EP3779172A1 - Valve for metering a fluid - Google Patents

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EP3779172A1
EP3779172A1 EP20191515.4A EP20191515A EP3779172A1 EP 3779172 A1 EP3779172 A1 EP 3779172A1 EP 20191515 A EP20191515 A EP 20191515A EP 3779172 A1 EP3779172 A1 EP 3779172A1
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EP
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armature
face
fluid channel
valve
longitudinal axis
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EP20191515.4A
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EP3779172B1 (en
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Stefan Cerny
Murat Ucal
Jochen Rose
Andreas Glaser
Matthias Boee
Axel Heinstein
Nico HERRMANN
Martin Buehner
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F02M2200/304—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped using hydraulic means

Definitions

  • the invention relates to a valve for metering a fluid, in particular a fuel injection valve for internal combustion engines.
  • the invention relates to the field of injectors for fuel injection systems of motor vehicles, in which fuel is preferably injected directly into the combustion chambers of an internal combustion engine.
  • a valve for metering fluid is known.
  • the known valve has an electromagnet for actuating a valve needle controlling a metering opening.
  • the electromagnet is used to actuate an armature that is displaceable on a valve needle.
  • the armature has a bore adjoining the valve needle which forms a spring receptacle for a forward stroke spring.
  • the valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that an improved design and functionality are made possible.
  • improved guidance between the armature and the valve needle, in particular damping and calming of the armature, and at the same time an advantageous passage of the fluid through an armature space can take place.
  • the armature serving as a magnet armature is not permanently connected to the valve needle, but is mounted overhung between stops.
  • a stop can be formed on a stop element that can be implemented as a stop sleeve and / or stop ring.
  • the stop element can, however, also be designed in one piece with the valve needle.
  • the anchor in the Rest position adjusted to a fixed stop with respect to the valve needle, so that the armature rests there.
  • the entire armature free travel is then available as an acceleration path, with the spring being shortened during acceleration.
  • the armature free travel can be specified via the axial play between the armature and the two stops.
  • a guide length between the armature and the valve needle can be increased in that the spring receptacle is configured by an annular groove that is not adjacent to the valve needle.
  • the spring receptacle can advantageously be designed close to the longitudinal axis, i.e. with a small radial distance from the longitudinal axis, in order to enable an advantageous introduction of the fluid from the first area of the armature chamber into the spring receptacle with a corresponding design of the valve.
  • the resulting situation has the advantage of a low adhesion effect when the anchor is released from the respective stop element during an actuation process, it also leads to a reduction in the damping desired for damping an impact or for anchor calming. Especially when closing the valve, this can mean that too long a duration is required for the armature to settle sufficiently in relation to the desired activation times. With regard to possibly very short pause times, for example of less than 1.2 ms, as may be desired in the case of a multiple injection, there are thus considerable disadvantages of a straight through-flow bore through the armature designed close to the valve needle.
  • a proposed fluid channel can be used to conduct fluid through the armature space and at the same time reduce impairment of damping behavior, which is particularly advantageous for calming the armature when the valve is closed.
  • the structural design of the stop surface on the stop element at least A specification or setting of the desired damping can be achieved largely unaffected by the passage of the fluid through the armature.
  • a further development in which a point of a first opening of the fluid channel that is radially as far outward as possible from the longitudinal axis is closer to the longitudinal axis than a point of a second opening of the fluid channel which is radially as far outward as possible from the longitudinal axis, has the advantage that on the first end face of the Armature, the fluid can advantageously be introduced into the fluid channel near the longitudinal axis, while the opening of the fluid channel can be relocated to an area further away from the valve needle on the second end face of the armature.
  • the further development according to claim 2 has the particular advantage that an overlap of the opening of the fluid channel on the second end face of the armature with a stop surface on the second stop element can be reduced or avoided entirely.
  • the point of the second opening of the fluid channel that is located maximally inward can lie radially outside a stop surface of the second stop element.
  • the further development according to claim 5 has the advantage that, on the one hand, a fluid channel configuration that is favorable in terms of flow can be realized.
  • a configuration of the fluid channel that is favorable in terms of production technology can optionally be implemented, as is possible in particular according to the development according to claim 6.
  • an optimization with regard to a tilt angle with which an axis of the inclined bore is tilted relative to the longitudinal axis can be implemented, the tilt angle, for example, given given specifications for the opening on the second face of the armature can be kept optimally small.
  • the cross section available for the passage of the fluid along the coaxial direction can be enlarged over the entire course through the armature, if this is useful in the respective application.
  • armature free travel spring armature free travel spring
  • the development according to claim 9 in particular enables the spring receptacle to be used along its entire extent along the longitudinal axis.
  • the fluid channel can be designed in an advantageous manner by means of coaxial blind bores which are easy to implement in terms of manufacturing technology.
  • a combination of an armature free travel spring located in the armature with an armature which has a radially outwardly extending fluid channel, in particular an inclined bore, can thus be implemented in an advantageous manner.
  • This combination makes it possible that a maximum large damping surface can be realized between a stop element and the armature. In particular, a reduction in the damping area can be avoided by overlapping the corresponding opening.
  • several fluid channels are preferably provided in the design of a valve, which are preferably implemented instead of conventional flow bores, this can have a significant influence on the functioning of the valve, in particular significantly improved damping.
  • two to ten fluid channels, in particular two to six fluid channels can be implemented.
  • Such fluid channels can here together at least partially include the spring receptacle. This can also improve the flow behavior.
  • an embodiment with only a single fluid channel or a combination with at least one proposed fluid channel with at least one conventional through-hole is also conceivable.
  • an embodiment can thus be implemented in which, with respect to a stop surface on the relevant stop element, there is no longer any overlap between the relevant opening or the relevant openings of the at least one fluid channel and the stop surface on the stop element. This means that the maximum damping area is available.
  • Fig. 1 shows a valve 1 for metering a fluid in a partial, schematic sectional illustration according to a first embodiment.
  • the valve 1 can in particular be designed as a fuel injector 1.
  • a preferred application is a fuel injection system in which such fuel injection valves 1 are designed as high pressure injection valves 1 and are used for direct injection of fuel into assigned combustion chambers of the internal combustion engine. Liquid or gaseous fuels can be used as fuel. Accordingly, the valve 1 is suitable for metering liquid or gaseous fluids.
  • the valve 1 has a housing (valve housing) 2 in which an inner pole 3 is arranged in a stationary manner.
  • An armature (magnet armature) 6 is arranged on the valve needle 5.
  • a stop element 7 and a further stop element 8 are also arranged on the valve needle 5.
  • Stop surfaces 7 ', 8' are formed on the stop elements 7, 8.
  • the longitudinal axis 4 can be referred to here as the longitudinal axis 4 of the valve needle 5 or as the longitudinal axis 4 of the armature 5.
  • the armature 6, the inner pole 3 and a magnetic coil (not shown) are components of an electromagnetic actuator 10.
  • a valve closing body 11 is formed on the valve needle 5, which cooperates with a valve seat surface 12 to form a sealing seat.
  • the armature 6 When the armature 6 is actuated, it is accelerated in the direction of the inner pole 3.
  • the armature 6 strikes the stop 7 'of the stop element 7 and thereby actuates the valve needle 5, fuel can be injected into a space, in particular a combustion chamber, via the open sealing seat and at least one nozzle opening 13.
  • the valve 1 has a return spring 14 which moves the valve needle 5 via the stop element 7 into its starting position in which the sealing seat is closed.
  • the armature 6 is based on a cylindrical basic shape 20 with a through hole 21, the armature 6 being guided on the through hole 21 on the valve needle 5.
  • the basic shape 20 of the armature 6 has a length 24 between a first end face 22 of the armature 6 facing the inner pole 3 and a second end face 23 of the armature 6 facing away from the inner pole 3.
  • the armature 6 is arranged in an armature space 16.
  • the first end face 22 adjoins a first area 17 of the armature space 16.
  • the second end face 23 adjoins a second region 18 of the armature space 16.
  • fuel can be passed through the armature over at least part of its length 24 through at least one fluid channel 15.
  • the armature 6 has a spring receptacle 25.
  • the fluid channel 15 here includes the spring receptacle 25.
  • the fluid channel 15 thus leads at least over part of the spring receptacle 25.
  • the spring receptacle 25 is open on the end face 22 of the armature 6.
  • a spring support surface 26, on which a spring 27 partially arranged in the spring receptacle 25 is supported, is formed by the base 26 of the spring receptacle 25.
  • the spring 27 is also supported on the stop surface 7 ′ of the stop 7.
  • the spring 27 is designed with ground spring ends 43, 44. This results in an even better print run. Furthermore, there is reduced wear and a more uniform introduction of force into the armature 6 on the spring support surface 26 on the one hand and on the stop 7 ′ of the stop element 7 on the other hand.
  • a guide web 28 is formed on the armature 6.
  • the guide length of the armature 6 on the valve needle 5 is equal to the length 24 of the armature 6 between its end faces 22, 23.
  • valve needle 5 is guided with respect to the longitudinal axis 4 or with respect to the housing 2 via the stop element 7.
  • the stop element 7 is guided in a guide region 30 on an inner bore 31 of the inner pole 3.
  • the valve needle 5 can additionally or alternatively also be guided via the armature 6.
  • the outside 32 of the armature 6 extends at least partially up to the inside 33 of the housing 2.
  • an annular gap can then be implemented between the stop element 7 and the inner pole 3.
  • the fluid channel 15 has an inclined bore 50.
  • the fluid channel 15 preferably has exactly one inclined bore 50.
  • the fluid channel 15 then leads over the inclined bore 50 and at least a part 51 of the spring receptacle 25.
  • a direction 19 which is coaxial with respect to the longitudinal axis 4 and which is oriented from the first end face 22 to the second end face 23 results in an orientation opposite to an opening direction 52 in which the valve needle 5 is actuated when the valve 1 is opened.
  • the inclined bore 50 is designed in the armature 6 such that it runs radially outward along the coaxial direction 19, i.e. away from the longitudinal axis 4, with an angle of inclination in the plane of the drawing between the coaxial direction 19 and an axis 53 of the inclined bore 50 54 results.
  • the design of the inclined bore 50 is not limited to the fact that the axis 53 lies in the same plane as the longitudinal axis 4 of the valve needle 5, as is the case in the illustrated embodiment with the plane given by the plane of the drawing.
  • the inclined bore 50 in this exemplary embodiment runs from the first end face 22 of the armature 6 to the second end face 23 of the armature 6.
  • An advantageous hydraulic connection between the first area 17 and the second area 18 is made possible by the inclined bore 50 running from the first end face 22 to the second end face 23 of the armature 6.
  • an inner part 57 of the second end face 23, on which the armature 6 and the second Stop surface 8 'interacts, corresponding to a predetermined and possibly large second stop surface 8' are given sufficiently large without the second opening 56 lying in this inner part 57 or without the fluid channel 15 intersecting this inner part 57 of the second end face 23.
  • a large damping surface can be implemented between the second stop surface 8 ′ and the second end face 23.
  • the inclined bore 50 is advantageously intersected over an entire length 58 of the spring receptacle 25 along the longitudinal axis 4 with the spring receptacle 25, the result is a favorable flow behavior and a first opening 55 of the fluid channel 15 which is still enlarged with respect to the spring receptacle 25
  • Point 60 at which the first opening 55 is radially maximally spaced from the longitudinal axis 4, still outside the spring receptacle 25.
  • points 62, 63 result at the second opening 56, the point 62 being at a maximum distance from the longitudinal axis 4 on the edge of the second opening 56 and the point 63 being minimally spaced from the longitudinal axis 4 on the edge of the second Opening 56 is located.
  • the point 62 viewed radially, is further away from the longitudinal axis 4 than the point 60.
  • the point 63 of the second opening 56 viewed radially, is further away from the longitudinal axis 4 than the point 61 on the edge of the first opening 55.
  • the inclined bore 50 is also designed such that the bottom 26 of the spring receptacle 25 is cut by the inclined bore 50.
  • the spring receptacle 25 can advantageously be used to guide the fuel through and can be integrated into the fluid channel 15 over its entire length 58.
  • Fig. 2 shows a valve 1 in a partial, schematic sectional view corresponding to a second embodiment.
  • the second opening 56 or a partial surface 56 ′ on the second end face 23 of the armature 6 in which the second opening 56 lies is oriented perpendicular to the axis 53 of the inclined bore 50.
  • the partial surface 56 'of the armature 6 can be designed here via a circumferential groove 85 or individual countersunk bores.
  • the partial surface 56 ′ can first be configured on the second end face 23 of the armature 6, and then the inclined bore 50 can be drilled starting from the second end face 23. This enables a drill tip to strike the partial surface 56 'of the armature 6 at right angles.
  • a production-optimized modification to that based on FIG Fig. 1 described first embodiment which is used in particular to improve drilling. This can also prevent a drill from breaking, since drilling does not take place at an angle to a surface.
  • Fig. 3 shows a valve 1 in a partial, schematic sectional view according to a third embodiment.
  • a bevel 66 is configured on armature 6, which bevel cuts second end face 23 at its outer diameter 42.
  • the bevel 66 then lies between the second end face 23 and the outer side 32 of the armature 6.
  • the bevel 66 is preferably designed at right angles to the axis 53 of the inclined bore 50.
  • this refinement has the advantage that production optimization is achieved, as can be seen from FIG Fig. 2 is described.
  • the inner part 57 of the second end face 23, on which the armature 6 interacts with the stop surface 8 ' can be configured to be maximally large. This results in particularly great design freedom. In the respective application, a very large hydraulic damping can therefore be achieved.
  • Fig. 4 shows a valve 1 in a partial, schematic sectional view according to a fourth embodiment.
  • the fluid channel 15 has a first coaxial blind hole 71 and a second coaxial blind hole 72.
  • the first coaxial blind hole 71 runs from the first face 22 in the coaxial direction 19.
  • the second coaxial blind bore 72 runs from the second face 23 counter to the coaxial direction 19.
  • An intersection area 73 can here be arranged close to the bottom 26 of the spring receptacle 25 when viewed along the longitudinal axis 4. This results in favorable flow conditions.
  • the blind bores 71, 72 and at least a part 51 of the spring receptacle 25 can then be used.
  • the spring receptacle 25 can advantageously be at least partially integrated into the fluid channel 15.
  • the fluid is guided radially outward along the longitudinal axis 4, viewed in the coaxial direction 19. This also results in an advantageous introduction of the fluid starting from the inner bore 31 of the Inner pole 3 in the fluid channel 15 and at the same time advantageous damping on the second stop element 8.
  • a point 60 of a first opening 55 of the fluid channel 15 that is radially as far outward as possible from the longitudinal axis 4 is closer to the longitudinal axis 4 than a point 62 of a second opening 56 of the fluid channel 15 that is radially as far outward as the maximum from the longitudinal axis 4. It is also advantageous if a centroid 64 of a first opening 55 of the fluid channel 15 is closer to the longitudinal axis 4 than a centroid 65 of a second opening 56 of the fluid channel 15.
  • the fluid channel 15 exits at an exit surface 80 of the armature 6 to the second region 18 of the armature space (16), with an axis 81 of the fluid channel 15, along which the fluid channel 15 at the exit surface 80 of the armature 6 exits, is oriented perpendicular to the exit surface 80.
  • This makes it possible, inter alia, to design the fluid channel 15 from this side with a bore that can be made in the armature perpendicular to the exit surface 80, which improves the manufacturability.
  • the exit surface 80 can lie in a circumferential annular surface 82 with respect to the longitudinal axis 4, the annular surface 82 being configured as a partial surface 82 of a conical jacket 83 which is rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis 4 or as a partial surface 82 of a circular disk 84 oriented perpendicular to the longitudinal axis 4. This is possible, for example, by designing a circumferential groove 85 or a bevel 66.

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Abstract

Ein Ventil (1) zum Zumessen eines Fluids, das insbesondere als Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen dient, umfasst einem elektromagnetischen Aktuator (10), der einen in einem Ankerraum (16) angeordneten Anker (6) aufweist, und einer von dem Aktuator (10) mittels des Ankers (6) betätigbaren Ventilnadel (5), wobei der Anker (6) an der Ventilnadel (5) geführt ist, wobei an der Ventilnadel (5) ein im Betrieb mit einer ersten Stirnseite (22) des Ankers (6) zusammenwirkendes erstes Anschlagelement (7) und ein im Betrieb mit einer zweiten Stirnseite (23) des Ankers (6) zusammenwirkendes zweites Anschlagelement (8) angeordnet sind, die eine Bewegung des Ankers (6) relativ zu der Ventilnadel (5) begrenzen, und wobei der Anker (6) eine zu der ersten Stirnseite (22) des Ankers (6) hin offene Federaufnahme (25) aufweist, in die eine an dem Anschlagelement (7) abgestützte Feder (27) eingesetzt ist. Das Ventil (1) ist hierbei so ausgestaltet, dass der Anker (6) zumindest einen Fluidkanal (15) aufweist, der im Betrieb eine Durchleitung von Fluid zwischen einem an die erste Stirnseite (22) des Ankers (6) angrenzende ersten Bereich (17) des Ankerraums (16) und einem an die zweite Stirnseite (23) des Ankers (6) angrenzenden zweiten Bereich (18) des Ankerraums (16) ermöglicht, dass der Fluidkanal (15) zumindest teilweise die Federaufnahme (25) einbezieht und dass der Fluidkanal (15) entlang einer von der ersten Stirnseite (22) zu der zweiten Stirnseite (23) orientierten und bezüglich einer Längsachse (4) koaxialen Richtung (19) zumindest abschnittsweise radial nach außen verläuft.A valve (1) for metering a fluid, which is used in particular as a fuel injection valve for internal combustion engines, comprises an electromagnetic actuator (10) which has an armature (6) arranged in an armature chamber (16) and one of the actuator (10) by means of of the armature (6) actuatable valve needle (5), the armature (6) being guided on the valve needle (5), with a first on the valve needle (5) that interacts with a first end face (22) of the armature (6) during operation Stop element (7) and a second stop element (8) which interacts with a second end face (23) of the armature (6) during operation and which limit a movement of the armature (6) relative to the valve needle (5), and wherein the armature (6) has a spring receptacle (25) which is open towards the first end face (22) of the armature (6) and into which a spring (27) supported on the stop element (7) is inserted. The valve (1) is designed in such a way that the armature (6) has at least one fluid channel (15) which, during operation, allows fluid to pass through between a first region (17) adjoining the first end face (22) of the armature (6) ) of the armature space (16) and a second region (18) of the armature space (16) adjoining the second end face (23) of the armature (6) enables the fluid channel (15) to at least partially include the spring receptacle (25) and that the Fluid channel (15) runs along a direction (19) which is oriented from the first end face (22) to the second end face (23) and is coaxial with respect to a longitudinal axis (4) at least partially radially outward.

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. In particular, the invention relates to the field of injectors for fuel injection systems of motor vehicles, in which fuel is preferably injected directly into the combustion chambers of an internal combustion engine.

Aus der DE 10 2013 222 613 A1 ist ein Ventil zum Zumessen von Fluid bekannt. Das bekannte Ventil weist einen Elektromagneten zum Betätigen einer eine Zumessöffnung steuernden Ventilnadel auf. Der Elektromagnet dient zum Betätigen eines auf einer Ventilnadel verschiebbaren Ankers. Hierbei weist der Anker eine an die Ventilnadel angrenzende Bohrung auf, die eine Federaufnahme für eine Vorhubfeder bildet.From the DE 10 2013 222 613 A1 a valve for metering fluid is known. The known valve has an electromagnet for actuating a valve needle controlling a metering opening. The electromagnet is used to actuate an armature that is displaceable on a valve needle. Here, the armature has a bore adjoining the valve needle which forms a spring receptacle for a forward stroke spring.

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. Hierbei kann speziell eine verbesserte Führung zwischen dem Anker und der Ventilnadel, insbesondere eine Dämpfung und Beruhigung des Ankers, und zugleich eine vorteilhafte Durchleitung des Fluids durch einen Ankerraum erfolgen.The valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that an improved design and functionality are made possible. In this case, improved guidance between the armature and the valve needle, in particular damping and calming of the armature, and at the same time an advantageous passage of the fluid through an armature space can take place.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Ventils möglich.The measures listed in the subclaims allow advantageous developments of the valve specified in claim 1.

Bei dem Ventil zum Zumessen des Fluids ist der als Magnetanker dienende Anker nicht fest mit der Ventilnadel verbunden, sondern zwischen Anschlägen fliegend gelagert. Solch ein Anschlag kann an einem Anschlagelement ausgebildet sein, das als Anschlaghülse und/oder Anschlagring realisiert werden kann. Das Anschlagelement kann allerdings auch einstückig mit der Ventilnadel ausgebildet sein. Über 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, wobei die Feder während der Beschleunigung verkürzt wird. Der Ankerfreiweg kann über das axiale Spiel zwischen dem Anker und den beiden Anschlägen vorgegeben werden.In the case of the valve for metering the fluid, the armature serving as a magnet armature is not permanently connected to the valve needle, but is mounted overhung between stops. Such a stop can be formed on a stop element that can be implemented as a stop sleeve and / or stop ring. The stop element can, however, also be designed in one piece with the valve needle. The anchor in the Rest position adjusted to a fixed stop with respect to the valve needle, so that the armature rests there. When the valve is activated, the entire armature free travel is then available as an acceleration path, with the spring being shortened during acceleration. The armature free travel can be specified via the axial play between the armature and the two stops.

Eine Führungslänge zwischen dem Anker und der Ventilnadel kann vergrößert werden, indem die Federaufnahme durch eine nicht an die Ventilnadel angrenzende Ringnut ausgestaltet wird. Hierbei kann die Federaufnahme in vorteilhafter Weise dennoch nahe an der Längsachse, also mit einem geringen radialen Abstand zu der Längsachse ausgestaltet werden, um bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Ventils eine vorteilhafte Einleitung des Fluids von dem ersten Bereich des Ankerraums in die Federaufnahme zu ermöglichen.A guide length between the armature and the valve needle can be increased in that the spring receptacle is configured by an annular groove that is not adjacent to the valve needle. Here, the spring receptacle can advantageously be designed close to the longitudinal axis, i.e. with a small radial distance from the longitudinal axis, in order to enable an advantageous introduction of the fluid from the first area of the armature chamber into the spring receptacle with a corresponding design of the valve.

Bei einer Kombination aus einem Anker mit geraden Durchflussbohrungen und einem an der Ventilnadel angeordneten Anschlag mit großem Außendurchmesser ist es denkbar, dass es zu einer Überdeckung zwischen der Durchflussbohrung und einer an einem entsprechenden Anschlagelement ausgestalteten Anschlagfläche (Anschlag) kommt. Hierdurch geht ein Teil der Dämpfungsfläche zwischen dem Anker und dem diesbezüglichen Anschlagelement verloren. Ferner verringert sich im Bereich der Endstellungen des Ankers an den Anschlagelementen auch ein freier Durchflussquerschnitt.In the case of a combination of an armature with straight flow bores and a stop with a large outside diameter arranged on the valve needle, it is conceivable that there is an overlap between the flow bore and a stop surface (stop) configured on a corresponding stop element. As a result, part of the damping surface between the armature and the relevant stop element is lost. Furthermore, a free flow cross-section is also reduced in the area of the end positions of the armature on the stop elements.

Die sich ergebende Situation hat zwar den Vorteil eines geringen Adhäsionseffektes beim Lösen des Ankers von dem jeweiligen Anschlagelement bei einem Betätigungsvorgang, führt aber auch dazu, dass eine zur Dämpfung eines Anprallens beziehungsweise zur Ankerberuhigung gewünschte Dämpfung verringert wird. Speziell beim Schließen des Ventils kann dies dazu führen, dass in Bezug auf die gewünschten Ansteuerungszeiten eine zu lange Dauer zur ausreichenden Beruhigung des Ankers erforderlich ist. Im Hinblick auf gegebenenfalls sehr kurze Pausenzeiten, beispielsweise von weniger als 1,2 ms, wie sie bei einer Mehrfacheinspritzung gewünscht sein können, ergeben sich somit erhebliche Nachteile einer nahe an der Ventilnadel ausgestalteten geraden Durchflussbohrung durch den Anker.Although the resulting situation has the advantage of a low adhesion effect when the anchor is released from the respective stop element during an actuation process, it also leads to a reduction in the damping desired for damping an impact or for anchor calming. Especially when closing the valve, this can mean that too long a duration is required for the armature to settle sufficiently in relation to the desired activation times. With regard to possibly very short pause times, for example of less than 1.2 ms, as may be desired in the case of a multiple injection, there are thus considerable disadvantages of a straight through-flow bore through the armature designed close to the valve needle.

In vorteilhafter Weise kann durch einen vorgeschlagenen Fluidkanal eine vorteilhafte Durchleitung von Fluid durch den Ankerraum erfolgen und zugleich eine Beeinträchtigung eines Dämpfungsverhaltens reduziert werden, was insbesondere für eine Beruhigung des Ankers beim Schließen des Ventils vorteilhaft ist. Hierdurch kann auch durch die konstruktive Ausgestaltung der Anschlagfläche an dem Anschlagelement zumindest weitgehend unbeeinflusst von der Durchleitung des Fluids durch den Anker eine Vorgabe beziehungsweise Einstellung der gewünschten Dämpfung erzielt werden.Advantageously, a proposed fluid channel can be used to conduct fluid through the armature space and at the same time reduce impairment of damping behavior, which is particularly advantageous for calming the armature when the valve is closed. As a result, the structural design of the stop surface on the stop element at least A specification or setting of the desired damping can be achieved largely unaffected by the passage of the fluid through the armature.

Eine Weiterbildung, bei der ein von der Längsachse radial maximal weit außenliegender Punkt einer ersten Öffnung des Fluidkanals näher an der Längsachse liegt als ein von der Längsachse radial maximal weit außenliegender Punkt einer zweiten Öffnung des Fluidkanals, hat den Vorteil, dass an der ersten Stirnseite des Ankers in vorteilhafter Weise eine längsachsennahe Einleitung des Fluids in den Fluidkanal erfolgen kann, während an der zweiten Stirnseite des Ankers eine Verlegung der Öffnung des Fluidkanals in einen weiter von der Ventilnadel entfernten Bereich möglich ist. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 2 ergibt sich insbesondere der Vorteil, dass eine Überlappung der Öffnung des Fluidkanals an der zweiten Stirnseite des Ankers mit einer Anschlagfläche an dem zweiten Anschlagelement verringert oder ganz vermieden werden kann. Speziell kann der maximal weit innenliegende Punkt der zweiten Öffnung des Fluidkanals radial außerhalb einer Anschlagfläche des zweiten Anschlagelements liegen. Entsprechende Vorteile können bei der Weiterbildung realisiert werden, bei der ein Flächenschwerpunkt einer ersten Öffnung des Fluidkanals näher an der Längsachse liegt als ein Flächenschwerpunkt einer zweiten Öffnung des Fluidkanals.A further development in which a point of a first opening of the fluid channel that is radially as far outward as possible from the longitudinal axis is closer to the longitudinal axis than a point of a second opening of the fluid channel which is radially as far outward as possible from the longitudinal axis, has the advantage that on the first end face of the Armature, the fluid can advantageously be introduced into the fluid channel near the longitudinal axis, while the opening of the fluid channel can be relocated to an area further away from the valve needle on the second end face of the armature. The further development according to claim 2 has the particular advantage that an overlap of the opening of the fluid channel on the second end face of the armature with a stop surface on the second stop element can be reduced or avoided entirely. Specifically, the point of the second opening of the fluid channel that is located maximally inward can lie radially outside a stop surface of the second stop element. Corresponding advantages can be realized in the development in which a centroid of a first opening of the fluid channel is closer to the longitudinal axis than a centroid of a second opening of the fluid channel.

Die Weiterbildung nach Anspruch 3 hat unter anderem den Vorteil, dass eine Herstellbarkeit des Fluidkanals mittels einer Bohrung ermöglicht beziehungsweise verbessert wird. Eine hierfür vorteilhafte Maßnahme ist im Anspruch 4 angegebenen.The further development according to claim 3 has, inter alia, the advantage that the fluid channel can be manufactured by means of a bore or is improved. A measure that is advantageous for this is specified in claim 4.

Die Weiterbildung nach Anspruch 5 hat den Vorteil, dass zum einen eine strömungstechnisch günstige Ausgestaltung des Fluidkanals realisiert werden kann. Zum anderen kann gegebenenfalls eine fertigungstechnisch günstige Ausgestaltung des Fluidkanals realisiert werden, wie es insbesondere nach der Weiterbildung nach Anspruch 6 möglich ist. Hierbei kann gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 7 in vorteilhafter Weise eine Optimierung im Hinblick auf einen Kippwinkel, mit dem eine Achse der Schrägbohrung gegenüber der Längsachse verkippt ist, realisiert werden, wobei der Kippwinkel beispielsweise bei gegebenen Vorgaben für die Öffnung an der zweiten Stirnseite des Ankers optimal klein gehalten werden kann. Ferner kann hierdurch der für die Durchleitung des Fluids zur Verfügung stehende Querschnitt entlang der koaxialen Richtung über den gesamten Verlauf durch den Anker in Folge der Ausgestaltung der Schrägbohrung vergrößert werden, wenn dies im jeweiligen Anwendungsfall sinnvoll ist.The further development according to claim 5 has the advantage that, on the one hand, a fluid channel configuration that is favorable in terms of flow can be realized. On the other hand, a configuration of the fluid channel that is favorable in terms of production technology can optionally be implemented, as is possible in particular according to the development according to claim 6. Here, according to the development according to claim 7, an optimization with regard to a tilt angle with which an axis of the inclined bore is tilted relative to the longitudinal axis can be implemented, the tilt angle, for example, given given specifications for the opening on the second face of the armature can be kept optimally small. Furthermore, as a result of the design of the inclined bore, the cross section available for the passage of the fluid along the coaxial direction can be enlarged over the entire course through the armature, if this is useful in the respective application.

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 8 kann in vorteilhafter Weise ein gegebenenfalls bei eingesetzter Feder (Ankerfreiwegsfeder) verbleibender Raum zur Durchleitung des Fluids mitgenutzt werden. Die Weiterbildung nach Anspruch 9 ermöglicht hierbei insbesondere eine Nutzung der Federaufnahme entlang ihrer gesamten Erstreckung entlang der Längsachse.In the further development according to claim 8, a space possibly remaining when the spring is inserted (armature free travel spring) can advantageously be used for the passage of the fluid can also be used. The development according to claim 9 in particular enables the spring receptacle to be used along its entire extent along the longitudinal axis.

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 10 kann der Fluidkanal in vorteilhafter Weise durch fertigungstechnisch einfach zu realisierende koaxiale Sacklochbohrungen ausgestaltet werden.In the further development according to claim 10, the fluid channel can be designed in an advantageous manner by means of coaxial blind bores which are easy to implement in terms of manufacturing technology.

Somit kann in vorteilhafter Weise eine Kombination einer sich im Anker befindlichen Ankerfreiwegsfeder mit einem Anker realisiert werden, der einen radial nach außen verlaufenden Fluidkanal, insbesondere eine Schrägbohrung, aufweist. Diese Kombination ermöglicht, dass zwischen einem Anschlagelement und dem Anker eine maximal große Dämpfungsfläche realisiert werden kann. Speziell kann hierbei eine Reduzierung der Dämpfungsfläche durch eine Überlappung mit der entsprechenden Öffnung vermieden werden. Da bei der Ausgestaltung eines Ventils vorzugsweise mehrere Fluidkanäle vorgesehen sind, die vorzugsweise anstelle von herkömmlichen Durchflussbohrungen realisiert sind, kann sich ein wesentlicher Einfluss auf die Funktionsweise des Ventils, insbesondere eine deutlich verbesserte Dämpfung, ergeben. Beispielsweise können zwei bis zehn Fluidkanäle, insbesondere zwei bis sechs Fluidkanäle, realisiert werden. Solche Fluidkanäle können hierbei gemeinsam die Federaufnahme zumindest teilweise mit einbeziehen. Dadurch kann sich auch das Durchflussverhalten verbessern. Prinzipiell ist allerdings auch eine Ausgestaltung mit nur einem einzigen Fluidkanal oder eine Kombination mit zumindest einem vorgeschlagenen Fluidkanal mit zumindest einer herkömmlichen Durchgangsbohrung denkbar.A combination of an armature free travel spring located in the armature with an armature which has a radially outwardly extending fluid channel, in particular an inclined bore, can thus be implemented in an advantageous manner. This combination makes it possible that a maximum large damping surface can be realized between a stop element and the armature. In particular, a reduction in the damping area can be avoided by overlapping the corresponding opening. Since several fluid channels are preferably provided in the design of a valve, which are preferably implemented instead of conventional flow bores, this can have a significant influence on the functioning of the valve, in particular significantly improved damping. For example, two to ten fluid channels, in particular two to six fluid channels, can be implemented. Such fluid channels can here together at least partially include the spring receptacle. This can also improve the flow behavior. In principle, however, an embodiment with only a single fluid channel or a combination with at least one proposed fluid channel with at least one conventional through-hole is also conceivable.

Speziell ist somit eine Ausgestaltung realisierbar, bei der es in Bezug auf eine Anschlagfläche an dem diesbezüglichen Anschlagelement zu keiner Überdeckung zwischen der diesbezüglichen Öffnung oder den diesbezüglichen Öffnungen des zumindest einen Fluidkanals und der Anschlagfläche am Anschlagelement mehr kommt. Dadurch steht die maximale Dämpfungsfläche zur Verfügung.Specifically, an embodiment can thus be implemented in which, with respect to a stop surface on the relevant stop element, there is no longer any overlap between the relevant opening or the relevant openings of the at least one fluid channel and the stop surface on the stop element. This means that the maximum damping area is available.

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;
  • Fig. 2 ein Ventil in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • Fig. 3 ein Ventil in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel und
  • Fig. 4 ein Ventil in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel.
Preferred exemplary 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 matching reference symbols. Show it:
  • Fig. 1 a valve in an excerpt, schematic sectional view corresponding to a first embodiment;
  • Fig. 2 a valve in an excerpt, schematic sectional view corresponding to a second embodiment;
  • Fig. 3 a valve in an excerpt, schematic sectional view corresponding to a third embodiment and
  • Fig. 4 a valve in a partial, schematic sectional view corresponding to a fourth embodiment.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Fig. 1 zeigt ein Ventil 1 zum Zumessen eines Fluids in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Ventil 1 kann insbesondere als Brennstoffeinspritzventil 1 ausgebildet sein. Ein bevorzugter Anwendungsfall ist eine Brennstoffeinspritzanlage, bei der solche Brennstoffeinspritzventile 1 als Hochdruckeinspritzventile 1 ausgebildet sind und zur direkten Einspritzungen von Brennstoff in zugeordnete Brennräume der Brennkraftmaschine dienen. Als Brennstoff können hierbei flüssige oder gasförmige Brennstoffe zum Einsatz kommen. Entsprechend eignet sich das Ventil 1 zum Zumessen von flüssigen oder gasförmigen Fluiden. Fig. 1 shows a valve 1 for metering a fluid in a partial, schematic sectional illustration according to a first embodiment. The valve 1 can in particular be designed as a fuel injector 1. A preferred application is a fuel injection system in which such fuel injection valves 1 are designed as high pressure injection valves 1 and are used for direct injection of fuel into assigned combustion chambers of the internal combustion engine. Liquid or gaseous fuels can be used as fuel. Accordingly, the valve 1 is suitable for metering liquid or gaseous fluids.

Das Ventil 1 weist ein Gehäuse (Ventilgehäuse) 2 auf, in dem ortsfest ein Innenpol 3 angeordnet ist. Eine in diesem Ausführungsbeispiel innerhalb des Gehäuses 2 angeordneten Ventilnadel 5 ist bezüglich dem Gehäuse 2 entlang einer Längsachse 4 geführt.The valve 1 has a housing (valve housing) 2 in which an inner pole 3 is arranged in a stationary manner. A valve needle 5, which is arranged inside the housing 2 in this exemplary embodiment, is guided along a longitudinal axis 4 with respect to the housing 2.

An der Ventilnadel 5 ist ein Anker (Magnetanker) 6 angeordnet. An der Ventilnadel 5 sind außerdem ein Anschlagelement 7 und ein weiteres Anschlagelement 8 angeordnet. An den Anschlagelementen 7, 8 sind Anschlagflächen 7', 8' ausgebildet. Der Anker 6 kann hierbei bei einer Betätigung entlang der Längsachse 4 relativ zu der Ventilnadel 5 zwischen den Anschlagelementen 7, 8 bewegt werden, wobei ein Ankerfreiweg 9 vorgegeben ist. Die Längsachse 4 kann hier als Längsachse 4 der Ventilnadel 5 beziehungsweise als Längsachse 4 des Ankers 5 bezeichnet werden. Der Anker 6, der Innenpol 3 sowie eine nicht dargestellte Magnetspule sind Bestandteile eines elektromagnetischen Aktuators 10.An armature (magnet armature) 6 is arranged on the valve needle 5. A stop element 7 and a further stop element 8 are also arranged on the valve needle 5. Stop surfaces 7 ', 8' are formed on the stop elements 7, 8. When actuated, the armature 6 can be moved along the longitudinal axis 4 relative to the valve needle 5 between the stop elements 7, 8, an armature free path 9 being predetermined. The longitudinal axis 4 can be referred to here as the longitudinal axis 4 of the valve needle 5 or as the longitudinal axis 4 of the armature 5. The armature 6, the inner pole 3 and a magnetic coil (not shown) are components of an electromagnetic actuator 10.

An der Ventilnadel 5 ist ein Ventilschließkörper 11 ausgebildet, der mit einer Ventilsitzfläche 12 zu einem Dichtsitz zusammen wirkt. Bei einer Betätigung des Ankers 6 wird dieser in Richtung auf den Innenpol 3 beschleunigt. Wenn der Anker 6 an dem Anschlag 7' des Anschlagelement 7 anschlägt und dadurch die Ventilnadel 5 betätigt, dann kann Brennstoff über den geöffneten Dichtsitz und zumindest eine Düsenöffnung 13 in einen Raum, insbesondere einen Brennraum, eingespritzt werden.A valve closing body 11 is formed on the valve needle 5, which cooperates with a valve seat surface 12 to form a sealing seat. When the armature 6 is actuated, it is accelerated in the direction of the inner pole 3. When the armature 6 strikes the stop 7 'of the stop element 7 and thereby actuates the valve needle 5, fuel can be injected into a space, in particular a combustion chamber, via the open sealing seat and at least one nozzle opening 13.

Das Ventil 1 weist eine Rückstellfeder 14 auf, die die Ventilnadel 5 über das Anschlagelement 7 in ihre Ausgangsstellung verstellt, in der der Dichtsitz geschlossen ist.The valve 1 has a return spring 14 which moves the valve needle 5 via the stop element 7 into its starting position in which the sealing seat is closed.

Der Anker 6 basiert auf einer zylinderförmigen Grundform 20 mit einer Durchgangsbohrung 21, wobei der Anker 6 an der Durchgangsbohrung 21 an der Ventilnadel 5 geführt ist. Hierbei weist die Grundform 20 des Ankers 6 eine Länge 24 zwischen einer dem Innenpol 3 zugewandten ersten Stirnseite 22 des Ankers 6 und einer von dem Innenpol 3 abgewandten zweiten Stirnseite 23 des Ankers 6 auf. Der Anker 6 ist in einem Ankerraum 16 angeordnet. Hierbei grenzt die erste Stirnseite 22 an einen ersten Bereich 17 des Ankerraums 16 an. Ferner grenzt die zweite Stirnseite 23 an einen zweiten Bereich 18 des Ankerraums 16 an. Im Betrieb ist eine Durchleitung von Brennstoff durch den Anker über zumindest einen Teil seiner Länge 24 durch zumindest einen Fluidkanal 15 ermöglicht.The armature 6 is based on a cylindrical basic shape 20 with a through hole 21, the armature 6 being guided on the through hole 21 on the valve needle 5. Here, the basic shape 20 of the armature 6 has a length 24 between a first end face 22 of the armature 6 facing the inner pole 3 and a second end face 23 of the armature 6 facing away from the inner pole 3. The armature 6 is arranged in an armature space 16. Here, the first end face 22 adjoins a first area 17 of the armature space 16. Furthermore, the second end face 23 adjoins a second region 18 of the armature space 16. In operation, fuel can be passed through the armature over at least part of its length 24 through at least one fluid channel 15.

Der Anker 6 weist eine Federaufnahme 25 auf. Der Fluidkanal 15 bezieht hierbei die Federaufnahme 25 mit ein. Somit führt der Fluidkanal 15 zumindest über einen Teil der Federaufnahme 25. Die Federaufnahme 25 an der Stirnseite 22 des Ankers 6 geöffnet. Eine Federstützfläche 26, an der eine teilweise in der Federaufnahme 25 angeordnete Feder 27 abgestützt ist, ist durch den Boden 26 der Federaufnahme 25 gebildet. Die Feder 27 stützt sich ferner an der Anschlagfläche 7' des Anschlags 7 ab. Bei einer Betätigung des Ankers 6 wird die Feder 27 gegenüber ihrer Ausgangslänge verkürzt, wobei sie vollständig in die Federaufnahme 25 eintauchen kann.The armature 6 has a spring receptacle 25. The fluid channel 15 here includes the spring receptacle 25. The fluid channel 15 thus leads at least over part of the spring receptacle 25. The spring receptacle 25 is open on the end face 22 of the armature 6. A spring support surface 26, on which a spring 27 partially arranged in the spring receptacle 25 is supported, is formed by the base 26 of the spring receptacle 25. The spring 27 is also supported on the stop surface 7 ′ of the stop 7. When the armature 6 is actuated, the spring 27 is shortened compared to its original length, and it can immerse completely in the spring receptacle 25.

Ferner ist die Feder 27 in diesem Ausführungsbeispiel mit angeschliffenen Federenden 43, 44 ausgestaltet. Dadurch ergibt sich eine noch bessere Auflage. Ferner ergeben sich ein reduzierter Verschleiß sowie eine gleichmäßigere Krafteinleitung einerseits in den Anker 6 an der Federstützfläche 26 und andererseits an dem Anschlag 7' des Anschlagelements 7.Furthermore, in this exemplary embodiment, the spring 27 is designed with ground spring ends 43, 44. This results in an even better print run. Furthermore, there is reduced wear and a more uniform introduction of force into the armature 6 on the spring support surface 26 on the one hand and on the stop 7 ′ of the stop element 7 on the other hand.

An dem Anker 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Führungssteg 28 ausgebildet. Dadurch ist die Führungslänge des Ankers 6 an der Ventilnadel 5 gleich der Länge 24 des Ankers 6 zwischen seinen Stirnseiten 22, 23.In this exemplary embodiment, a guide web 28 is formed on the armature 6. As a result, the guide length of the armature 6 on the valve needle 5 is equal to the length 24 of the armature 6 between its end faces 22, 23.

Die Führung der Ventilnadel 5 bezüglich der Längsachse 4 beziehungsweise bezüglich des Gehäuses 2 ergibt sich in diesem Ausführungsbeispiel über das Anschlagelement 7. Hierbei ist das Anschlagelement 7 in einem Führungsbereich 30 an einer Innenbohrung 31 des Innenpols 3 geführt. Bei einer abgewandelten Ausgestaltung kann die Führung der Ventilnadel 5 zusätzlich oder alternativ auch über den Anker 6 realisiert werden. Hierbei reicht die Außenseite 32 des Ankers 6 zumindest teilweise bis an die Innenseite 33 des Gehäuses 2. Bei dieser Ausgestaltung kann anstelle des Führungsbereichs 30 dann ein Ringspalt zwischen dem Anschlagelement 7 und dem Innenpol 3 realisiert werden.In this exemplary embodiment, the valve needle 5 is guided with respect to the longitudinal axis 4 or with respect to the housing 2 via the stop element 7. Here, the stop element 7 is guided in a guide region 30 on an inner bore 31 of the inner pole 3. In a modified embodiment, the valve needle 5 can additionally or alternatively also be guided via the armature 6. Here, the outside 32 of the armature 6 extends at least partially up to the inside 33 of the housing 2. In this embodiment, instead of the guide region 30, an annular gap can then be implemented between the stop element 7 and the inner pole 3.

In diesem Ausführungsbeispiel weist der Fluidkanal 15 eine Schrägbohrung 50 auf. Hierbei weist der Fluidkanal 15 vorzugsweise genau eine Schrägbohrung 50 auf. Der Fluidkanal 15 führt dann über die Schrägbohrung 50 und zumindest einen Teil 51 der Federaufnahme 25.In this exemplary embodiment, the fluid channel 15 has an inclined bore 50. In this case, the fluid channel 15 preferably has exactly one inclined bore 50. The fluid channel 15 then leads over the inclined bore 50 and at least a part 51 of the spring receptacle 25.

In diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich eine bezüglich der Längsachse 4 koaxiale Richtung 19, die von der ersten Stirnseite 22 zu der zweiten Stirnseite 23 orientiert ist, in einer Orientierung entgegen einer Öffnungsrichtung 52, in der die Ventilnadel 5 beim Öffnen des Ventils 1 betätigt wird.In this exemplary embodiment, a direction 19 which is coaxial with respect to the longitudinal axis 4 and which is oriented from the first end face 22 to the second end face 23 results in an orientation opposite to an opening direction 52 in which the valve needle 5 is actuated when the valve 1 is opened.

Die Schrägbohrung 50 ist so in dem Anker 6 ausgestaltet, dass sie entlang der koaxialen Richtung 19 radial nach außen, also von der Längsachse 4 weg, verläuft, wobei sich in der Zeichenebene zwischen der koaxialen Richtung 19 und einer Achse 53 der Schrägbohrung 50 ein Neigungswinkel 54 ergibt. Allerdings ist die Ausgestaltung der Schrägbohrung 50 nicht darauf beschränkt, dass die Achse 53 in der gleichen Ebene wie die Längsachse 4 der Ventilnadel 5 liegt, wie es in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit der durch die Zeichenebene gegebenen Ebene der Fall ist.The inclined bore 50 is designed in the armature 6 such that it runs radially outward along the coaxial direction 19, i.e. away from the longitudinal axis 4, with an angle of inclination in the plane of the drawing between the coaxial direction 19 and an axis 53 of the inclined bore 50 54 results. However, the design of the inclined bore 50 is not limited to the fact that the axis 53 lies in the same plane as the longitudinal axis 4 of the valve needle 5, as is the case in the illustrated embodiment with the plane given by the plane of the drawing.

Ferner verläuft die Schrägbohrung 50 in diesem Ausführungsbeispiel von der ersten Stirnseite 22 des Ankers 6 zu der zweiten Stirnseite 23 des Ankers 6. Hierbei liegt eine erste Öffnung 55 des Fluidkanals 15, die an den ersten Bereich 17 angrenzt, in der Stirnseite 22, während eine zweite Öffnung 56, die an den zweiten Bereich 18 angrenzt, in der zweiten Stirnseite 23 liegt. Durch die von der ersten Stirnseite 22 bis zu der zweiten Stirnseite 23 des Ankers 6 verlaufende Schrägbohrung 50 wird eine vorteilhafte hydraulische Verbindung zwischen dem ersten Bereich 17 und dem zweiten Bereich 18 ermöglicht. Durch die achsnahe Positionierung der ersten Öffnung 55 an der Längsachse 4 kann ein Einströmen des Fluids, insbesondere des Brennstoffs, aus der Innenbohrung 31 des Innenpols 3 in vorteilhafter Weise in den Fluidkanal 15 erfolgen. Durch die achsferne Anordnung der zweiten Öffnung 56 des Fluidkanals 15 bezüglich der Längsachse 4 kann ein innerer Teil 57 der zweiten Stirnseite 23, an dem der Anker 6 mit der zweiten Anschlagfläche 8' zusammenwirkt, entsprechend einer vorgegebenen und gegebenenfalls großen zweiten Anschlagfläche 8' ausreichend groß vorgegeben werden, ohne dass die zweite Öffnung 56 in diesem inneren Teil 57 liegt beziehungsweise ohne dass der Fluidkanals 15 diesen inneren Teil 57 der zweiten Stirnseite 23 anschneidet. Hierdurch kann eine große Dämpfungsfläche zwischen der zweiten Anschlagfläche 8' und der zweiten Stirnseite 23 realisiert werden.Furthermore, the inclined bore 50 in this exemplary embodiment runs from the first end face 22 of the armature 6 to the second end face 23 of the armature 6. Here, a first opening 55 of the fluid channel 15, which adjoins the first region 17, lies in the end face 22, while a second opening 56, which adjoins the second region 18, lies in the second end face 23. An advantageous hydraulic connection between the first area 17 and the second area 18 is made possible by the inclined bore 50 running from the first end face 22 to the second end face 23 of the armature 6. By positioning the first opening 55 close to the axis on the longitudinal axis 4, the fluid, in particular the fuel, can advantageously flow from the inner bore 31 of the inner pole 3 into the fluid channel 15. Due to the off-axis arrangement of the second opening 56 of the fluid channel 15 with respect to the longitudinal axis 4, an inner part 57 of the second end face 23, on which the armature 6 and the second Stop surface 8 'interacts, corresponding to a predetermined and possibly large second stop surface 8' are given sufficiently large without the second opening 56 lying in this inner part 57 or without the fluid channel 15 intersecting this inner part 57 of the second end face 23. As a result, a large damping surface can be implemented between the second stop surface 8 ′ and the second end face 23.

Da die Schrägbohrung 50 in vorteilhafter Weise über eine gesamte Länge 58 der Federaufnahme 25 entlang der Längsachse 4 mit der Federaufnahme 25 verschnitten ist, ergibt sich ein günstiges Strömungsverhalten und eine bezüglich der Federaufnahme 25 noch vergrößerte erste Öffnung 55 des Fluidkanals 15. Speziell liegt hierbei ein Punkt 60, an dem die erste Öffnung 55 radial maximal von der Längsachse 4 beabstandet ist, noch außerhalb der Federaufnahme 25. Ein Punkt 61, an dem die erste Öffnung 55 einen minimalen Abstand zu der Längsachse 4 hat, liegt hingegen noch am Rand der Federaufnahme 25. Ferner ergeben sich an der zweiten Öffnung 56 Punkte 62, 63, wobei der Punkt 62 maximal weit von der Längsachse 4 beabstandet an dem Rand der zweiten Öffnung 56 liegt und wobei der Punkt 63 minimal beabstandet zu der Längsachse 4 an dem Rand der zweiten Öffnung 56 liegt. Der Punkt 62 ist radial betrachtet weiter von der Längsachse 4 entfernt als der Punkt 60. Ferner ist der Punkt 63 der zweiten Öffnung 56 radial betrachtet weiter von der Längsachse 4 entfernt als der Punkt 61 auf dem Rand der ersten Öffnung 55. Ferner liegt ein Flächenschwerpunkt 64 der ersten Öffnung 55 radial näher an der Längsachse 4 als ein Flächenschwerpunkt 65 der zweiten Öffnung 56.Since the inclined bore 50 is advantageously intersected over an entire length 58 of the spring receptacle 25 along the longitudinal axis 4 with the spring receptacle 25, the result is a favorable flow behavior and a first opening 55 of the fluid channel 15 which is still enlarged with respect to the spring receptacle 25 Point 60 at which the first opening 55 is radially maximally spaced from the longitudinal axis 4, still outside the spring receptacle 25. A point 61 at which the first opening 55 is at a minimal distance from the longitudinal axis 4, however, is still on the edge of the spring receptacle 25. Furthermore, points 62, 63 result at the second opening 56, the point 62 being at a maximum distance from the longitudinal axis 4 on the edge of the second opening 56 and the point 63 being minimally spaced from the longitudinal axis 4 on the edge of the second Opening 56 is located. The point 62, viewed radially, is further away from the longitudinal axis 4 than the point 60. Furthermore, the point 63 of the second opening 56, viewed radially, is further away from the longitudinal axis 4 than the point 61 on the edge of the first opening 55. Furthermore, there is a centroid 64 of the first opening 55 radially closer to the longitudinal axis 4 than a centroid 65 of the second opening 56.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Schrägbohrung 50 außerdem so ausgestaltet, dass der Boden 26 der Federaufnahme 25 von der Schrägbohrung 50 angeschnitten ist. Somit kann die Federaufnahme 25 in vorteilhafter Weise zum Durchleiten des Brennstoffs genutzt werden und über ihre gesamte Länge 58 in den Fluidkanal 15 integriert werden.In this exemplary embodiment, the inclined bore 50 is also designed such that the bottom 26 of the spring receptacle 25 is cut by the inclined bore 50. Thus, the spring receptacle 25 can advantageously be used to guide the fuel through and can be integrated into the fluid channel 15 over its entire length 58.

Fig. 2 zeigt ein Ventil 1 in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Öffnung 56 beziehungsweise eine Teilfläche 56' an der zweiten Stirnseite 23 des Ankers 6, in der die zweite Öffnung 56 liegt, senkrecht zu der Achse 53 der Schrägbohrung 50 orientiert. Die Teilfläche 56' des Ankers 6 kann hierbei über eine umlaufende Nut 85 oder einzelne Senkbohrungen ausgestaltet werden. Speziell kann zunächst die Teilfläche 56' an der zweiten Stirnseite 23 des Ankers 6 ausgestaltet werden, und dann kann die Schrägbohrung 50 ausgehend von der zweiten Stirnseite 23 gebohrt werden. Dies ermöglicht ein rechtwinkliges Auftreffen einer Bohrerspitze auf die Teilfläche 56' des Ankers 6. Somit ergibt sich insbesondere eine fertigungsoptimierte Abwandlung zu dem anhand der Fig. 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel, die insbesondere zur Verbesserung des Bohrens dient. Hierdurch kann auch ein Bruch eines Bohrers vermieden werden, da das Anbohren nicht schräg zu einer Oberfläche erfolgt. Fig. 2 shows a valve 1 in a partial, schematic sectional view corresponding to a second embodiment. In this exemplary embodiment, the second opening 56 or a partial surface 56 ′ on the second end face 23 of the armature 6 in which the second opening 56 lies is oriented perpendicular to the axis 53 of the inclined bore 50. The partial surface 56 'of the armature 6 can be designed here via a circumferential groove 85 or individual countersunk bores. In particular, the partial surface 56 ′ can first be configured on the second end face 23 of the armature 6, and then the inclined bore 50 can be drilled starting from the second end face 23. This enables a drill tip to strike the partial surface 56 'of the armature 6 at right angles. Thus, in particular, a production-optimized modification to that based on FIG Fig. 1 described first embodiment, which is used in particular to improve drilling. This can also prevent a drill from breaking, since drilling does not take place at an angle to a surface.

In Bezug auf mehrere an dem Anker 6 zu realisierende Schrägbohrungen, die entsprechend der Schrägbohrung 50 ausgestaltet sind, ist hierbei insbesondere eine Ausgestaltung der Teilfläche 56' durch eine um die Längsachse 4 umlaufende Nut, von der dann die einzelnen Schrägbohrungen 50 umfänglich verteilt ausgehen, vorteilhaft.With regard to several inclined bores to be realized on the armature 6, which are designed in accordance with the inclined bore 50, a configuration of the partial surface 56 'by a groove running around the longitudinal axis 4, from which the individual inclined bores 50 then extend circumferentially distributed, is advantageous .

Fig. 3 zeigt ein Ventil 1 in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist an dem Anker 6 eine Fase 66 ausgestaltet, die die zweite Stirnseite 23 an ihrem Außendurchmesser 42 anschneidet. Die Fase 66 liegt dann zwischen der zweiten Stirnseite 23 und der Außenseite 32 des Ankers 6. Vorzugsweise ist die Fase 66 im rechten Winkel zu der Achse 53 der Schrägbohrung 50 ausgestaltet. Diese Ausgestaltung hat zum einen den Vorteil, dass eine Fertigungsoptimierung erzielt ist, wie es entsprechend anhand der Fig. 2 beschrieben ist. Ferner kann der innere Teil 57 der zweiten Stirnseite 23, an dem der Anker 6 mit der Anschlagfläche 8' zusammenwirkt, maximal groß ausgestaltet werden. Dadurch ergeben sich besonders große konstruktive Freiheiten. Im jeweiligen Anwendungsfall kann daher eine sehr große hydraulische Dämpfung erzielt werden. Fig. 3 shows a valve 1 in a partial, schematic sectional view according to a third embodiment. In this exemplary embodiment, a bevel 66 is configured on armature 6, which bevel cuts second end face 23 at its outer diameter 42. The bevel 66 then lies between the second end face 23 and the outer side 32 of the armature 6. The bevel 66 is preferably designed at right angles to the axis 53 of the inclined bore 50. On the one hand, this refinement has the advantage that production optimization is achieved, as can be seen from FIG Fig. 2 is described. Furthermore, the inner part 57 of the second end face 23, on which the armature 6 interacts with the stop surface 8 ', can be configured to be maximally large. This results in particularly great design freedom. In the respective application, a very large hydraulic damping can therefore be achieved.

Fig. 4 zeigt ein Ventil 1 in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Fluidkanal 15 eine erste koaxiale Sacklochbohrung 71 und eine zweite koaxiale Sacklochbohrung 72 auf. Die erste koaxiale Sacklochbohrung 71 verläuft ausgehend von der ersten Stirnseite 22 in der koaxialen Richtung 19. Die zweite koaxiale Sacklochbohrung 72 verläuft ausgehend von der zweiten Stirnseite 23 entgegen der koaxialen Richtung 19. Innerhalb des Ankers 6 sind die beiden Sacklochbohrungen 71, 72 miteinander verschnitten. Ein Verschneidungsbereich 73 kann hierbei entlang der Längsachse 4 betrachtet nahe an dem Boden 26 der Federaufnahme 25 angeordnet werden. Dadurch ergeben sich günstige Strömungsverhältnisse. Beim Durchleiten des Fluids durch den Anker 6 können dann die Sacklochbohrungen 71, 72 und zumindest ein Teil 51 der Federaufnahme 25 genutzt werden. Hierdurch kann auch in diesem Ausführungsbeispiel die Federaufnahme 25 in vorteilhafter Weise zumindest teilweise in den Fluidkanal 15 integriert werden. Im Verschneidungsbereich 73 wird das Fluid in der koaxialen Richtung 19 betrachtet entlang der Längsachse 4 radial nach außen geführt. Hierdurch ergibt sich ebenfalls eine vorteilhafte Einleitung des Fluids ausgehend von der Innenbohrung 31 des Innenpols 3 in den Fluidkanal 15 und zugleich eine vorteilhafte Dämpfung an dem zweiten Anschlagelement 8. Fig. 4 shows a valve 1 in a partial, schematic sectional view according to a fourth embodiment. In this exemplary embodiment, the fluid channel 15 has a first coaxial blind hole 71 and a second coaxial blind hole 72. The first coaxial blind hole 71 runs from the first face 22 in the coaxial direction 19. The second coaxial blind bore 72 runs from the second face 23 counter to the coaxial direction 19. Within the armature 6, the two blind bores 71, 72 are intersected with one another. An intersection area 73 can here be arranged close to the bottom 26 of the spring receptacle 25 when viewed along the longitudinal axis 4. This results in favorable flow conditions. When the fluid is passed through the armature 6, the blind bores 71, 72 and at least a part 51 of the spring receptacle 25 can then be used. As a result, in this exemplary embodiment as well, the spring receptacle 25 can advantageously be at least partially integrated into the fluid channel 15. In the intersection area 73, the fluid is guided radially outward along the longitudinal axis 4, viewed in the coaxial direction 19. This also results in an advantageous introduction of the fluid starting from the inner bore 31 of the Inner pole 3 in the fluid channel 15 and at the same time advantageous damping on the second stop element 8.

Vorteilhaft ist also insbesondere, dass ein von der Längsachse 4 radial maximal weit außenliegender Punkt 60 einer ersten Öffnung 55 des Fluidkanals 15 näher an der Längsachse 4 liegt als ein von der Längsachse 4 radial maximal weit außenliegender Punkt 62 einer zweiten Öffnung 56 des Fluidkanals 15. Ferner ist es vorteilhaft, wenn ein Flächenschwerpunkt 64 einer ersten Öffnung 55 des Fluidkanals 15 näher an der Längsachse 4 liegt als ein Flächenschwerpunkt 65 einer zweiten Öffnung 56 des Fluidkanals 15.It is therefore particularly advantageous that a point 60 of a first opening 55 of the fluid channel 15 that is radially as far outward as possible from the longitudinal axis 4 is closer to the longitudinal axis 4 than a point 62 of a second opening 56 of the fluid channel 15 that is radially as far outward as the maximum from the longitudinal axis 4. It is also advantageous if a centroid 64 of a first opening 55 of the fluid channel 15 is closer to the longitudinal axis 4 than a centroid 65 of a second opening 56 of the fluid channel 15.

Bei den vorgestellten Ausführungsbeispielen, die insbesondere anhand der Fig. 2 bis 4 beschrieben sind, ist in vorteilhafter Weise realisierbar, dass der Fluidkanal 15 an einer Austrittsfläche 80 des Ankers 6 zu dem zweiten Bereich 18 des Ankerraums (16) hin austritt, wobei eine Achse 81 des Fluidkanals 15, entlang der der Fluidkanal 15 an der Austrittsfläche 80 des Ankers 6 austritt, senkrecht zu der Austrittsfläche 80 orientiert ist. Dadurch ist es unter anderem möglich, den Fluidkanal 15 von dieser Seite her mit einer Bohrung auszubilden, die senkrecht zu der Austrittsfläche 80 in den Anker eingebracht werden kann, was die Herstellbarkeit verbessert. Die Austrittsfläche 80 kann hierbei in einer bezüglich der Längsachse 4 umlaufenden Ringfläche 82 liegen, wobei die Ringfläche 82 als Teilfläche 82 eines bezüglich der Längsachse 4 rotationssymmetrischen Kegelmantels 83 oder als Teilfläche 82 einer senkrecht zu der Längsachse 4 orientierten Kreisscheibe 84 ausgestaltet ist. Dies ist beispielsweise durch die Ausgestaltung einer umlaufenden Nut 85 oder einer Fase 66 möglich.In the presented exemplary embodiments, which are based in particular on the Figs. 2 to 4 are described, it can be realized in an advantageous manner that the fluid channel 15 exits at an exit surface 80 of the armature 6 to the second region 18 of the armature space (16), with an axis 81 of the fluid channel 15, along which the fluid channel 15 at the exit surface 80 of the armature 6 exits, is oriented perpendicular to the exit surface 80. This makes it possible, inter alia, to design the fluid channel 15 from this side with a bore that can be made in the armature perpendicular to the exit surface 80, which improves the manufacturability. The exit surface 80 can lie in a circumferential annular surface 82 with respect to the longitudinal axis 4, the annular surface 82 being configured as a partial surface 82 of a conical jacket 83 which is rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis 4 or as a partial surface 82 of a circular disk 84 oriented perpendicular to the longitudinal axis 4. This is possible, for example, by designing a circumferential groove 85 or a bevel 66.

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

Claims (5)

Ventil (1) zum Zumessen eines Fluids, insbesondere Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, mit einem elektromagnetischen Aktuator (10), der einen in einem Ankerraum (16) angeordneten Anker (6) aufweist, und einer von dem Aktuator (10) mittels des Ankers (6) betätigbaren Ventilnadel (5), wobei der Anker (6) an der Ventilnadel (5) geführt ist, wobei an der Ventilnadel (5) ein im Betrieb mit einer ersten Stirnseite (22) des Ankers (6) zusammenwirkendes erstes Anschlagelement (7) und ein im Betrieb mit einer zweiten Stirnseite (23) des Ankers (6) zusammenwirkendes zweites Anschlagelement (8) angeordnet sind, die eine Bewegung des Ankers (6) relativ zu der Ventilnadel (5) begrenzen, und wobei der Anker (6) eine zu der ersten Stirnseite (22) des Ankers (6) hin offene Federaufnahme (25) aufweist, in die eine an dem Anschlagelement (7) abgestützte Feder (27) eingesetzt ist,
wobei der Anker (6) zumindest einen Fluidkanal (15) aufweist, der im Betrieb eine Durchleitung von Fluid zwischen einem an die erste Stirnseite (22) des Ankers (6) angrenzenden ersten Bereich (17) des Ankerraums (16) und einem an die zweite Stirnseite (23) des Ankers (6) angrenzenden zweiten Bereich (18) des Ankerraums (16) ermöglicht, dass der Fluidkanal (15) zumindest teilweise die Federaufnahme (25) einbezieht und dass der Fluidkanal (15) entlang einer von der ersten Stirnseite (22) zu der zweiten Stirnseite (23) orientierten und bezüglich einer Längsachse (4) koaxialen Richtung (19) zumindest abschnittsweise radial nach außen verläuft,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Fluidkanal (15) eine erste koaxiale Sacklochbohrung (71), die ausgehend von der ersten Stirnseite (22) des Ankers (6) in der koaxialen Richtung (19) verläuft, und eine zweite koaxiale Sacklochbohrung (72), die ausgehend von der zweiten Stirnseite (23) des Ankers (6) entgegen der koaxialen Richtung (19) verläuft, aufweist, die innerhalb des Ankers (6) miteinander verschnitten sind, und dass die zweite Sacklochbohrung (72) bezüglich der Längsachse (4) radial weiter außen liegt als die erste Sacklochbohrung (71).Valve (1) for metering a fluid, in particular a fuel injection valve for internal combustion engines, with an electromagnetic actuator (10) which has an armature (6) arranged in an armature space (16) and one of the actuator (10) by means of the armature (6) ) actuatable valve needle (5), the armature (6) being guided on the valve needle (5), with a first stop element (7) on the valve needle (5) cooperating with a first end face (22) of the armature (6) during operation and a second stop element (8) which interacts with a second end face (23) of the armature (6) during operation and which limit a movement of the armature (6) relative to the valve needle (5), and wherein the armature (6) has a has a spring receptacle (25) which is open towards the first end face (22) of the armature (6) and into which a spring (27) supported on the stop element (7) is inserted,
wherein the armature (6) has at least one fluid channel (15) which, during operation, allows fluid to pass through between a first region (17) of the armature space (16) adjoining the first end face (22) of the armature (6) and one on the second end face (23) of the armature (6) adjoining the second region (18) of the armature space (16) enables the fluid channel (15) to at least partially include the spring receptacle (25) and that the fluid channel (15) along one of the first end face (22) oriented to the second end face (23) and with respect to a longitudinal axis (4) coaxial direction (19) extends at least in sections radially outward,
characterized,
that the fluid channel (15) has a first coaxial blind hole (71) which, starting from the first end face (22) of the armature (6), runs in the coaxial direction (19), and a second coaxial blind hole (72) which, starting from the second end face (23) of the armature (6) runs counter to the coaxial direction (19), which are intersected within the armature (6), and that the second blind hole (72) is located radially further outward with respect to the longitudinal axis (4) than the first blind hole (71). Ventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein von der Längsachse (4) radial maximal weit innenliegender Punkt (61) einer ersten Öffnung (55) des Fluidkanals (15) näher an der Längsachse (4) liegt als ein von der Längsachse (4) radial maximal weit innenliegender Punkt (63) einer zweiten Öffnung (56) des Fluidkanals (15).Valve according to claim 1,
characterized,
that a point (61) of a first opening (55) of the fluid channel (15), which is radially at the most far inward from the longitudinal axis (4), lies closer to the longitudinal axis (4) than one of the Longitudinal axis (4) point (63) of a second opening (56) of the fluid channel (15), which is located radially maximally far inside. Ventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Fluidkanal (15) an einer Austrittsfläche (80) des Ankers (6) zu dem zweiten Bereich (18) des Ankerraums (16) hin austritt und dass eine Achse (81) des Fluidkanals (15), entlang der der Fluidkanal (15) an der Austrittsfläche (80) des Ankers (6) austritt, senkrecht zu der Austrittsfläche (80) orientiert ist.Valve according to claim 1 or 2,
characterized,
that the fluid channel (15) exits at an exit surface (80) of the armature (6) to the second region (18) of the armature space (16) and that an axis (81) of the fluid channel (15) along which the fluid channel (15 ) exits at the exit surface (80) of the armature (6), is oriented perpendicular to the exit surface (80). Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Austrittsfläche (80) in einer bezüglich der Längsachse (4) umlaufenden Ringfläche (82) liegt und dass die Ringfläche (82) als Teilfläche (82) einer senkrecht zu der Längsachse (4) orientierten Kreisscheibe (84) ausgestaltet ist.Valve according to one of Claims 1 to 3,
characterized,
that the exit surface (80) lies in an annular surface (82) running around the longitudinal axis (4) and that the annular surface (82) is designed as a partial surface (82) of a circular disk (84) oriented perpendicular to the longitudinal axis (4). Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Federaufnahme (25) durch eine nicht an die Ventilnadel (5) angrenzende Ringnut ausgestaltet ist, wodurch ein Führungssteg (28) an dem Anker (6) ausgebildet ist.Valve according to one of the preceding claims,
characterized,
that the spring receptacle (25) is designed by an annular groove that is not adjacent to the valve needle (5), whereby a guide web (28) is formed on the armature (6).
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