EP3141737A1 - Valve for metering a fluid - Google Patents

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EP3141737A1
EP3141737A1 EP16179669.3A EP16179669A EP3141737A1 EP 3141737 A1 EP3141737 A1 EP 3141737A1 EP 16179669 A EP16179669 A EP 16179669A EP 3141737 A1 EP3141737 A1 EP 3141737A1
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EP
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armature
spring
spring element
valve
radially
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EP16179669.3A
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Peter Land
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
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    • F02M63/0075—Stop members in valves, e.g. plates or disks limiting the movement of armature, valve or spring
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    • F02M2547/00—Special features for fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M2547/006—Springs assisting hydraulic closing force

Definitions

  • the invention relates to a valve for metering a fluid, in particular a fuel injection valve for internal combustion engines. Specifically, the invention relates to the field of injectors for fuel injection systems of motor vehicles, in which there is preferably a direct injection of fuel into combustion chambers of an internal combustion engine.
  • a fuel injector which is used for fuel injection systems of internal combustion engines.
  • the known fuel injection valve comprises a valve needle which cooperates with a valve seat surface to a sealing seat, and an armature connected to the valve needle, which is acted upon by a return spring in a closing direction and which cooperates with a magnetic coil.
  • the anchor is in this case arranged stationarily on the valve needle.
  • valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that an improved design and operation are possible.
  • a rotational movement of the armature with respect to the valve needle can be prevented.
  • the fluid serving as armature armature is not fixedly connected to the valve needle, but mounted between stops flying.
  • stops can be realized by stop sleeves and / or stop rings.
  • the armature is adjusted in the idle state with respect to the valve needle fixed stop, so that the armature rests there.
  • the complete armature free travel is then available as an acceleration section. This results in comparison with a fixed connection of the armature with the valve needle the advantage that the valve needle can be safely opened even at higher pressures by the resulting pulse of the armature when opening the same magnetic force.
  • Another advantage is that a decoupling of the masses involved takes place so that the resulting impact forces on the sealing seat are divided into two pulses.
  • the spring element can be clamped radially with the armature or a separate spring force transmission means.
  • a clamp on the armature a suitable structural design of the armature is provided. If the spring force transmission means is provided, then there are greater constructive freedom in the design of the armature and the possibility of simplifying the design of the armature.
  • a spring force transmission means may be suitably connected to the armature. Such a connection can be achieved, for example, by welding.
  • the spring force transmission means is not necessarily provided here as an additional element, which is used exclusively for the rotational fixation, since it can also be used for applying the spring force in a suitable direction to the anchor.
  • Possible embodiments according to claim 2 have the advantage that by the shape of the spring element, the clamping can be placed especially on the end regions, in particular on the last or the last turns. Furthermore, contact with other elements can thereby be avoided.
  • the embodiment according to claim 3 has the advantage that a simplification of the design of the armature and / or at least one additional functionality can be realized via the spring force transmission means.
  • a direction reversal of the spring force can be achieved via the spring force transmission means.
  • a guide on the valve needle can be improved via the spring force transmission means.
  • An advantageous development, with which, for example, such a reversal of the spring force direction is possible, is specified in claim 4.
  • a receptacle for the spring element can be created in addition, which allows easy installation.
  • An advantageous attachment for radial clamping is possible in this regard according to claim 5.
  • the spring element can also be clamped radially inwardly on a spring force transmission means.
  • the spring force transmission means can also realize a leadership function.
  • the embodiment according to claim 8 has the advantage that a direct clamping to the anchor is possible. Here, a clamping to the outside can be realized.
  • the development according to claim 9 are variants that allow terminals inwardly or outwardly to the stop element.
  • the holding force can be adjusted by the geometry in the relaxed state and a spring rate.
  • valve needle in claim 10 variants are given, indicating the advantageous embodiments of the valve needle.
  • a separate stop element can in this case be welded onto the valve needle, for example.
  • the two-sided terminals of the spring force transmission means a backlash-free rotational fixation of the armature can be realized.
  • a spring inner diameter for enabling the clamping connection with a shoulder or the like can be selected smaller than a diameter of the heel.
  • the spring element can be rotated counter to its winding direction and pushed simultaneously on the heel or the like. By the rotational movement then increases the spring inner diameter and the paragraph or the like penetrates into the wound spring element until the desired end position is reached. Then hold the spring element by friction on the heel or the like. The holding force is set by the excess of the spring element and the spring rate.
  • the spring outer diameter in the initial state is greater than the bore or the like.
  • the spring element is rotated in its winding direction and simultaneously pushed into the bore or the like. By the rotational movement then reduces the spring outside diameter and the wound spring element penetrates into the bore or the like.
  • Fig. 1 shows a valve 1 in a partial, schematic sectional view according to a first embodiment.
  • the valve 1 serves to meter a fluid.
  • the valve 1 can in this case be designed in particular as a fuel injection valve 1.
  • a preferred application is a fuel injection system in which a plurality of such fuel injection valves 1 are designed as high-pressure injection valves 1 and serve for the direct injection of fuel into associated combustion chambers of the internal combustion engine.
  • liquid or gaseous fuels can be used as the fuel.
  • the valve 1 has an actuator 2, which comprises a magnetic coil 3 and an armature 4.
  • an actuator 2 which comprises a magnetic coil 3 and an armature 4.
  • By energizing the magnetic coil 3 is closed via an inner pole 5 of the actuator 2 and a housing 6, which is at least partially ferromagnetic, a magnetic circuit, whereby an actuation of the armature 4 takes place.
  • actuation of a valve needle 7, which is guided movably along the longitudinal axis 8 in the housing 6, is again possible via the armature 4.
  • the armature 4 is also guided along the longitudinal axis 8.
  • the interaction of the armature 4 with the valve needle 7 takes place here so that between stop elements 9, 10, a relative movement of the armature 4 is made possible to the valve needle 7.
  • the stop elements 9, 10 can in this case be designed as stop rings 9, 10 and / or stop sleeves 9, 10.
  • the armature 4 also has a further end face 13, which faces a stop surface 14 of the stop element 10.
  • the valve needle 7 serves to actuate a valve closing body 15, which may be formed integrally with the valve needle 7.
  • the valve closing body 15 cooperates with a valve seat surface 16 to form a sealing seat.
  • the valve 1 has a spring cup 20, which in this embodiment has a plurality of openings 21, 22 which are circumferentially distributed on the spring cup 20 are configured, wherein for ease of illustration, the openings 21, 22 are marked.
  • the armature 4 has bores 23, 24 which extend coaxially from the further end face 13 to extend the end face 12 and allow a flow of a fluid.
  • the fluid may be, for example, the fuel to be metered, which is supplied via an axial channel 25 and then passes through a space 26 to the valve closing body 15.
  • the spring cup 20 is welded in this embodiment with the armature 4, which is illustrated by a circumferential weld 27.
  • a spring element 28 is arranged, which has a suitable number of turns 29, 30, 31. To simplify the illustration, the turns 29, 31 provided at the ends and a turn 30 provided between these turns 29, 31 are marked here.
  • a shoulder 35 is formed in this embodiment.
  • an inner wall 36 is formed at the spring cup 20 at the spring cup 20 at the spring cup 20, an inner wall 36 is formed.
  • the spring element 28 is clamped on the one hand at least with its last turn 29 on the shoulder 35 of the stop element 9.
  • the last turn 29 is slightly expanded during assembly, so that there is a radial bias.
  • the spring element 28 is clamped against the inner wall 36 of the spring cup 20, at least with its last turn 31.
  • the last turn 31 is slightly compressed during assembly.
  • the spring element 28 is formed in this embodiment so that the last turn 29 is smaller than a diameter of the shoulder 35 and the spring element 28 is thus expanded and thus holds by a frictional engagement on the stop element 9.
  • the winding 31, however, is larger than an inner diameter of the spring cup 20 formed on the inner wall 36, wherein the spring element 28 is screwed during assembly and then holds by a frictional engagement in the spring cup 20.
  • the stop element 10 may be welded onto the valve needle 7, as shown in the Fig. 1 is illustrated by a circumferential weld 37. Accordingly, the stop element 9 can be welded by means of a peripheral weld 38 on the valve needle 7. Here, the anchor free travel over the distance of the stop elements 9, 10 is set.
  • the spring element 28 may be designed in particular conical. Such a conical design is also based on the Fig. 2 illustrated.
  • the valve 1 also has a return spring 39 which acts on the valve needle 7 via the stop element 10.
  • the return spring 39 thus also acts to apply a bias to the sealing seat.
  • the initial position of the armature 4 on the abutment surface 11 is ensured via the spring element 28.
  • the armature 4 by means of the spring cup 20th acted upon by an axial spring force acting counter to an opening direction 40.
  • the complete anchor free travel available.
  • the armature 4 is thus first accelerated so that it can build up a motion impulse. If the armature 4 abuts the stop surface 14 of the stop element 10 after passing through the armature free travel, then a larger momentum impulse is available for opening the valve 1.
  • the movement of the armature 4 with the valve needle 7 is then limited by abutment against the inner pole 5.
  • To close the solenoid 3 is de-energized, so that due to the return spring 39 is closing. About the spring element 28, the armature 4 is returned to its original position at the end.
  • Fig. 2 shows that in Fig. 1 shown valve 1 in a partial, schematic sectional view according to a second embodiment.
  • the spring element 28 is designed as a conically wound spring element 28 with an axially tapering envelope 45.
  • the envelope 45 may be designed as a lateral surface of a truncated cone.
  • the extent of a conical configuration of the spring element 28 depends on the diameter of the shoulder 35 and the inner diameter of the inner wall 36 in the region of the winding 31. It is essential that a sufficient radial clamping is achieved by an expansion of the winding 29 and a compression of the winding 31.
  • Fig. 3 shows the in Fig. 1 labeled III section of a valve 1 according to a third embodiment.
  • an annular recess 46 in the form of an annular groove 46 is formed on the armature 4, in which the spring element 28 is inserted at least with its last turn 29.
  • an outer diameter of the winding 29 is set so large that a radial compression is required to mount the spring element 28.
  • the spring element 28 is then clamped radially in the annular recess 46 of the armature 4 by radial compression.
  • a radial clamping on a shoulder 47 of the stop element 10 is made possible on the stop element 10 by spreading the spring element 28 on its turn 31. At least on the winding 31, the spring element 28 is radially spread.
  • the annular recess 46 is provided in this embodiment on the end face 13 of the armature 4, since the spring element 28 then acts counter to the opening direction 40 to urge the armature 4 in its initial position.
  • Fig. 4 shows the in Fig. 1 labeled III section of a valve 1 according to a fourth embodiment.
  • a shoulder 48 is formed on the armature 4.
  • the end face 13, with which the armature 4 abuts against the stop surface 14 of the stop element 10, is formed in the region of the shoulder 48 in this exemplary embodiment.
  • the winding 31 of the spring element 28 is in a comparable manner as in the case of the Fig. 3 described third embodiment clamped to the paragraph 47.
  • the spring element 28 is clamped in this embodiment, also on the shoulder 48 of the armature 4, wherein the clamping takes place by spreading at least the last turn 29 of the spring element 28.
  • the clamping is thus in this case also on the shoulder 48 radially inwards.
  • the spring element 28 is configured in this embodiment as a belly-shaped coiled spring element 28 having an axially widening and then rejuvenating envelope 45. This avoids that the spring element 28 abuts between its both sides provided last turns 29, 31, for example with the winding 30, to a part of the armature 4 or a part 49 of the stop element 10.
  • the spring element 28 is therefore expanded in this embodiment at both ends or the last turns 29, 31 and holds there by frictional engagement on its partner 47, 48, ie the shoulder 47 of the stop element 10 or the shoulder 48 of the armature. 4
  • Fig. 5 shows the in Fig. 1 III labeled section of a valve 1 according to a fifth embodiment.
  • an annular recess 46 is configured on the armature 4, which, however, in contrast to the annular recess 46 of the armature 4 according to the third embodiment, which is based on the Fig. 3 is described, directly adjacent to the valve needle 7.
  • the annular recess 46 of the armature 4 is therefore designed as an annular step 46.
  • the stop element 10 has an inner wall 51, which is formed on the basis of an annular recess 50 configured on the stop element 10.
  • the annular recess 50 also directly adjoins the valve needle 7.
  • the spring element 28 is now on the one hand at least on the last turn 29 radially clamped by compression of the annular recess 46 to the outside with the armature 5 radially. Accordingly, the spring element 28 on the other hand, at least at the last Winding 31 is clamped by compressing radially outwardly against the inner wall 51 of the stop element 10.
  • the spring element 28 and / or the inner wall 51 and the annular recess 50 of the stop element 10 are designed so that the turns, for example, the winding 30, which lie between the clamped turns 29, 31, preferably no contact on the one hand to the inner wall 51 and on the other hand to the valve needle 7 have.
  • a designed as a spring cup 20 spring force transmission means 20 is provided, to which the spring element is clamped by compression radially.
  • no such spring force transmission means is provided.
  • a sixth exemplary embodiment is described, in which a spring force transmission means 60 designed as a guide sleeve 60 is provided, in which case no reversal of the direction of the force of the spring element 28 takes place.
  • Fig. 6 shows the in Fig. 1 III labeled section of a valve 1 according to a sixth embodiment.
  • a guide sleeve 60 is provided, which is guided on the valve needle 7.
  • the guide is in this case between the abutment surfaces 11, 14 of the stop elements 9, 10.
  • the armature 4 is fixedly connected to the guide sleeve 60 in a suitable manner.
  • This embodiment has the advantage that the manufacture of the armature 4 is simplified, since the guide clearance is given by the pairing with the guide sleeve 60 and the valve needle 7. Furthermore, an axial length of the guide sleeve 60 can be shortened in a simple manner to the required extent.
  • the guide sleeve 60 has a shoulder 61, with which the guide sleeve 60 protrudes axially beyond the end face 13 of the armature 4.
  • the spring element 28 is clamped radially with its last turn 29.
  • a belly-shaped configuration of the spring element 28 is predetermined, as it is also based on the Fig. 4 described fourth embodiment is the case.
  • the clamping on the stop element 10 may also be based on the Fig. 4 correspond described embodiment.
  • An axial through-hole 62 of the armature 4 can thus be used directly for guiding on the valve needle 7, depending on the design of the valve 1, or also allow the attachment to a spring force transmission means 60 designed as a guide sleeve 60.
  • the spring element 28 can transmit its spring force required for the return directly or by means of a spring force transmission means 20, 60 to the armature 4, wherein a support on one of the stop elements 9, 10 takes place.
  • a plurality of such spring elements 28 are provided, which in sum the apply required restoring force.
  • a guide sleeve 60 may extend completely through the axial throughbore 62 of the armature 4. In such an embodiment, the stop on the stop surfaces 11, 14 carried on the guide sleeve 60 respectively.
  • a modified embodiment is conceivable in which on the one hand a stop on the armature 4 and on the other hand on the guide sleeve 60 takes place.
  • stop elements 9, 10 are not necessarily designed as separate components. Specifically, one of the stop elements 9, 10 may also be designed in one piece with the valve needle 7.
  • the spring element 28 is in this case on the one hand radially clamped with the armature 4 or a spring force transmission means 20, 60 and on the other hand radially with the relevant stop element 9, 10. This jamming takes place on both sides preferably in such a manner that a backlash-free rotational fixation of the armature 4 is realized.

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Abstract

Ein Ventil (1) zum Zumessen eines Fluids, das insbesondere als Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen dient, umfasst einen elektromagnetischen Aktuator (2) und eine mittels eines Ankers (4) des Aktuators (2) betätigbare Ventilnadel (7). Der Anker (4) ist an der Ventilnadel (7) bewegbar geführt. Ferner ist ein Federelement (28) vorgesehen, das den Anker (4) zumindest mittels eines mit dem Anker (4) verbundenen Federkraftübertragungsmittels (20, 60) gegen ein bezüglich der Ventilnadel (7) ortsfest an der Ventilnadel (7) angeordnetes Anschlagelement (9, 10) beaufschlägt. Das Federelement (28) ist einerseits radial mit dem Anker (4) oder dem Federkraftübertragungsmittel (20, 60) und andererseits radial mit dem Anschlagelement (9, 10) verklemmt. Dadurch ist eine spielfreie Drehfixierung des Ankers (4) realisierbar.

Figure imgaf001
A valve (1) for metering a fluid, which serves in particular as a fuel injection valve for internal combustion engines, comprises an electromagnetic actuator (2) and a valve needle (7) which can be actuated by means of an armature (4) of the actuator (2). The armature (4) is movably guided on the valve needle (7). Furthermore, a spring element (28) is provided, which supports the armature (4) at least by means of a spring force transmission means (20, 60) connected to the armature (4) against a stop element (9) fixed to the valve needle (7) with respect to the valve needle (7) , 10). The spring element (28) is clamped on the one hand radially with the armature (4) or the spring force transmission means (20, 60) and on the other hand radially with the stop element (9, 10). As a result, a backlash-free rotational fixation of the armature (4) can be realized.
Figure imgaf001

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Zumessen eines Fluids, insbesondere ein Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Injektoren für Brennstoffeinspritzanlagen von Kraftfahrzeugen, bei denen vorzugsweise eine direkte Einspritzung von Brennstoff in Brennräume einer Brennkraftmaschine erfolgt.The invention relates to a valve for metering a fluid, in particular a fuel injection valve for internal combustion engines. Specifically, the invention relates to the field of injectors for fuel injection systems of motor vehicles, in which there is preferably a direct injection of fuel into combustion chambers of an internal combustion engine.

Aus der DE 103 60 330 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen dient. Das bekannte Brennstoffeinspritzventil umfasst eine Ventilnadel, die mit einer Ventilsitzfläche zu einem Dichtsitz zusammen wirkt, und einen mit der Ventilnadel verbundenen Anker, der von einer Rückstellfeder in einer Schließrichtung beaufschlagt ist und der mit einer Magnetspule zusammen wirkt. Der Anker ist hierbei ortsfest an der Ventilnadel angeordnet.From the DE 103 60 330 A1 a fuel injector is known which is used for fuel injection systems of internal combustion engines. The known fuel injection valve comprises a valve needle which cooperates with a valve seat surface to a sealing seat, and an armature connected to the valve needle, which is acted upon by a return spring in a closing direction and which cooperates with a magnetic coil. The anchor is in this case arranged stationarily on the valve needle.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Ventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine verbesserte Ausgestaltung und Funktionsweise ermöglicht sind. Insbesondere kann bei einer Ausgestaltung mit einem Ankerfreiweg eine Drehbewegung des Ankers bezüglich der Ventilnadel unterbunden werden. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Ventils möglich.The valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that an improved design and operation are possible. In particular, in one embodiment with an anchor free passage, a rotational movement of the armature with respect to the valve needle can be prevented. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements of the specified in claim 1 valve are possible.

Bei dem Ventil zum Zumessen des Fluids ist der als Magnetanker dienende Anker nicht fest mit der Ventilnadel verbunden, sondern zwischen Anschlägen fliegend gelagert. Solche Anschläge können durch Anschlaghülsen und/oder Anschlagringe realisiert werden. Über zumindest eine Feder wird der Anker im Ruhezustand an einen bezüglich der Ventilnadel ortsfesten Anschlag verstellt, so dass der Anker dort anliegt. Bei der Ansteuerung des Ventils steht dann der komplette Ankerfreiweg als Beschleunigungsstrecke zur Verfügung. Hierdurch ergibt sich gegenüber einer festen Verbindung des Ankers mit der Ventilnadel der Vorteil, dass durch den entstehenden Impuls des Ankers beim Öffnen bei gleicher Magnetkraft die Ventilnadel auch bei höheren Drücken sicher geöffnet werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine Entkopplung der beteiligten Massen erfolgt, so dass die resultierenden Anschlagkräfte am Dichtsitz auf zwei Impulse aufgeteilt werden.In the valve for metering the fluid serving as armature armature is not fixedly connected to the valve needle, but mounted between stops flying. Such stops can be realized by stop sleeves and / or stop rings. About at least one spring, the armature is adjusted in the idle state with respect to the valve needle fixed stop, so that the armature rests there. When the valve is actuated, the complete armature free travel is then available as an acceleration section. This results in comparison with a fixed connection of the armature with the valve needle the advantage that the valve needle can be safely opened even at higher pressures by the resulting pulse of the armature when opening the same magnetic force. Another advantage is that a decoupling of the masses involved takes place so that the resulting impact forces on the sealing seat are divided into two pulses.

Für solch ein Ankerfreiwegskonzept ist es zwar möglich, dass die Federn mit Spiel montiert werden. Dies ermöglicht dann aber eine Drehbewegung des Ankers während der Montage und im Betrieb. Durch diese Drehbewegung und im Zusammenhang mit möglichen Planabweichungen an den Anschlagflächen ergibt sich eine Veränderung des Ankerfreiwegs, die sich auf die Funktionswerte des Ventils, insbesondere eine bei einer Betätigung eingespritzte Brennstoffmenge, auswirken. Daher ist zumindest bezüglich eines der Federelemente eine geklemmte Montage vorgesehen, bei der das Federelement einerseits radial mit dem Anker beziehungsweise einem Federübertragungsmittel und andererseits radial mit dem Anschlagelement verklemmt ist. Somit können zugleich ein Ankerfreiweg und eine spielfreie Drehfixierung des Ankers realisiert werden. Zusätzliche Bohrungen, Stifte, andere Befestigungselemente oder Befestigungsverfahren, wie Schweißen, sind hierfür nicht erforderlich, so dass diese Lösung äußerst wirtschaftlich ist.For such an anchor travel concept, it is possible that the springs are mounted with clearance. This then allows a rotational movement of the armature during assembly and during operation. As a result of this rotational movement and in connection with possible deviations in plan at the abutment surfaces, a change in the armature free travel results, which has an effect on the functional values of the valve, in particular an amount of fuel injected during an actuation. Therefore, a clamped mounting is provided at least with respect to one of the spring elements, in which the spring element is clamped on the one hand radially to the armature or a spring transmission means and on the other hand radially to the stop element. Thus, at the same time an anchor free travel and a backlash-free rotational fixation of the anchor can be realized. Additional holes, pins, other fasteners or attachment methods, such as welding, are not required for this, so this solution is extremely economical.

Je nach Ausgestaltung des Ventils kann das Federelement radial mit dem Anker oder einem separaten Federkraftübertragungsmittel verklemmt sein. Bei einer Klemmung an dem Anker ist eine geeignete konstruktive Ausgestaltung des Ankers vorgesehen. Wenn das Federkraftübertragungsmittel vorgesehen ist, dann ergeben sich größere konstruktive Freiheiten bei der Ausgestaltung des Ankers und die Möglichkeit einer einfacheren Ausgestaltung des Ankers. Ein Federkraftübertragungsmittel kann auf geeignete Weise mit dem Anker verbunden sein. Solch eine Verbindung kann beispielsweise durch Schweißen erzielt werden. Das Federkraftübertragungsmittel ist hierbei nicht notwendigerweise als zusätzliches Element vorgesehen, das ausschließlich für die Drehfixierung genutzt wird, da es auch zum Aufbringen der Federkraft in einer geeigneten Richtung auf den Anker genutzt werden kann.Depending on the design of the valve, the spring element can be clamped radially with the armature or a separate spring force transmission means. When a clamp on the armature a suitable structural design of the armature is provided. If the spring force transmission means is provided, then there are greater constructive freedom in the design of the armature and the possibility of simplifying the design of the armature. A spring force transmission means may be suitably connected to the armature. Such a connection can be achieved, for example, by welding. The spring force transmission means is not necessarily provided here as an additional element, which is used exclusively for the rotational fixation, since it can also be used for applying the spring force in a suitable direction to the anchor.

Mögliche Ausgestaltungen gemäß Anspruch 2 haben den Vorteil, dass durch die Form des Federelements das Klemmen speziell auf die Endbereiche, insbesondere auf die letzte oder die letzten Windungen, gelegt werden kann. Ferner kann ein Kontakt mit anderen Elementen dadurch vermieden werden.Possible embodiments according to claim 2 have the advantage that by the shape of the spring element, the clamping can be placed especially on the end regions, in particular on the last or the last turns. Furthermore, contact with other elements can thereby be avoided.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 hat den Vorteil, dass über das Federkraftübertragungsmittel eine Vereinfachung der Ausgestaltung des Ankers und/oder zumindest eine weitere Funktionalität realisiert werden kann. Beispielsweise kann über das Federkraftübertragungsmittel eine Richtungsumkehr der Federkraft erzielt werden. Ferner kann über das Federkraftübertragungsmittel auch eine Führung an der Ventilnadel verbessert werden. Eine vorteilhafte Weiterbildung, mit der zum Beispiel eine solche Umkehr der Federkraftrichtung möglich ist, ist im Anspruch 4 angegeben. Hierbei kann zusätzlich eine Aufnahme für das Federelement geschaffen werden, die eine einfache Montage ermöglicht. Eine vorteilhafte Befestigungsmöglichkeit für das radiale Klemmen ist diesbezüglich gemäß Anspruch 5 möglich.The embodiment according to claim 3 has the advantage that a simplification of the design of the armature and / or at least one additional functionality can be realized via the spring force transmission means. For example, a direction reversal of the spring force can be achieved via the spring force transmission means. Furthermore, a guide on the valve needle can be improved via the spring force transmission means. An advantageous development, with which, for example, such a reversal of the spring force direction is possible, is specified in claim 4. In this case, a receptacle for the spring element can be created in addition, which allows easy installation. An advantageous attachment for radial clamping is possible in this regard according to claim 5.

Bei einer weiteren möglichen Ausgestaltung, die im Anspruch 6 angegeben ist, kann das Federelement auch radial nach innen auf ein Federkraftübertragungsmittel geklemmt werden. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung gemäß Anspruch 7 kann das Federkraftübertragungsmittel zugleich eine Führungsfunktion realisieren. Bei der Ausgestaltung des Ventils ergibt sich dann der Vorteil, dass die Ausgestaltung des Ankers vereinfacht ist, insbesondere da dieser mit größeren Toleranzen ausgeführt sein kann.In a further possible embodiment, which is specified in claim 6, the spring element can also be clamped radially inwardly on a spring force transmission means. In an advantageous embodiment according to claim 7, the spring force transmission means can also realize a leadership function. In the embodiment of the valve then there is the advantage that the design of the armature is simplified, in particular because it can be designed with larger tolerances.

Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 8 hat den Vorteil, dass eine direkte Klemmung an dem Anker möglich ist. Hierbei ist eine Klemmung nach außen realisierbar.The embodiment according to claim 8 has the advantage that a direct clamping to the anchor is possible. Here, a clamping to the outside can be realized.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 9 gibt Varianten an, die ein Klemmen nach innen oder nach außen an dem Anschlagelement ermöglichen. Die Haltekraft kann hierbei über die Geometrie im entspannten Zustand und eine Federrate angepasst werden.The development according to claim 9 are variants that allow terminals inwardly or outwardly to the stop element. The holding force can be adjusted by the geometry in the relaxed state and a spring rate.

Im Anspruch 10 sind Varianten angegeben, die vorteilhafte Ausgestaltungen der Ventilnadel angeben. Ein separates Anschlagelement kann hierbei beispielsweise auf die Ventilnadel aufgeschweißt sein. Durch das beidseitige Klemmen des Federkraftübertragungsmittels kann eine spielfreie Drehfixierung des Ankers realisiert werden.In claim 10 variants are given, indicating the advantageous embodiments of the valve needle. A separate stop element can in this case be welded onto the valve needle, for example. By the two-sided terminals of the spring force transmission means a backlash-free rotational fixation of the armature can be realized.

Somit kann bei einer möglichen Ausgestaltung ein Federinnendurchmesser zum Ermöglichen der Klemmverbindung mit einem Absatz oder dergleichen kleiner als ein Durchmesser des Absatzes gewählt werden. Bei der Montage kann das Federelement entgegen seiner Wickelrichtung gedreht und gleichzeitig auf den Absatz oder dergleichen geschoben werden. Durch die Drehbewegung vergrößert sich dann der Federinnendurchmesser und der Absatz oder dergleichen dringt in das gewickelte Federelement ein, bis die gewünschte Endposition erreicht ist. Dann hält das Federelement durch Reibschluss auf dem Absatz oder dergleichen. Die Haltekraft ist durch das Übermaß des Federelements und die Federrate eingestellt.Thus, in one possible embodiment, a spring inner diameter for enabling the clamping connection with a shoulder or the like can be selected smaller than a diameter of the heel. During assembly, the spring element can be rotated counter to its winding direction and pushed simultaneously on the heel or the like. By the rotational movement then increases the spring inner diameter and the paragraph or the like penetrates into the wound spring element until the desired end position is reached. Then hold the spring element by friction on the heel or the like. The holding force is set by the excess of the spring element and the spring rate.

Entsprechend ist bei einem Fügen des Federelements in eine Bohrung oder dergleichen der Federaußendurchmesser im Ausgangszustand größer als die Bohrung oder dergleichen. Bei der Montage wird das Federelement in seiner Wickelrichtung gedreht und gleichzeitig in die Bohrung oder dergleichen geschoben. Durch die Drehbewegung verkleinert sich dann der Federaußendurchmesser und das gewickelte Federelement dringt in die Bohrung oder dergleichen ein.Accordingly, in a joining of the spring element in a bore or the like, the spring outer diameter in the initial state is greater than the bore or the like. During assembly, the spring element is rotated in its winding direction and simultaneously pushed into the bore or the like. By the rotational movement then reduces the spring outside diameter and the wound spring element penetrates into the bore or the like.

Somit ergeben sich vorteilhafte Möglichkeiten, um eine spielfreie Drehfixierung eines Magnetankers bei Ventilen, insbesondere Einspritzventilen mit Ankerfreiweg, zu erzielen. Bei der Montage kann eine gewisse Endposition vorgegeben sein. In dieser Endposition kann insbesondere auch eine axiale Anlage des Federelements vorgesehen sein, um die axiale Abstützung zu erzielen, die im Betrieb zur Rückstellung des Ankers aufgebracht wird.Thus, there are advantageous ways to achieve a backlash-free rotational fixation of a magnet armature in valves, in particular injection valves with Ankerfreiweg. During assembly, a certain end position can be specified. In this end position, in particular, an axial bearing of the spring element may be provided in order to achieve the axial support, which is applied during operation for returning the armature.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigen.

  • Fig. 1 ein Ventil in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • Fig. 2 das in Fig. 1 gezeigte Ventil in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • Fig. 3 den in Fig. 1 mit III bezeichneten Ausschnitt eines Ventils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • Fig. 4 den in Fig. 1 mit III bezeichneten Ausschnitt eines Ventils gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • Fig. 5 den in Fig. 1 mit III bezeichneten Ausschnitt eines Ventils gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung und
  • Fig. 6 den in Fig. 1 mit III bezeichneten Ausschnitt eines Ventils gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Preferred embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the accompanying drawings, in which corresponding elements are provided with identical reference numerals. Show it.
  • Fig. 1 a valve in a partial, schematic sectional view according to a first embodiment of the invention;
  • Fig. 2 this in Fig. 1 shown valve in a partial, schematic sectional view according to a second embodiment of the invention;
  • Fig. 3 the in Fig. 1 III labeled section of a valve according to a third embodiment of the invention;
  • Fig. 4 the in Fig. 1 III labeled section of a valve according to a fourth embodiment of the invention;
  • Fig. 5 the in Fig. 1 III labeled section of a valve according to a fifth embodiment of the invention and
  • Fig. 6 the in Fig. 1 III labeled section of a valve according to a sixth embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Fig. 1 zeigt ein Ventil 1 in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Ventil 1 dient zum Zumessen eines Fluids. Das Ventil 1 kann hierbei insbesondere als Brennstoffeinspritzventil 1 ausgebildet sein. Eine bevorzugter Anwendungsfall ist eine Brennstoffeinspritzanlage, bei der mehrere solche Brennstoffeinspritzventile 1 als Hochdruckeinspritzventile 1 ausgebildet sind und zur direkten Einspritzung von Brennstoff in zugeordnete Brennräume der Brennkraftmaschine dienen. Als Brennstoff können hierbei flüssige oder gasförmige Brennstoffe zum Einsatz kommen. Fig. 1 shows a valve 1 in a partial, schematic sectional view according to a first embodiment. The valve 1 serves to meter a fluid. The valve 1 can in this case be designed in particular as a fuel injection valve 1. A preferred application is a fuel injection system in which a plurality of such fuel injection valves 1 are designed as high-pressure injection valves 1 and serve for the direct injection of fuel into associated combustion chambers of the internal combustion engine. In this case, liquid or gaseous fuels can be used as the fuel.

Das Ventil 1 weist einen Aktuator 2 auf, der eine Magnetspule 3 und einen Anker 4 umfasst. Durch Bestromen der Magnetspule 3 wird über einen Innenpol 5 des Aktuators 2 und ein Gehäuse 6, das zumindest teilweise ferromagnetisch ausgebildet ist, ein Magnetkreis geschlossen, wodurch eine Betätigung des Ankers 4 erfolgt. Über den Anker 4 ist hierbei wiederum eine Betätigung einer Ventilnadel 7 möglich, die entlang einer Längsachse 8 bewegbar in dem Gehäuse 6 geführt ist. An der Ventilnadel 7 ist außerdem entlang der Längsachse 8 der Anker 4 geführt.The valve 1 has an actuator 2, which comprises a magnetic coil 3 and an armature 4. By energizing the magnetic coil 3 is closed via an inner pole 5 of the actuator 2 and a housing 6, which is at least partially ferromagnetic, a magnetic circuit, whereby an actuation of the armature 4 takes place. In this case, actuation of a valve needle 7, which is guided movably along the longitudinal axis 8 in the housing 6, is again possible via the armature 4. At the valve needle 7, the armature 4 is also guided along the longitudinal axis 8.

Die Zusammenwirkung des Ankers 4 mit der Ventilnadel 7 erfolgt hierbei so, dass zwischen Anschlagelementen 9, 10 eine Relativbewegung des Ankers 4 zu der Ventilnadel 7 ermöglicht ist. Die Anschlagelemente 9, 10 können hierbei als Anschlagringe 9, 10 und/oder Anschlaghülsen 9, 10 ausgebildet sein. An dem Anschlagelement 9 ist eine Anschlagfläche 11 ausgebildet, an der im Ausgangszustand eine Stirnseite 12 des Ankers 4 anliegt. Der Anker 4 weist außerdem eine weitere Stirnseite 13 auf, die einer Anschlagfläche 14 des Anschlagelements 10 zugewandt ist.The interaction of the armature 4 with the valve needle 7 takes place here so that between stop elements 9, 10, a relative movement of the armature 4 is made possible to the valve needle 7. The stop elements 9, 10 can in this case be designed as stop rings 9, 10 and / or stop sleeves 9, 10. On the stop element 9, a stop surface 11 is formed, against which an end face 12 of the armature 4 rests in the initial state. The armature 4 also has a further end face 13, which faces a stop surface 14 of the stop element 10.

Die Ventilnadel 7 dient zum Betätigen eines Ventilschließkörpers 15, der einstückig mit der Ventilnadel 7 ausgebildet sein kann. Der Ventilschließkörper 15 wirkt mit einer Ventilsitzfläche 16 zu einem Dichtsitz zusammen.The valve needle 7 serves to actuate a valve closing body 15, which may be formed integrally with the valve needle 7. The valve closing body 15 cooperates with a valve seat surface 16 to form a sealing seat.

Das Ventil 1 weist einen Federtopf 20 auf, der in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Öffnungen 21, 22 aufweist, die umfänglich verteilt an dem Federtopf 20 ausgestaltet sind, wobei zur Vereinfachung der Darstellung die Öffnungen 21, 22 gekennzeichnet sind. Ferner weist der Anker 4 Bohrungen 23, 24 auf, die sich koaxial von der weiteren Stirnseite 13 zu der Stirnseite 12 erstrecken und einen Durchfluss eines Fluids ermöglichen. Das Fluid kann beispielsweise der zuzumessende Brennstoff sein, der über einen axialen Kanal 25 zugeführt wird und dann über einen Raum 26 zu dem Ventilschließkörper 15 gelangt.The valve 1 has a spring cup 20, which in this embodiment has a plurality of openings 21, 22 which are circumferentially distributed on the spring cup 20 are configured, wherein for ease of illustration, the openings 21, 22 are marked. Furthermore, the armature 4 has bores 23, 24 which extend coaxially from the further end face 13 to extend the end face 12 and allow a flow of a fluid. The fluid may be, for example, the fuel to be metered, which is supplied via an axial channel 25 and then passes through a space 26 to the valve closing body 15.

Der Federtopf 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Anker 4 verschweißt, was durch eine umlaufende Schweißnaht 27 veranschaulicht ist. Innerhalb des Federtopfs 20 ist ein Federelement 28 angeordnet, das eine geeignete Anzahl an Windungen 29, 30, 31 aufweist. Zur Vereinfachung der Darstellung sind hierbei die an den Enden vorgesehenen Windungen 29, 31 sowie eine zwischen diesen Windungen 29, 31 vorgesehene Windung 30 gekennzeichnet.The spring cup 20 is welded in this embodiment with the armature 4, which is illustrated by a circumferential weld 27. Within the spring cup 20, a spring element 28 is arranged, which has a suitable number of turns 29, 30, 31. To simplify the illustration, the turns 29, 31 provided at the ends and a turn 30 provided between these turns 29, 31 are marked here.

An dem Anschlagelement 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Absatz 35 ausgebildet. An dem Federtopf 20 ist eine Innenwand 36 ausgebildet. Das Federelement 28 ist einerseits zumindest mit seiner letzten Windung 29 auf den Absatz 35 des Anschlagelements 9 geklemmt. Hierfür wird die letzte Windung 29 bei der Montage etwas aufgedehnt, so dass sich eine radiale Vorspannung ergibt. Das Federelement 28 ist andererseits zumindest mit seiner letzten Windung 31 an die Innenwand 36 des Federtopfs 20 geklemmt. Hierfür wird die letzte Windung 31 bei der Montage etwas zusammengedrückt. Somit ist das Federelement 28 in diesem Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass die letzte Windung 29 kleiner als ein Durchmesser des Absatzes 35 ist und das Federelement 28 somit aufgedehnt ist und damit durch einen Reibschluss auf dem Anschlagelement 9 hält. Die Windung 31 ist hingegen größer als ein Innendurchmesser des Federtopfes 20 an der Innenwand 36 ausgebildet, wobei das Federelement 28 bei der Montage eingedreht wird und dann durch einen Reibschluss im Federtopf 20 hält.At the stop element 9, a shoulder 35 is formed in this embodiment. At the spring cup 20, an inner wall 36 is formed. The spring element 28 is clamped on the one hand at least with its last turn 29 on the shoulder 35 of the stop element 9. For this purpose, the last turn 29 is slightly expanded during assembly, so that there is a radial bias. On the other hand, the spring element 28 is clamped against the inner wall 36 of the spring cup 20, at least with its last turn 31. For this purpose, the last turn 31 is slightly compressed during assembly. Thus, the spring element 28 is formed in this embodiment so that the last turn 29 is smaller than a diameter of the shoulder 35 and the spring element 28 is thus expanded and thus holds by a frictional engagement on the stop element 9. The winding 31, however, is larger than an inner diameter of the spring cup 20 formed on the inner wall 36, wherein the spring element 28 is screwed during assembly and then holds by a frictional engagement in the spring cup 20.

Das Anschlagelement 10 kann auf die Ventilnadel 7 aufgeschweißt sein, wie es in der Fig. 1 durch eine umlaufende Schweißnaht 37 veranschaulicht ist. Entsprechend kann das Anschlagelement 9 mittels einer umlaufenden Schweißnaht 38 auf die Ventilnadel 7 aufgeschweißt sein. Hierbei wird der Ankerfreiweg über den Abstand der Anschlagelemente 9, 10 eingestellt. Das Federelement 28 kann insbesondere konisch ausgeführt sein. Solch eine konische Ausgestaltung ist auch anhand der Fig. 2 veranschaulicht.The stop element 10 may be welded onto the valve needle 7, as shown in the Fig. 1 is illustrated by a circumferential weld 37. Accordingly, the stop element 9 can be welded by means of a peripheral weld 38 on the valve needle 7. Here, the anchor free travel over the distance of the stop elements 9, 10 is set. The spring element 28 may be designed in particular conical. Such a conical design is also based on the Fig. 2 illustrated.

Das Ventil 1 weist außerdem eine Rückstellfeder 39 auf, die über das Anschlagelement 10 auf die Ventilnadel 7 einwirkt. Die Rückstellfeder 39 wirkt somit auch zum Aufbringen einer Vorspannung am Dichtsitz.The valve 1 also has a return spring 39 which acts on the valve needle 7 via the stop element 10. The return spring 39 thus also acts to apply a bias to the sealing seat.

Im Betrieb des Ventils 1 wird über das Federelement 28 die Ausgangslage des Ankers 4 an der Anschlagfläche 11 gewährleistet. Hierbei wird der Anker 4 mittels des Federtopfes 20 mit einer entgegen einer Öffnungsrichtung 40 wirkenden axialen Federkraft beaufschlagt. Zum Beginn der Ansteuerung des Ventils 1 steht damit der komplette Ankerfreiweg zur Verfügung. Bei der Bestromung der Magnetspule 3 wird somit zunächst der Anker 4 beschleunigt, so dass dieser einen Bewegungsimpuls aufbauen kann. Wenn der Anker 4 nach Durchlaufen des Ankerfreiwegs an der Anschlagfläche 14 des Anschlagelements 10 anschlägt, dann steht ein größerer Bewegungsimpuls zum Öffnen des Ventils 1 zur Verfügung. Die Bewegung des Ankers 4 mit der Ventilnadel 7 ist dann durch Anschlagen an dem Innenpol 5 begrenzt. Zum Schließen wird die Magnetspule 3 stromlos geschaltet, so dass aufgrund der Rückstellfeder 39 ein Schließen erfolgt. Über das Federelement 28 wird am Ende der Anker 4 wieder in seine Ausgangslage gestellt.During operation of the valve 1, the initial position of the armature 4 on the abutment surface 11 is ensured via the spring element 28. In this case, the armature 4 by means of the spring cup 20th acted upon by an axial spring force acting counter to an opening direction 40. To start the control of the valve 1 is thus the complete anchor free travel available. When energizing the magnetic coil 3, the armature 4 is thus first accelerated so that it can build up a motion impulse. If the armature 4 abuts the stop surface 14 of the stop element 10 after passing through the armature free travel, then a larger momentum impulse is available for opening the valve 1. The movement of the armature 4 with the valve needle 7 is then limited by abutment against the inner pole 5. To close the solenoid 3 is de-energized, so that due to the return spring 39 is closing. About the spring element 28, the armature 4 is returned to its original position at the end.

Fig. 2 zeigt das in Fig. 1 gezeigte Ventil 1 in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Federelement 28 ist als konisch gewundenes Federelement 28 mit einer sich axial verjüngenden Hüllkurve 45 ausgestaltet. Die Hüllkurve 45 kann hierbei als Mantelfläche eines Kegelstumpfes ausgestaltet sein. Fig. 2 shows that in Fig. 1 shown valve 1 in a partial, schematic sectional view according to a second embodiment. The spring element 28 is designed as a conically wound spring element 28 with an axially tapering envelope 45. The envelope 45 may be designed as a lateral surface of a truncated cone.

Das Ausmaß einer konischen Ausgestaltung des Federelements 28 hängt von dem Durchmesser des Absatzes 35 und dem Innendurchmesser der Innenwand 36 im Bereich der Windung 31 ab. Wesentlich ist, dass eine ausreichende radiale Klemmung durch ein Aufweiten der Windung 29 sowie ein Zusammendrücken der Windung 31 erzielt ist.The extent of a conical configuration of the spring element 28 depends on the diameter of the shoulder 35 and the inner diameter of the inner wall 36 in the region of the winding 31. It is essential that a sufficient radial clamping is achieved by an expansion of the winding 29 and a compression of the winding 31.

Somit wird in diesem Ausführungsbeispiel an dem Absatz 35 des Anschlagelements 9 eine Befestigung durch radiales Aufspreizen erzielt, während an dem Federtopf 20 eine Befestigung durch radiales Zusammendrücken erzielt wird.Thus, in this embodiment, at the shoulder 35 of the stop member 9, a fastening achieved by radial spreading, while on the spring cup 20 a fastening is achieved by radial compression.

Fig. 3 zeigt den in Fig. 1 mit III bezeichneten Ausschnitt eines Ventils 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiels. In diesem Ausführungsbeispiel ist an dem Anker 4 eine ringförmige Vertiefung 46 in Form einer Ringnut 46 ausgestaltet, in die das Federelement 28 zumindest mit seiner letzten Windung 29 eingefügt ist. Hierbei ist ein Außendurchmesser der Windung 29 so groß vorgegeben, dass ein radiales Zusammenpressen erforderlich ist, um das Federelement 28 zu montieren. Im montierten Zustand ist das Federelement 28 dann durch radiales Zusammenpressen radial in der ringförmigen Vertiefung 46 des Ankers 4 festgeklemmt. Fig. 3 shows the in Fig. 1 labeled III section of a valve 1 according to a third embodiment. In this embodiment, an annular recess 46 in the form of an annular groove 46 is formed on the armature 4, in which the spring element 28 is inserted at least with its last turn 29. Here, an outer diameter of the winding 29 is set so large that a radial compression is required to mount the spring element 28. In the assembled state, the spring element 28 is then clamped radially in the annular recess 46 of the armature 4 by radial compression.

Andererseits wird an dem Anschlagelement 10 durch Aufspreizen des Federelements 28 an seiner Windung 31 ein radiales Klemmen an einem Absatz 47 des Anschlagelements 10 ermöglicht. Zumindest an der Windung 31 ist das Federelement 28 radial aufgespreizt.On the other hand, a radial clamping on a shoulder 47 of the stop element 10 is made possible on the stop element 10 by spreading the spring element 28 on its turn 31. At least on the winding 31, the spring element 28 is radially spread.

Die ringförmige Vertiefung 46 ist in diesem Ausführungsbeispiel an der Stirnseite 13 des Ankers 4 vorgesehen, da das Federelement 28 dann entgegen der Öffnungsrichtung 40 wirkt, um den Anker 4 in seine Ausgangsstellung zu beaufschlagen.The annular recess 46 is provided in this embodiment on the end face 13 of the armature 4, since the spring element 28 then acts counter to the opening direction 40 to urge the armature 4 in its initial position.

Fig. 4 zeigt den in Fig. 1 mit III bezeichneten Ausschnitt eines Ventils 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist an dem Anker 4 ein Absatz 48 ausgebildet. Die Stirnseite 13, mit der der Anker 4 an der Anschlagfläche 14 des Anschlagelements 10 anschlägt, ist in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich des Absatzes 48 ausgebildet. Die Windung 31 des Federelements 28 ist in vergleichbarer Weise wie bei dem anhand der Fig. 3 beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel auf den Absatz 47 geklemmt. Fig. 4 shows the in Fig. 1 labeled III section of a valve 1 according to a fourth embodiment. In this embodiment, a shoulder 48 is formed on the armature 4. The end face 13, with which the armature 4 abuts against the stop surface 14 of the stop element 10, is formed in the region of the shoulder 48 in this exemplary embodiment. The winding 31 of the spring element 28 is in a comparable manner as in the case of the Fig. 3 described third embodiment clamped to the paragraph 47.

Ferner ist das Federelement 28 in diesem Ausführungsbeispiel auch auf den Absatz 48 des Ankers 4 geklemmt, wobei das Klemmen durch Aufspreizen zumindest der letzten Windung 29 des Federelements 28 erfolgt. Die Klemmung erfolgt also in diesem Fall auch am Absatz 48 radial nach innen. Ferner ist das Federelement 28 in diesem Ausführungsbeispiel als bauchförmig gewundenes Federelement 28 mit einer sich axial aufweitenden und dann wieder verjüngenden Hüllkurve 45 ausgestaltet. Hierdurch wird vermieden, dass das Federelement 28 zwischen seinen beiderseits vorgesehenen letzten Windungen 29, 31, beispielsweise mit der Windung 30, an einem Teil des Ankers 4 oder einem Teil 49 des Anschlagelements 10 anliegt. Das Federelement 28 wird also in diesem Ausführungsbeispiel an beiden Enden beziehungsweise den letzten Windungen 29, 31 aufgedehnt und hält dort jeweils durch Reibschluss auf seinem Partner 47, 48, also dem Absatz 47 des Anschlagelements 10 oder dem Absatz 48 des Ankers 4.Further, the spring element 28 is clamped in this embodiment, also on the shoulder 48 of the armature 4, wherein the clamping takes place by spreading at least the last turn 29 of the spring element 28. The clamping is thus in this case also on the shoulder 48 radially inwards. Further, the spring element 28 is configured in this embodiment as a belly-shaped coiled spring element 28 having an axially widening and then rejuvenating envelope 45. This avoids that the spring element 28 abuts between its both sides provided last turns 29, 31, for example with the winding 30, to a part of the armature 4 or a part 49 of the stop element 10. The spring element 28 is therefore expanded in this embodiment at both ends or the last turns 29, 31 and holds there by frictional engagement on its partner 47, 48, ie the shoulder 47 of the stop element 10 or the shoulder 48 of the armature. 4

Fig. 5 zeigt den in Fig. 1 mit III bezeichneten Ausschnitt eines Ventils 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist an dem Anker 4 eine ringförmige Vertiefung 46 ausgestaltet, die allerdings im Unterschied zu der ringförmigen Vertiefung 46 des Ankers 4 entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel, das anhand der Fig. 3 beschrieben ist, direkt an die Ventilnadel 7 angrenzt. Die ringförmige Vertiefung 46 des Ankers 4 ist daher als ringförmige Stufe 46 ausgestaltet. Ferner weist das Anschlagelement 10 in diesem Ausführungsbeispiel eine Innenwand 51 auf, die aufgrund einer an dem Anschlagelement 10 ausgestalteten ringförmigen Vertiefung 50 ausgebildet ist. Die ringförmige Vertiefung 50 grenzt ebenfalls direkt an die Ventilnadel 7 an. Das Federelement 28 ist nun einerseits zumindest an der letzten Windung 29 durch Zusammendrücken an der ringsförmigen Vertiefung 46 nach außen mit dem Anker 5 radial geklemmt. Entsprechend ist das Federelement 28 andererseits zumindest an der letzten Windung 31 durch Zusammendrücken radial nach außen an die Innenwand 51 des Anschlagelements 10 geklemmt. Hierbei sind das Federelement 28 und/oder die Innenwand 51 beziehungsweise die ringsförmige Vertiefung 50 des Anschlagelements 10 so ausgestaltet, dass die Windungen, beispielsweise die Windung 30, die zwischen den geklemmten Windungen 29, 31 liegen, möglichst keinen Kontakt einerseits zu der Innenwand 51 und andererseits zu der Ventilnadel 7 haben. Fig. 5 shows the in Fig. 1 III labeled section of a valve 1 according to a fifth embodiment. In this embodiment, an annular recess 46 is configured on the armature 4, which, however, in contrast to the annular recess 46 of the armature 4 according to the third embodiment, which is based on the Fig. 3 is described, directly adjacent to the valve needle 7. The annular recess 46 of the armature 4 is therefore designed as an annular step 46. Furthermore, in this exemplary embodiment, the stop element 10 has an inner wall 51, which is formed on the basis of an annular recess 50 configured on the stop element 10. The annular recess 50 also directly adjoins the valve needle 7. The spring element 28 is now on the one hand at least on the last turn 29 radially clamped by compression of the annular recess 46 to the outside with the armature 5 radially. Accordingly, the spring element 28 on the other hand, at least at the last Winding 31 is clamped by compressing radially outwardly against the inner wall 51 of the stop element 10. Here, the spring element 28 and / or the inner wall 51 and the annular recess 50 of the stop element 10 are designed so that the turns, for example, the winding 30, which lie between the clamped turns 29, 31, preferably no contact on the one hand to the inner wall 51 and on the other hand to the valve needle 7 have.

Anhand der Fig. 1 und 2 sind Ausführungsbeispiele beschrieben, bei denen ein als Federtopf 20 ausgebildetes Federkraftübertragungsmittel 20 vorgesehen ist, an das das Federelement durch Zusammendrücken radial geklemmt ist. Bei den anhand der Fig. 3 bis 5 beschriebenen Ausführungsbeispielen ist kein solches Federkraftübertragungsmittel vorgesehen. Anhand der Fig. 6 ist im Folgenden ein sechstes Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem ein als Führungshülse 60 ausgebildetes Federkraftübertragungsmittel 60 vorgesehen ist, wobei in diesem Fall keine Richtungsumkehr der Kraft des Federelements 28 erfolgt.Based on Fig. 1 and 2 Embodiments are described in which a designed as a spring cup 20 spring force transmission means 20 is provided, to which the spring element is clamped by compression radially. In the case of the Fig. 3 to 5 described embodiments, no such spring force transmission means is provided. Based on Fig. 6 In the following, a sixth exemplary embodiment is described, in which a spring force transmission means 60 designed as a guide sleeve 60 is provided, in which case no reversal of the direction of the force of the spring element 28 takes place.

Fig. 6 zeigt den in Fig. 1 mit III bezeichneten Ausschnitt eines Ventils 1 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Führungshülse 60 vorgesehen, die auf der Ventilnadel 7 geführt ist. Die Führung erfolgt hierbei zwischen den Anschlagflächen 11, 14 der Anschlagelemente 9, 10. Der Anker 4 ist auf geeignete Weise mit der Führungshülse 60 fest verbunden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass sich die Herstellung des Ankers 4 vereinfacht, da das Führungsspiel durch die Paarung mit der Führungshülse 60 und der Ventilnadel 7 gegeben ist. Ferner kann eine axiale Länge der Führungshülse 60 in einfacher Weise auf das erforderliche Maß gekürzt werden. Die Führungshülse 60 weist einen Absatz 61 auf, mit dem die Führungshülse 60 axial über die Stirnseite 13 des Ankers 4 vorsteht. Auf diesem Absatz 61 ist das Federelement 28 mit seiner letzten Windung 29 radial aufgeklemmt. Ferner ist eine bauchförmige Ausgestaltung des Federelements 28 vorgegeben, wie es auch anhand der Fig. 4 beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Die Klemmung an dem Anschlagelement 10 kann ebenfalls der anhand der Fig. 4 beschriebenen Ausgestaltung entsprechen. Fig. 6 shows the in Fig. 1 III labeled section of a valve 1 according to a sixth embodiment. In this embodiment, a guide sleeve 60 is provided, which is guided on the valve needle 7. The guide is in this case between the abutment surfaces 11, 14 of the stop elements 9, 10. The armature 4 is fixedly connected to the guide sleeve 60 in a suitable manner. This embodiment has the advantage that the manufacture of the armature 4 is simplified, since the guide clearance is given by the pairing with the guide sleeve 60 and the valve needle 7. Furthermore, an axial length of the guide sleeve 60 can be shortened in a simple manner to the required extent. The guide sleeve 60 has a shoulder 61, with which the guide sleeve 60 protrudes axially beyond the end face 13 of the armature 4. On this paragraph 61, the spring element 28 is clamped radially with its last turn 29. Furthermore, a belly-shaped configuration of the spring element 28 is predetermined, as it is also based on the Fig. 4 described fourth embodiment is the case. The clamping on the stop element 10 may also be based on the Fig. 4 correspond described embodiment.

Eine axiale Durchgangsbohrung 62 des Ankers 4 kann somit je nach Ausgestaltung des Ventils 1 direkt zur Führung auf der Ventilnadel 7 dienen oder auch die Befestigung an einem als Führungshülse 60 ausgebildeten Federkraftübertragungsmittel 60 ermöglichen. Ferner kann das Federelement 28 seine für die Rückstellung erforderliche Federkraft direkt oder mittels eines Federkraftübertragungsmittels 20, 60 auf den Anker 4 übertragen, wobei eine Abstützung an einem der Anschlagelemente 9, 10 erfolgt. Ferner ist es auch möglich, dass mehrere solche Federelemente 28 vorgesehen sind, die in der Summe die erforderliche Rückstellkraft aufbringen. Eine Führungshülse 60 kann sich vollständig durch die axiale Durchgangsbohrung 62 des Ankers 4 erstrecken. Bei solche einer Ausgestaltung kann der Anschlag an den Anschlagflächen 11, 14 jeweils an der Führungshülse 60 erfolgen. Allerdings ist auch eine abgewandelte Ausgestaltung denkbar, bei der einerseits ein Anschlag an dem Anker 4 und andererseits an der Führungshülse 60 erfolgt.An axial through-hole 62 of the armature 4 can thus be used directly for guiding on the valve needle 7, depending on the design of the valve 1, or also allow the attachment to a spring force transmission means 60 designed as a guide sleeve 60. Furthermore, the spring element 28 can transmit its spring force required for the return directly or by means of a spring force transmission means 20, 60 to the armature 4, wherein a support on one of the stop elements 9, 10 takes place. Furthermore, it is also possible that a plurality of such spring elements 28 are provided, which in sum the apply required restoring force. A guide sleeve 60 may extend completely through the axial throughbore 62 of the armature 4. In such an embodiment, the stop on the stop surfaces 11, 14 carried on the guide sleeve 60 respectively. However, a modified embodiment is conceivable in which on the one hand a stop on the armature 4 and on the other hand on the guide sleeve 60 takes place.

Des weiteren sind die Anschlagelemente 9, 10 nicht notwendigerweise als separate Bauteile ausgestaltet. Speziell eines der Anschlagelemente 9, 10 kann auch einstückig mit der Ventilnadel 7 ausgestaltet sein.Furthermore, the stop elements 9, 10 are not necessarily designed as separate components. Specifically, one of the stop elements 9, 10 may also be designed in one piece with the valve needle 7.

Somit sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt, mit denen eine spielfreie Drehfixierung des Ankers 4 relativ zu der Ventilnadel 7 erzielbar ist. Das Federelement 28 ist hierbei einerseits radial mit dem Anker 4 beziehungsweise einem Federkraftübertragungsmittel 20, 60 und andererseits radial mit dem diesbezüglichen Anschlagelement 9, 10 verklemmt. Dieses Verklemmen erfolgt beidseitig vorzugsweise in solch einer Weise, dass eine spielfreie Drehfixierung des Ankers 4 realisiert ist.Thus, various possibilities are shown with which a backlash-free rotational fixation of the armature 4 relative to the valve needle 7 can be achieved. The spring element 28 is in this case on the one hand radially clamped with the armature 4 or a spring force transmission means 20, 60 and on the other hand radially with the relevant stop element 9, 10. This jamming takes place on both sides preferably in such a manner that a backlash-free rotational fixation of the armature 4 is realized.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.The invention is not limited to the described embodiments.

Claims (10)

Ventil (1) zum Zumessen eines Fluids, insbesondere Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, mit einem elektromagnetischen Aktuator (2) und einer mittels eines Ankers (4) des Aktuators (2) betätigbaren Ventilnadel (7),
dadurch gekennzeichnet,
dass der Anker (4) an der Ventilnadel (7) bewegbar geführt ist, dass zumindest ein Federelement (28) vorgesehen ist, dass das Federelement (28) direkt oder mittels eines mit dem Anker (4) verbundenen Federkraftübertragungsmittels (20, 60) den Anker (4) gegen ein bezüglich der Ventilnadel (7) ortsfest an der Ventilnadel (7) angeordnetes Anschlagelement (9, 10) beaufschlägt und dass das Federelement (28) einerseits radial mit dem Anker (4) beziehungsweise dem Federkraftübertragungsmittel (20, 60) und andererseits radial mit dem Anschlagelement (9, 10) verklemmt ist.Valve (1) for metering a fluid, in particular fuel injection valve for internal combustion engines, with an electromagnetic actuator (2) and a valve needle (7) which can be actuated by means of an armature (4) of the actuator (2),
characterized,
in that the armature (4) is movably guided on the valve needle (7), that at least one spring element (28) is provided, that the spring element (28) directly or by means of a spring force transmission means (20, 60) connected to the armature (4) Anchor (4) against a relative to the valve needle (7) fixed to the valve needle (7) arranged stop element (9, 10) acted upon and that the spring element (28) on the one hand radially to the armature (4) or the spring force transmission means (20, 60) and on the other hand radially clamped with the stop element (9, 10). Ventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (28) als zumindest näherungsweise konisch gewundenes Federelement (28) und/oder mit einer sich axial verjüngenden Hüllkurve (45) ausgestaltet ist oder dass das Federelement (28) als bauchförmig gewundenes Federelement (28) und/oder mit einer sich axial aufweitenden und anschließend wieder verjüngenden Hüllkurve (45) ausgestaltet ist.Valve according to claim 1,
characterized,
in that the spring element (28) is configured as an at least approximately conically wound spring element (28) and / or with an axially tapering envelope (45) or that the spring element (28) is designed as a coiled spring element (28) and / or axially widening and then rejuvenating envelope (45) is configured. Ventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Federkraftübertragungsmittel (20, 60) einerseits mit dem Anker (4) verbunden ist und dass sich das Federelement (28) andererseits an dem Federkraftübertragungsmittel (20, 60) axial abstützt.Valve according to claim 1 or 2,
characterized,
in that the spring force transmission means (20, 60) is connected, on the one hand, to the armature (4) and, on the other hand, that the spring element (28) is axially supported on the spring force transmission means (20, 60). Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Federkraftübertragungsmittel (20) als Federtopf (20) mit oder ohne zumindest einer Öffnung (21, 22) ausgebildet ist.Valve according to one of claims 1 to 3,
characterized,
in that the spring-force transmission means (20) is designed as a spring cup (20) with or without at least one opening (21, 22). Ventil nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Federtopf (20) eine Innenwand (36) aufweist und dass das Federelement (28) an der Innenwand (36) radial an den Federtopf (20) geklemmt ist.Valve according to claim 4,
characterized,
in that the spring cup (20) has an inner wall (36) and that the spring element (28) is clamped radially on the inner wall (36) to the spring cup (20). Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Federkraftübertragungsmittel (20, 60) ein Absatz (61) ausgestaltet ist, auf den das Federelement (28) radial geklemmt ist.Valve according to one of claims 1 to 5,
characterized,
that on the spring force transmission means (20, 60) is arranged a shoulder (61) on which the spring element (28) is radially clamped. Ventil nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Federkraftübertragungsmittel (60) als Führungshülse (60) ausgestaltet ist, die sich durch eine axiale Durchgangsbohrung (62) des Ankers (4) erstreckt, die auf der Ventilnadel (7) bewegbar geführt ist und mit der der Anker (4) verbunden ist.Valve according to claim 6,
characterized,
in that the spring-force transmission means (60) is designed as a guide sleeve (60) which extends through an axial through-hole (62) of the armature (4), which is movably guided on the valve needle (7) and to which the armature (4) is connected , Ventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Anker (4) ein Absatz (48) ausgestaltet ist, auf den das Federelement (28) radial geklemmt ist oder dass an einer Stirnseite des Ankers (4) eine ringförmige Vertiefung (46) ausgestaltet ist, in die das Federelement (28) eingefügt und in der das Federelement (28) radial an den Anker (4) geklemmt ist.Valve according to claim 1 or 2,
characterized,
that on the armature (4) a shoulder (48) is arranged on the spring element (28) is radially clamped or that on one end face of the armature (4) has an annular recess (46) is configured in the (spring element 28 ) is inserted and in which the spring element (28) is clamped radially to the armature (4). Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Anschlagelement (9, 10) ein Absatz (47) ausgestaltet ist, auf den das Federelement (28) radial geklemmt ist oder dass an einer Anschlagfläche (11, 14) des Anschlagelements (9, 10) eine ringsförmige Vertiefung (50) ausgestaltet ist, in die das Federelement (28) eingefügt und in der das Federelement (28) radial an das Anschlagelement (9, 10) geklemmt ist.Valve according to one of claims 1 to 8,
characterized,
in that a shoulder (47) on which the spring element (28) is clamped radially or in that an annular recess (50) on a stop surface (11, 14) of the stop element (9, 10) is configured on the stop element (9, 10). is configured, in which the spring element (28) inserted and in which the spring element (28) radially to the stop element (9, 10) is clamped. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Anschlagelement (9, 10) mit der Ventilnadel (7) verbunden ist oder einstückig mit der Ventilnadel (7) ausgestaltet ist und/oder dass das Federelement (28) in solcher Weise einerseits radial mit dem Anker (4) beziehungsweise dem Federkraftübertragungsmittel (20, 60) und andererseits radial mit dem Anschlagelement (9, 10) verklemmt ist, dass eine spielfreie Drehfixierung des Ankers (4) realisiert ist.Valve according to one of claims 1 to 9,
characterized,
that the stop element (9, 10) is connected to the valve needle (7) or integrally formed with the valve needle (7) is configured and / or that the spring element (28) (in such a manner on the one hand radially to the armature (4) and the spring force transmission means 20, 60) and on the other hand radially with the stop element (9, 10) is clamped that a backlash-free rotational fixation of the armature (4) is realized.
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