Ventilkörpers und bezüglich der Ventilnadel beweglich ist. Ein Scheibenelement ist in dem Hohlraum angeordnet und ist mit der Ventilnadel fest gekoppelt. Das Scheibenelement erstreckt sich in radialer Richtung der Ventilnadel dahingehend, die axiale Bewegung des Ankers bezüglich der Ventilnadel zu beschränken.
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Das Scheibenelement ist insbesondere dahingehend betreibbar, die axiale Verschiebung des Ankers bezüglich der Ventilnadel in einer Richtung zu dem Fluidauslassabschnitt hin beispielsweise mittels mechanischer Zusammenwirkung des Ankers und des Scheibenelements über einen Flächenabschnitt des Ankers, der zu dem Fluidauslassabschnitt hinweist, und einen Flächenabschnitt des Scheibenelements, der von dem Fluidauslassabschnitt weg weist, zu beschränken. Diese Flächenabschnitte werden im Folgenden als „untere Fläche des Ankers“ bzw. „obere Fläche des Scheibenelements“ bezeichnet.
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Bei einer Ausführungsform weist die Ventilanordnung eine Haltevorrichtung auf. Die Haltevorrichtung ist dahingehend betreibbar, eine axiale Verschiebung des Ankers bezüglich der Ventilnadel in einer von dem Fluidauslassabschnitt weg verlaufenden Richtung zu beschränken. Insbesondere ist die Haltevorrichtung mit der Ventilnadel fest gekoppelt oder einstückig mit der Ventilnadel. Die Haltevorrichtung und das Scheibenelement sind vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten des Ankers positioniert.
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Der Anker kann dahingehend betreibbar sein, mechanisch mit der Ventilnadel über die Haltevorrichtung zur Verschiebung der Ventilnadel aus der Schließstellung weg zusammenzuwirken. Beispielsweise können der Anker und die Haltevorrichtung dahingehend konstruiert sein, zur Bewegung der Ventilnadel aus der Schließstellung eine formschlüssige Verbindung zwischen einer Fläche der Haltevorrichtung, die zu dem Fluidauslassabschnitt hin weist, und einer Fläche des Ankers, die von dem Fluidauslassabschnitt weg weist, herzustellen. Bei einer Ausführung kann die Haltevorrichtung mit dem Ventilkörper zum Führen der Ventilnadel in der axialen Richtung in dem Ventilkörper zusammenwirken.
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Bei einer Ausführungsform weist die Ventilanordnung eine Ankerfeder auf, die dahingehend betreibbar ist, den Anker zur Erstellung eines fluidgefüllten Spalts zwischen dem Anker und dem Scheibenelement in einer von dem Scheibenelement weg verlaufenden Richtung vorzuspannen. Die Ankerfeder kann vorzugsweise auch dahingehend betreibbar sein, den Anker zum Drücken des Ankers in den Kontakt mit der Haltevorrichtung in einer von dem Fluidauslassabschnitt weg verlaufenden Richtung vorzuspannen. Der Spalt wird insbesondere zwischen der unteren Fläche des Ankers und der oberen Fläche des Scheibenelements erstellt.
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Die Ventilanordnung weist insbesondere eine Hauptfeder auf, die zum Vorspannen der Ventilnadel zu dem Fluidauslassabschnitt hin mit der Ventilnadel und/oder mit der Haltevorrichtung zusammenwirkt. Die Kräftebilanz zwischen der Hauptfeder und der Ankerfeder wird so gewählt, dass die Ventilnadel in der Schließstellung bleibt, wenn die Aktuatoreinheit abgeschaltet wird.
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Der Anker ist entgegen der Vorspannung der Ankerfeder zur Reduzierung einer axialen Größe des Spalts und insbesondere zum Hinauspressen von Fluid aus dem Spalt heraus in der radialen Richtung axial bezüglich der Ventilnadel zu dem Scheibenelement hin verschiebbar. Bei einer Ausführungsform beträgt eine maximale axiale Größe des Spalts - d. h. insbesondere die axiale Größe des Spalts, wenn der Anker an der Haltevorrichtung anliegt - 100 µm oder weniger. Insbesondere ist die axiale Größe des Spalts der Abstand zwischen der unteren Fläche des Ankers und der oberen Fläche des Scheibenelements.
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Dies hat den Vorteil, dass die maximale axiale Verschiebung des Ankers während der Bewegung der Ventilnadel in ihre Schließstellung von dem Scheibenelement beschränkt werden kann. Die kinetische Energie des Ankers kann durch das Hinauspressen des Fluids aus dem Spalt zwischen dem Anker und dem Scheibenelement effizient verteilt werden. Somit kann die Dynamik des Ankers gedämpft werden. Demzufolge können ein Prellen des Ankers und ein Prellen der Ventilnadel, wenn sich die Ventilnadel in ihre Schließstellung bewegt, vermieden werden. Demzufolge kann ein unerwünschter Fluidstrom durch den Fluidauslassabschnitt verhindert werden.
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Bei einer Ausführungsform weist der Anker eine planare Fläche - die insbesondere durch die untere Fläche des Ankers dargestellt wird - auf, die zu dem Fluidauslassabschnitt weist. Das Scheibenelement weist eine planare Fläche - die insbesondere durch die obere Fläche des Scheibenelements dargestellt wird - auf, die zu der Fläche des Ankers weist. Bei einer Ausführungsform sind die untere Fläche des Ankers und die obere Fläche des Scheibenelements koplanar, wobei sie jeweils insbesondere eine Flächennormale aufweisen, die zu der Längsachse parallel ist. Bei einer Ausführungsform sind der Anker und das Scheibenelement dahingehend konstruiert, eine formschlüssige Verbindung zwischen der unteren Fläche des Ankers und der oberen Fläche des Scheibenelements herzustellen. Bei einer Ausführungsform sind die untere Fläche des Ankers und die obere Fläche des Scheibenelements unperforiert.
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Dies hat den Vorteil, dass die Dynamik des Ankers während der Bewegung der Ventilnadel in ihre Schließstellung durch Komprimieren und/oder Pressen von zwischen der Fläche des Ankers und der Fläche des Scheibenelements positioniertem Fluid beschränkt oder gedämpft werden kann. Auf diese Art und Weise ist eine besonders effiziente Verteilung der kinetischen Energie des Ankers erreichbar. Somit kann das Prellen des Ankers und das Prellen der Ventilnadel vermieden werden. Des Weiteren kann die Dynamik des Ankers während der Bewegung der Ventilnadel aus ihrer Schließstellung durch eine Haftwirkung, die durch die Anhaftung zwischen der planaren Fläche des Ankers und der planaren Fläche des Scheibenelements bewirkt wird, beschränkt oder gedämpft werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem Scheibenelement um eine tiefgezogene Komponente. Dies hat den Vorteil, dass das Schreibenelement recht kostengünstig hergestellt werden kann.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Einspritzventil mit einer Ventilanordnung gemäß dem ersten Aspekt spezifiziert.
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Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Ventilanordnung und des Einspritzventils gehen aus den beispielhaften Ausführungsformen, die nachstehend in Verbindung mit den Figuren beschrieben werden, hervor.
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In den Figuren zeigen:
- 1 ein Einspritzventil mit einer Ventilanordnung in einer Längsschnittansicht,
- 2 eine erste Ausführungsform der Ventilanordnung in einer Längsschnittansicht,
- 3 eine weitere Ausführungsform der Ventilanordnung in einer Längsschnittansicht,
- 4 eine vergrößerte Ansicht der Ventilanordnung, und
- 5 eine weitere vergrößerte Ansicht der Ventilanordnung.
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Elemente mit derselben Konstruktion und Funktion, die in verschiedenen Darstellungen vorkommen, werden mit demselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Ein Einspritzventil 10, das sich insbesondere zum Dosieren von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor eignet, weist insbesondere eine Ventilanordnung 12 auf. Die Ventilanordnung 12 weist einen Ventilkörper 14 mit einer Mittellängsachse L auf. Ein Gehäuse 16 ist zum Teil um den Ventilkörper 14 herum angeordnet. Der Ventilkörper 14 weist einen Hohlraum 18 auf. Der Hohlraum 18 weist einen Fluidauslassabschnitt 40 auf. Der Fluidauslassabschnitt 40 steht mit einem Fluideinlassabschnitt 42, der in dem Ventilkörper 14 vorgesehen ist, in Verbindung. Der Fluideinlassabschnitt 42 und der Fluidauslassabschnitt 40 sind insbesondere an gegenüberliegenden axialen Enden des Ventilkörpers 14 positioniert.
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Der Hohlraum 18 nimmt eine Ventilnadel 20 auf. Die Ventilnadel 20 ist hohl und weist eine Vertiefung 21 auf, die sich in Richtung der Mittellängsachse L über einen Abschnitt der axialen Länge der Ventilnadel 20 oder über die gesamte axiale Länge der Ventilnadel 20 hinweg erstreckt.
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Die Ventilanordnung 12 weist einen Anker 22 auf. Der Anker 22 ist in dem Hohlraum 18 axial beweglich. Der Anker 22 ist von der Ventilnadel 20 getrennt und ist axial bezüglich der Ventilnadel 20 und des Ventilkörpers 14 beweglich. Der Anker 22 weist eine untere Fläche 24 auf, die zu dem Fluidauslassabschnitt 40 hin weist.
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Des Weiteren weist die Ventilanordnung 12 eine Haltevorrichtung 26 auf. Die Haltevorrichtung 26 ist als ein Bund um die Ventilnadel 20 herum ausgebildet und ist mit der Ventilnadel 20 fest gekoppelt. Alternativ dazu kann die Haltevorrichtung 26 einstückig mit der Ventilnadel sein, beispielsweise kann die Ventilnadel 20 einen Schaftabschnitt und einen Bundabschnitt, der die Haltevorrichtung 26 darstellt, an einem Ende des Schafts, das zu dem Fluideinlassabschnitt 42 hin weist, aufweisen. Die Haltevorrichtung 26 ist von dem Anker 22 getrennt. Die Haltevorrichtung 26 wirkt mit einer Innenfläche des Ventilkörpers 14 dahingehend zusammen, die Ventilnadel 20 in einer axialen Richtung in dem Ventilkörper 14 zu führen. Beispielsweise kann die Haltevorrichtung 26 mit der Innenfläche des Ventilkörpers 14 zum axialen Führen der Ventilnadel 20 in Kontakt, insbesondere in Gleitkontakt, sein.
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Eine Hauptfeder 28 ist in dem Hohlraum 18 des Ventilkörpers 14 angeordnet. Die Haltevorrichtung 26 bildet einen ersten Sitz für die Hauptfeder 28.
Ein Filterelement 30 ist in dem Ventilkörper 14 angeordnet und bildet einen weiteren Sitz für die Hauptfeder 28. Während des Herstellungsprozesses des Einspritzventils 10 kann das Filterelement 30 dahingehend axial in den Ventilkörper 14 bewegt werden, die Hauptfeder 28 auf gewünschte Art und Weise vorzubelasten. Dadurch übt die Hauptfeder 28 auf die Ventilnadel 20 eine Kraft zu einer Einspritzdüse 34 des Einspritzventils 10 aus.
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In einer Schließstellung der Ventilnadel 20 liegt sie in Abdichtung auf einer Sitzplatte 32 auf, die mindestens eine Einspritzdüse 34 aufweist. Der Fluidauslassabschnitt 40 ist in der Nähe der Sitzplatte 32 angeordnet. In der Schließstellung der Ventilnadel 20 wird ein Fluidstrom durch die mindestens eine Einspritzdüse 34 verhindert. Die Einspritzdüse 34 kann beispielsweise eine Einspritzöffnung sein. Sie kann jedoch auch irgendeine andere Art, die sich zum Dosieren von Fluid eignet, sein.
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Die Ventilanordnung 12 ist mit einer Aktuatoreinheit 36 versehen, bei der es sich vorzugsweise um einen elektromagnetischen Aktuator handelt. Die elektromagnetische Aktuatoreinheit 36 weist eine Spule 38 auf, die vorzugsweise in dem Gehäuse 16 angeordnet ist. Des Weiteren weist die elektromagnetische Aktuatoreinheit 36 den Anker 22 auf. Das Gehäuse 16, Teile des Ventilkörpers 14 und der Anker 22 bilden einen elektromagnetischen Kreis.
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Ein Absatz 44 ist in dem Ventilkörper 14 angeordnet. Eine Ankerfeder 46 ist in dem Hohlraum 18 angeordnet. Der Absatz 44 bildet einen Sitz für die Ankerfeder 46. Anders ausgedrückt weist der Hohlraum 18 einen Absatz 44 auf, der einen Sitz für die Ankerfeder 46 bildet. Die Ankerfeder 46 ist vorzugsweise eine Schraubenfeder.
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2 und 3 zeigen Teile der Ventilanordnung 12. Die Ventilanordnung 12 weist ein Scheibenelement 48 auf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Scheibenelement 48 ein gedrehtes Teil (2). Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Scheibenelement 48 um eine tiefgezogene Komponente (3). Das Scheibenelement 48 ist in dem Hohlraum 18 angeordnet. Das Scheibenelement 48 ist mit der Ventilnadel 20 fest gekoppelt. Das Scheibenelement 48 erstreckt sich in einer radialen Richtung der Ventilnadel 20. Die Haltevorrichtung 26 und das Scheibenelement 28 sind derart positioniert, dass der Anker 22 axial bezüglich der Ventilnadel 20 zwischen der Haltevorrichtung 26 und dem Scheibenelement 28, beispielsweise um mindestens 50 um, verschiebbar ist.
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Gemäß der Darstellung in 4 und 5 weist das Scheibenelement 48 eine obere Fläche 50 auf, die zu der unteren Fläche 24 des Ankers 22 weist, d. h. die obere Fläche 50 des Scheibenelements 48 weist von dem Fluidauslassabschnitt 40 weg. Vorzugsweise sind die untere Fläche 24 des Ankers 22 und die obere Fläche 50 des Scheibenelements 48 planare Flächen. Die untere Fläche 24 des Ankers 22 und die obere Fläche 50 des Scheibenelements 48 sind vorzugsweise koplanar zueinander ausgerichtet. Besonders bevorzugt sind die untere Fläche 24 des Ankers 22 und die obere Fläche 50 des Scheibenelements 48 in Draufsicht entlang der Längsachse L kongruent.
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Die Ankerfeder 46 ist dahingehend betreibbar, den Anker 22 in einer axialen Richtung von dem Fluidauslassabschnitt weg und von dem Scheibenelements 28 weg zur Erstellung eines fluidgefüllten Spalts 52 zwischen dem Anker 22 und dem Scheibenelement 28 in den Kontakt mit der Haltevorrichtung 26 vorzuspannen.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise des Einspritzventils 10 genauer beschrieben:
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Das Fluid wird von dem Fluideinlassabschnitt 42 über den Hohlraum 18 des Ventilkörpers 14 und die Vertiefung 21 der Ventilnadel 20 zu dem Fluidauslassabschnitt 40 hin geleitet.
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Die Ventilnadel 20 verhindert einen Fluidstrom durch den Fluidauslassabschnitt 40 in dem Ventilkörper 14 in einer Schließstellung der Ventilnadel 20. Außerhalb der Schließstellung der Ventilnadel 20 ermöglicht die Ventilnadel 20 den Fluidstrom durch den Fluidauslassabschnitt 40. Insbesondere wirkt ein Spitzenabschnitt der Ventilnadel mechanisch mit der Sitzplatte 32 zum Abdichten der Einspritzdüse 34 und Lösen dieser Abdichtung zusammen. Der Spitzenabschnitt kann ein Dichtungselement zum Zusammenwirken mit der Sitzplatte 32 aufweisen. Das Dichtungselement kann beispielsweise kugelförmig sein (siehe 1-3).
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Wenn sich das Einspritzventil 10 mit abgeschalteter elektromagnetischer Aktuatoreinheit 36 in der Ruhestellung befindet, spannt die Hauptfeder 28 die Ventilnadel 20 zu dem Fluidauslassabschnitt 40 hin vor und drückt die Ventilnadel 20 in den Kontakt mit der Sitzplatte 32, so dass sich die Ventilnadel 20 in der Schließstellung befindet. Der Anker 22 wird durch die Ankerfeder 46 in axialer Richtung von dem Fluidauslassabschnitt 40 weg vorgespannt und somit in den Kontakt mit der Haltevorrichtung 26 gedrückt. Die Haltevorrichtung 26 beschränkt eine axiale Bewegung des Ankers 22 bezüglich der Ventilnadel 20 in einer von dem Fluidauslassabschnitt 40 weg verlaufenden Richtung. Die Hauptfeder 28 weist eine stärkere Härte als die Ankerfeder 46 auf, so dass die Ankerfeder 46 alleine nicht dahingehend betätigt werden kann, die Ventilnadel 20 aus der Schließstellung zu bewegen.
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Ob sich die Ventilnadel 20 in ihrer Schließstellung befindet oder nicht, hängt von der Kräftebilanz zwischen der Kraft an der Ventilnadel 20, die von der Aktuatoreinheit 36 mit der Spule 38 verursacht wird, und der Kraft an der Ventilnadel 20, die von der Haupt feder 28 verursacht wird, ab. Wenn die elektromagnetische Aktuatoreinheit 36 mit der Spule 38 eingeschaltet wird, kann die Spule 38 eine elektromagnetische Kraft an dem Anker 22 bewirken. Der Anker 22 wird von der Spule 38 angezogen und bewegt sich in einer axialen Richtung von dem Fluidauslassabschnitt 40 weg. Da die Haltevorrichtung 26 die axiale Bewegung des Ankers 22 bezüglich der Ventilnadel 20 in der von dem Fluidauslassabschnitt 40 weg verlaufenden Richtung beschränkt, nimmt der Anker 22 die Ventilnadel 20 mit, so dass sich die Ventilnadel 20 der Vorspannung der Hauptfeder 28 entgegenwirkend in der axialen Richtung aus der Schließstellung heraus bewegt.
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Außerhalb der Schließstellung der Ventilnadel 20 wird ein Spalt zwischen dem Ventilkörper 14 und der Ventilnadel 20 an dem axialen Ende des Einspritzventils 10, das von der Aktuatoreinheit 36 weg weist, erstellt, wobei der Spalt einen Fluidpfad bildet und Fluid durch die Einspritzdüse 34 strömen kann. Anders ausgedrückt ist die Ventilnadel 20 außerhalb der Schließstellung nicht mit der Sitzplatte 32 in Kontakt, so dass die Einspritzdüse 34 zur Abgabe von Fluid aus der Ventilanordnung (12) nicht abgedichtet ist. Fluid kann von dem Fluideinlassabschnitt 42 zu der Vertiefung 21 der Ventilnadel 20, weiter durch die Kanäle zwischen der Vertiefung 21 der Ventilnadel 20 und dem Hohlraum 18 des Ventilkörpers 14 zu dem Fluidauslassabschnitt 40 strömen.
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Wenn die Aktuatoreinheit 36 abgeschaltet wird, kann die Hauptfeder 28 die Haltevorrichtung 26 und die Ventilnadel 20 zur Bewegung in einer axialen Richtung zu dem Fluidauslassabschnitt 40 hin zwingen, bis die Schließstellung der Ventilnadel 20 erreicht ist. Während des Schließens der Ventilnadel 20 kann sich der Anker 22 bezüglich der Ventilnadel 20 und der Haltevorrichtung 26 in der axialen Richtung bewegen und kann sich dahingehend von der Haltevorrichtung 26 lösen, sich weiter zu dem Fluidauslassabschnitt 40 hin zu bewegen. Die Bewegung des Ankers 22 zu dem Fluidauslassabschnitt 40 hin bezüglich der Ventilnadel 20 wird durch die Ankerfeder 46 verzögert, die letztlich den Anker 22 wieder in den Kontakt mit der Haltevorrichtung 26 drückt.
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Insbesondere nimmt die Haltevorrichtung 26 den Anker 22 während des Schließens der Ventilnadel 20, d. h. während der axialen Bewegung der Ventilnadel 20 bezüglich des Ventilkörpers 14 in die Schließstellung, mit. Wenn die Ventilnadel 20 die Sitzplatte 32 erreicht, endet die axiale Bewegung der Ventilnadel 20. Der Anker 22 setzt seine Bewegung - in Richtung zu dem Fluidauslassabschnitt 40 hin bezüglich der Ventilnadel 20 und des Ventilkörpers 13 - fort, wobei die Ankerfeder 46, die mit einem ihrer axialen Enden an dem Absatz 44 des Hohlraums 18 anliegt und mit dem anderen axialen Ende an dem Anker 22 anliegt, zusammengedrückt wird.
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Durch das Zusammendrücken der Ankerfeder 46 wird ein erster Teil der kinetischen Energie des sich bewegenden Ankers 22 in potentielle Energie für die Ankerfeder 46 umgewandelt. Im Folgenden ermöglicht die in der Ankerfeder 46 gespeicherte potentielle Energie eine Bewegung des Ankers 22 in der entgegengesetzten Richtung, d. h. von dem Fluidauslassende 40 bezüglich der Ventilnadel 20 und des Ventilkörpers 14 weg zu der Haltevorrichtung 26 hin.
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Das Scheibenelement 48 gestattet eine Verteilung eines zweiten Teils der kinetischen Energie des sich bewegenden Ankers 22. Das Scheibenelement 48 ist derart befestigt, dass ein vorbestimmter Abstand D des Scheibenelements 48 von dem Anker 22 - insbesondere zwischen der unteren Fläche 24 des Ankers 22 und der oberen Fläche 50 des Scheibenelements 48 - erhalten werden kann. Der vorbestimmte Abstand wird insbesondere dann erhalten, wenn der Anker 22 mit der Haltevorrichtung 26 in Kontakt ist (siehe 4). Vorzugsweise liegt der Abstand D im Bereich von etwa 70-100 µm. Anders ausgedrückt ist der vorbestimmte Abstand D insbesondere eine maximale axiale Größe eines fluidgefüllten Spalts zwischen dem Anker 22 und dem Scheibenelement 48.
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Aufgrund dessen ist der Anker 22 dazu in der Lage, sich zwischen der Haltevorrichtung 26 und dem Scheibenelement 48 zu bewegen. Während des Schließvorgangs, nachdem die Ventilnadel 20 mit der Sitzplatte 32 in Kontakt gekommen ist, setzt der Anker 22 seine Bewegung in einer Richtung zu der oberen Fläche 50 des Scheibenelements 48 hin fort, wodurch die Fluidschicht 52, die zwischen dem Scheibenelement 48 und dem Anker 42 positioniert ist, zusammengedrückt wird. Die axiale Größe des fluidgefüllten Spalts 52 wird auf diese Art und Weise reduziert. Kinetische Energie des Ankers 22 wird dabei durch Übertragung auf die Fluidschicht 52 verteilt. Die Fluidschicht 52 tritt zumindest zum Teil aus dem Spalt zwischen dem Scheibenelement 48 und dem Anker 22 in einer Fluidströmungsrichtung F aus (4). Insbesondere wird Fluid in der radialen Richtung aus dem Spalt gepresst. Aufgrund der Verdrängung der Fluidschicht 52 kann die kinetische Energie des Ankers 22 derart reduziert werden, dass, wenn die Ankerfeder 46 den Anker 22 in seine anfängliche Schließstellung drückt, der Anker 22 im Kontakt mit der Haltevorrichtung 26 besonders sanft auf die Haltevorrichtung 26 schlägt, so dass ein erneutes Öffnen des Einspritzventils 10 vermieden werden kann.
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Der Hauptvorteil der vorliegenden Ventilanordnung 12 besteht darin, dass aufgrund des Scheibenelements 48 Prellen und Betätigungen des Einspritzventils 10 nach der Einspritzung vermieden werden können. Der Anker 22 kann sich in einer frühen Phase des Schließvorgangs in seine anfängliche Schließstellung bewegen. Somit können mehrere Einspritzungen des Einspritzventils 10 mit geringfügigen Verzögerungen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einspritzprozessen durchgeführt werden.
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Darüber hinaus kann ein Überschießen der Ventilnadel 20 während des Öffnungsvorgangs der Ventilnadel 20 reduziert werden. Insbesondere löst sich die Ventilnadel 20 von der Haltevorrichtung 26 und bewegt sich weiter zu dem Fluideinlassabschnitt 42 hin bezüglich des Ventilkörpers 14 und des Ankers 22 entgegen der Vorspannung der Hauptfeder 28, wenn der Anker 22 seine Bewegung zu dem Fluideinlassabschnitt 42 hin zum Ende seiner Öffnungstransiente beendet. Diese Relativbewegung der Ventilnadel 20 bezüglich des Ankers 22 reduzierte die axiale Größe des Spalts zwischen der oberen Fläche 50 des Scheibenelements 48 und der unteren Fläche 24 des Ankers 22 analog vorstehender Beschreibung. Somit wird ein Teil der kinetischen Energie der Ventilnadel 20 durch das Pressen von Fluid aus dem Spalt in einer radialen Richtung verteilt. Somit wird die Ventilnadel 20 schneller als von der Hauptfeder 28 alleine verzögert, so dass das Überschießen der Ventilnadel 20 reduziert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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