KR102477720B1

KR102477720B1 - 유체 계량용 밸브

Info

Publication number: KR102477720B1
Application number: KR1020170176109A
Authority: KR
Inventors: 마르틴 뷔너; 마티아스 뵈; 니코 헤르만; 슈테판 세르니; 팀 올리버 알하이트
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2022-12-15
Also published as: DE102016225769A1; KR20180072573A

Abstract

특히 내연기관용 연료 분사 밸브로서 사용되는 유체 계량용 밸브(1)는 전자기 액추에이터(2) 및 밸브 니들(8)을 포함한다. 상기 밸브 니들(8)은 밸브 니들(8) 상에 상기 밸브 니들(8)의 길이 방향 축(7)을 따라 이동 가능하게 배치된 아마추어(3)에 의해 작동 가능하며, 상기 밸브 니들(8) 상에 상기 밸브 니들(8)과 연결된 적어도 하나의 정지 요소(21)가 배치되고, 상기 정지 요소는 상기 밸브 니들(8)을 따른 상기 아마추어(3)의 이동을 제한한다. 상기 정지 요소(21)는 상기 길이 방향 축(7)을 따라 탄성적으로 변형 가능한 금속 정지 요소(21, 22)로서 형성된다.

Description

유체 계량용 밸브{VALVE FOR METERING A FLUID}

본 발명은 유체 계량용 밸브, 특히 내연기관용 연료 분사 밸브에 관한 것이다. 특히 본 발명은 바람직하게는 연료가 내연기관의 연소실 내로 직접 분사되는, 자동차의 연료 분사 시스템용 분사기의 분야에 관한 것이다.

DE 199 50 761 A1에는 내연기관의 연료 분사 시스템용 연료 분사 밸브가 공지되어 있다. 공지된 연료 분사 밸브에서는 밸브 니들 및 상기 밸브 니들에 맞물린 아마추어가 제공되고, 상기 아마추어는 밸브 니들 상에서 이동 가능하게 안내된다. 또한, 연료 분사 밸브의 전자기 작동을 위해 자기 코일이 제공되고, 상기 자기 코일은 전기 여기 시에 아마추어를 끌어당긴다. 또한, 밸브 니들에 연결된 정지 바디가 제공되고, 상기 정지 바디 상에 스토퍼가 형성된다. 정지 바디와 아마추어 사이에 배치된 탄성 중합체 링에 의해, 댐핑이 달성된다.

DE 199 50 761 A1에 공지된 연료 분사 밸브는 추가의 부품, 특히 탄성 중합체 링이 필요하다는 단점을 갖는다. 탄성 중합체 링은 이 경우 큰 기계적 부하에 노출되므로, 연료 채널 상에서 에지 압력에 의한 탄성 중합체 링의 파괴는 추가의 부품인, 편평한 지지 링에 의한 큰 측면 커버링에 의해서만 방지될 수 있다. 이 경우, 새로운 상태에서 이미 개별 부품들의 공차가 합산된다. 또한, 부품 에이징이 나타나며, 이는 특히 탄성 중합체 링과 관련되고, 이는 아마추어 자유 이동 거리의 끝에서 아마추어에 대해 미리 정해진 댐핑에 영향을 미친다.

본 발명의 과제는 개선된 설계 및 작동을 가능하게 하는 밸브를 제공하는 것이다.

청구항 제 1 항의 특징들을 포함하는 본 발명에 따른 밸브는 개선된 설계 및 작동이 가능하다는 장점을 갖는다. 특히, 밸브의 작동시 아마추어의 소정 댐핑이 개선된 방식으로 구현될 수 있다.

종속 청구항들에 제시된 조치에 의해, 청구항 제 1 항에 제시된 밸브의 바람직한 개선이 가능하다.

정지 요소를 길이 방향 축을 따라 탄성 변형 가능한 정지 요소로서 형성함으로써, 아마추어의 이동 제한 및 댐핑의 기능이 바람직한 방식으로 하나의 부품에 통합될 수 있다. 또한, 밸브의 조립이 간단해진다. 또한, 미리 정해진 공차들이 더 양호하게 그리고 간단한 방식으로 준수될 수 있다.

청구항 제 2 항에 따른 개선 예는, 강한 실시 예가 가능해지며, 수명에 걸쳐 예컨대 탄성 중합체에서 나타나는 바와 같은 에이징 현상이 방지되고, 다수의 매체, 특히 유체에 대한 내성이 보장되며, 밸브 니들과의 재료 결합 방식 연결, 예컨대 용접에 의한 연결이 형성될 수 있다는 장점을 갖는다.

청구항 제 3 항에 따른 개선 예는, 강한 실시 예가 가능해지며, 경우에 따라 슬릿으로부터 매체 변위에 의해 또는 슬릿 내로 매체의 유입에 의해 추가의 댐핑 효과가 달성될 수 있고, 기하학적 방식으로 과부하 방지가 구현될 수 있다는 장점을 갖는다.

청구항 제 4 항에 따른 개선 예는, 댐핑이 더 강화될 수 있다는 장점을 갖고, 이는 슬릿으로부터 또는 슬릿 내로 매체의 변위 효과 및 유입 효과에 의해 가능하다. 나선형 슬릿이 길이 방향 축을 중심으로 2번 이상 나선형으로 연장된다면, 이는 슬릿이 정수 번의 회전에 추가하여 일 회전의 일부에 걸쳐서도 연장되는 경우도 포함한다.

청구항 제 5 항에 따라, 바람직하지만 필수적이지는 않으며 나선형 슬릿에 대한 대안으로서 정지 요소(28)에 형성된 개선 예가 제시된다. 이 경우, 정지 요소는 길이 방향 축을 따라 부분 영역에 형성될 수 있을 뿐만 아니라 완전히 청구항 제 5 항에 따라 제안된 장치에 따라 형성될 수 있다.

청구항 제 6 항에 따른 개선 예는 이완된 초기 상태에서 파형 스프링 와셔들 사이에 있는 사이 공간이 압축시 폐쇄된다는 장점을 갖고, 이로 인해 큰 힘에서도 소성 변형이 방지된다. 또한, 경우에 따라, 사이 공간과 관련한 변위 효과 및 유입 효과는 바람직하게 댐핑을 위해 사용될 수 있다.

청구항 제 7 항에 따른 개선 예는 간단한 조립이 가능하다는 장점을 갖는다. 또한, 개별 파형 스프링 와셔들 간의 바람직하지 않은, 상대 회전이 방지될 수 있다. 청구항 제 7 항에 따른 개선 예에서는 예컨대 용접에 의한 재료 결합 방식 연결이 형성될 수 있다.

또한, 청구항 제 8 항에 따른 바람직한 개선 예가 가능하다. 슬리브형 설계는 이 경우 예컨대 중공 실린더형 설계, 즉 길이 방향 축을 따라 연장된 관통 보어를 가진 실린더형 설계를 의미한다. 이런 슬리브형 설계를 기반으로 하는 정지 요소는 내부 실린더형 표면과 외부 실린더형 표면을 포함할 수 있고, 적합한 변형들, 예컨대 슬릿들 또는 리세스들도 가능하다. 물론, 슬리브형 구현은 이런 실린더형 표면으로 제한되지 않는다. 단부 섹션과 밸브 니들의 연결의 경우, 예컨대 용접 연결이 구현될 수 있다.

청구항 제 9 항에 따른 개선 예에서, 바람직하게는 유압 효과가 댐핑에 사용될 수 있다. 특히, 외부 슬리브는 여기서, 정지 요소의 적어도 하나의 슬릿으로부터 변위된 유체가 유지됨으로써 스로틀된 상태로만 빠져나갈 수 있도록 형성될 수 있다. 따라서, 정지 요소의 이완 상태에서 유입이 스로틀된다.

청구항 제 10 항에 따른 개선 예는 일정한 거리에 걸쳐 처음에 더 작은 스로틀링이 구현될 수 있다는 장점을 갖는다. 상기 스로틀링은 스프링 섹션의 압축시 커지는데, 그 이유는 상기 스프링 섹션이 외부 슬리브 내로 점점 더 도달하기 때문이다. 추가로 또는 대안으로서, 외부 슬리브는 스프링 섹션의 완전한 압축을 방지하기 위해 이동 거리 제한에 사용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예들은 도면을 참고로 하는 하기 설명에 제시된다. 도면들에서, 상응하는 요소들은 동일한 도면 부호로 표시된다.

도 1은 정지 요소를 구비한 밸브의 개략적인 단면도.
도 2는 제 1 실시 예에 따른, 도 1에 도시된 밸브의 정지 요소의 사시도.
도 3은 제 2 실시 예에 따른, 도 1에 도시된 밸브의 정지 요소의 사시도.
도 4는 제 1 실시 예에 따른 정지 요소를 구비한, 도 1에 도시된 밸브의 변형 예.
도 5는 제 3 실시 예에 따른, 도 4에 도시된 밸브.

도 1은 일 실시 예에 따른 유체 계량용 밸브(1)를 개략적인 단면도로 도시한다. 밸브(1)는 특히 연료 분사 밸브(1)로서 형성될 수 있다. 바람직한 적용 예는 연료 분사 밸브(1)가 고압 분사 밸브(1)로서 형성되며 내연기관의 해당 연소실 내로 연료를 직접 분사하기 위해 사용되는 연료 분사 시스템이다. 연료로는 액체 또는 기체 연료가 사용될 수 있다.

밸브(1)는 아마추어(3), 자기 코일(4) 및 내극(5)을 포함하는 전자기 액추에이터(2)를 포함한다. 자기 코일(4)에 전류가 공급되면, 자기 회로는 내극(5)을 통해 폐쇄되므로, 아마추어(3)의 작동이 밸브 니들(8)의 길이방향 축(7)을 따라 개방 방향(6)으로 이루어진다.

이 실시 예에서와 같이, 밸브(1)에 의해 개량된 유체는 특히 아마추어(3)가 배치된 밸브(1)의 하우징(10) 내의 내부 챔버(9)를 통해 안내되거나 상기 내부 챔버 내에 있다. 이는 특히 액체 유체의 계량시 바람직하다. 유체는 예컨대 길이방향 축(7)에 대해 동축으로 형성된, 아마추어(3)의 다수의 관통 보어들(11, 12)을 통해 그리고 측면으로 중공 실린더형 링 갭(13)을 통해 아마추어(3)를 통과할 수 있다.

변형 실시 예에서, 특히 기체 유체의 계량시, 아마추어(3)가 배치된 내부 챔버(9)는 다른, 바람직하게는 액체 유체로 채워질 수 있다.

밸브 니들(8)은 밸브 시트면(14)과 상호 작용하여 밀봉 시트를 형성하고, 밀봉 시트의 개방시 연료는 내부 챔버(9)로부터 개방된 밀봉 시트 및 상기 하우징(10) 내에 형성된 분사구들(15, 16)을 통해, 바람직하게는 내연기관의 연소실(17)인 챔버(17) 내로 분사된다. 이 경우, 밸브 니들(8)을 개방 방향(6)과 반대로 밸브 시트면(14)에 대해 가압하는 밸브 스프링(20)이 제공된다. 이로 인해, 이 실시 예에서는 내부 개방 밸브(1)가 구현된다. 그러나 밸브(1)는 변형 실시 예에서 외부 개방 밸브(1)로서 형성될 수도 있다.

밸브 니들(8)에는 이것에 연결된 정지 요소들(21, 22)이 배치되고, 상기 정지 요소들은 밸브 니들(8)에 대한 길이 방향 축(7)을 따른 아마추어(3)의 이동을 제한한다. 이 경우, 정지 요소들(21, 22) 사이의 간격은 아마추어(3)가 밸브 니들(8)에 대해 이동될 수 있는 아마추어(3)의 자유 이동 거리(23)가 주어지도록 설정된다. 이 실시 예에서 리턴 스프링(24)은 아마추어(3)에 연결된 스프링 케이지(25)를 통해 아마추어(3)에 작용하므로, 상기 아마추어가 초기 상태에서 정지 요소(21)와의 접촉 상태로 유지된다.

아마추어(3)는 서로 떨어져 있는 단부면들(26, 27)을 포함한다. 단부면(26)은 정지 요소(21)의 정지면(28)을 향한다. 단부면(27)은 정지 요소(22)의 정지면(29)을 향한다.

액추에이터(2)의 작동시, 아마추어(3)는 개방 방향(6)으로 가속되고, 밸브 니들(8)은 먼저 밀봉 시트가 여전히 폐쇄되어 있는 그 초기 위치로 유지된다. 아마추어(3)가 자유 이동 거리(23)를 통과한 후에, 아마추어(3)의 단부면(27)이 정지 요소(22)의 정지면(29)에 부딪친다. 이로 인해, 밸브 스프링(20)의 힘에 대항해서 밸브(1)의 확실한 개방을 야기하는, 밸브 니들(8)에 대한 개방 충격이 발생한다. 아마추어(3)는 아마추어(3)가 내극(5)에 부딪칠 때까지 밸브 니들(8)을 개방 방향(6)으로 데리고 간다. 여기서 경우에 따라, 개방 방향(6)으로 그리고 개방 방향(6)과 반대로 아마추어(3)에 대한 밸브 니들(8)의 스윙이 나타날 수 있다.

밸브(1)를 폐쇄하기 위해, 자기 코일(4)이 전류 없이 스위칭되므로, 밸브 스프링(20)의 힘에 의해 밸브 니들(8)이 개방 방향(6)과 반대로 조절되고, 이 경우 밸브 니들(8)은 정지 요소(22)를 통해 아마추어(3)를 데리고 간다. 밸브 니들(8)이 밸브 시트면(14)에 부딪치면, 아마추어(3)는 정지 요소(22)로부터 분리된 다음, 아마추어(3)가 정지 요소(21)에 부딪칠 때까지, 밸브 니들(8)에 대해 개방 방향(6)과 반대로 이동된다.

아마추어(3)가 정지 요소(21)에 부딪치면, 아마추어(3)의 반동을 방지하기 위해 댐핑이 바람직하다. 한편으로는, 예컨대 다중 분사 가능성의 범위에서 하나의 분사 사이클 동안 짧은 연속하는 분사들을 가능하게 하기 위해, 아마추어(3)의 신속한 진정이 달성되어야 한다. 다른 한편으로는 반동시, 아마추어 자유 이동 거리(23)의 완전한 통과가 나타날 수 있고, 이 경우 아마추어(3)는 경우에 따라 다시 정지 요소(22)에 부딪치고, 이로 인해 바람직하지 않은, 밸브(1)의 단시간 개방이 나타난다.

바람직한 댐핑을 가능하게 하는, 정지 요소(21)를 구비한 밸브(1)의 가능한 실시 예는 이하에서 도 2 내지 도 5를 참고로 상세히 설명된다. 적용 예에 따라, 추가로 또는 대안으로서, 정지 요소(22)에서도 상기 댐핑이 구현될 수 있다. 이로 인해, 설계에 따라 적합한 장점들이 달성될 수 있다. 특히, 더 작은 정지 충격에 의해, 관련 컴포넌트들, 특히 아마추어(3), 정지 요소(21, 22) 및 밸브 시트면(4)의 마모가 감소할 수 있다. 또한, 마모 감소에 의해, 밸브(1)의 수명에 걸쳐 더 작은 기능 변화가 보장된다. 또한, 댐핑 조치에 의해, 바람직하지 않은 소음 방출이 적어도 감소할 수 있다.

도 2는 제 1 실시 예에 따른, 도 1에 도시된 밸브(1)의 정지 요소(21)를 개략적인 사시도로 도시한다. 정지 요소(21)는 금속 정지 요소(21)로서 형성된다. 또한, 정지 요소(21)는 탄성 정지 슬리브(21)의 형태로 형성되고, 이 경우 탄성은 이 실시 예에서 부분적으로 나선형인 구현에 의해 코일 스프링과 유사하게 보장된다. 정지 요소(21)는 이 실시 예에서 실린더 표면(30) 형태의 외부 표면(30)을 포함한다. 또한, 정지 요소(21)는 실린더 표면(31) 형태의 내부 표면(31)을 포함한다. 정지 요소(21)에서, 길이 방향 축(7)을 따라 정지 요소(21)에 걸쳐 연장된 부분 영역(32) 내에 나선형 슬릿(33)이 형성되고, 상기 슬릿(33)은 길이 방향 축(7)을 중심으로 다중 나선형으로 연장된다. 슬릿(33)은 이 경우 외부 표면(30)으로부터 내부 표면(31)까지 연장된다.

정지 요소(21)는 이 실시 예에서 단부면(34)을 포함하고, 상기 단부면(34)은 정지면(28)으로부터 떨어져 있거나 또는 조립 상태에서 아마추어(3)로부터 떨어져 있다. 단부면(34)으로부터 길이 방향 축(7)을 따라 단부 섹션(35)이 연장되고, 상기 단부 섹션(35)은 이 실시 예에서 부분 영역(32)까지 연장된다. 단부 섹션(35)에서, 정지 요소(21)의 내부 표면(31) 및/또는 정지 요소의 단부면(34)이 적합한 방식으로, 특히 재료 결합 방식으로 밸브 니들(8)에 연결된다. 재료 결합 방식 연결로는 특히 용접 연결이 형성될 수 있다. 프레스에 의해 또는 다른 적합한 접합 기술에 의해, 밸브 니들(8)과의 고정 연결이 구현될 수 있다. 부분 영역(32) 내에서, 밸브 니들(8)에 대한 정지 요소(21)의 축 방향 이동이 가능하다.

따라서, 하기 효과들 중 적어도 하나가 달성될 수 있다. 아마추어(3)는 탄성 정지 슬리브(21)로서 형성된 정지 요소(21)에 의해 더 긴 거리에 걸쳐 제동될 수 있다. 동적 고려시 10 ㎛ 범위의 압축 스트로크가 나타날 수 있는 고형물로 이루어진 딱딱한 정지 요소(21)에 비해, 탄성 정지 요소(21)에 의해 예컨대 100 ㎛의 스프링 스트로크가 이용될 수 있다. 동적 고려시, 한 번 또는 여러 번의 압축 및 팽창이 이루어질 수 있어서, 추가로 주변 매체의, 특히 액체 유체의 점성에 의한 댐핑이 가능하고, 아마추어(3)의 신속한 진정이 이루어진다. 유체 마찰에 의한 더 높은 댐핑 효과는 이 경우 아마추어(3)에서 더 큰 압축 스트로크에 의해 얻어진다. 추가로, 정지 요소(21)에서 유압 효과가 나타날 수 있다.

정지 요소(21)에서 유압 댐핑을 위한 다른 효과는 나선형 슬릿(33)으로부터 또는 나선형 슬릿(33) 내로 액체 매체, 특히 액체 유체의 변위 및 유입에 의해 생긴다. 이를 위해 블록 상에 정지 요소(21)의 압축이 바람직하다. 이런 압축에 의해, 부분 영역(32)에서 나선 슬리브로서 형성된 슬리브(21)의 와인딩들(40, 41) 사이의 추가 접촉이 나타난다. 이러한 접촉의 형성 및 분리는 댐핑 효과를 갖는다. 정지면(28) 및 아마추어(3)의 단부면(26)에서 상기 접촉면에 추가해서 접촉되는 면적이 크게 설계될수록, 댐핑 효과가 더 커진다. 아마추어(3)와 정지 요소(21) 사이의 접촉면 확대에 비한 이 실시 예의 장점은 방향 의존성에 있다. 아마추어(3)와 정지 요소(21) 사이의 접촉면에서의 댐핑은 밸브(1)의 작동 또는 개방 시에도 나타나고 그에 따라 개방 거동을 댐핑함으로써 일반적으로 부정적인 영향을 주는 한편, 와인딩들(40, 41) 사이의 댐핑은 반동 시에만, 특히 폐쇄 시에만 나타난다. 이는 휴지 상태에서, 즉 아마추어(3)가 정지 요소(21)의 정지면(28) 상에 놓일 때, 개별 와인딩들(40, 41) 사이의 접촉이 존재하지 않는, 즉 초기 상태에서 나선형 슬릿(33)을 가진 정지 요소(21)가 아마추어(3)의 진정시 블록 상에 압축되지 않는, 밸브(1)의 조정에 의해 달성된다.

도 3은 제 2 실시 예에 따른, 도 1에 도시된 밸브(1)의 정지 요소(21)를 사시도로 도시한다. 정지 요소(21)는 이 실시 예에서 겹쳐 놓인 파형 스프링 와셔(43 내지 46)로 이루어진 장치(42)에 따라 형성된다. 이 실시 예에서, 상기 설계는 길이방향 축(7)을 따라 장치(42)의 전체 길이(47)에 걸쳐 연장된다. 변형된 설계에서, 장치(42)는 도 2에 도시된 바와 같이 부분 영역(32)에 걸쳐서만 연장될 수 있다.

파형 스프링 와셔(43)의 장치(42)는 이 실시 예에서 정지 요소(21)가 블록에서 압축될 수 있도록 형성된다. 변형된 설계에서, 이는 상응하게 부분 영역(32)에 관련될 수 있다.

파형 스프링 와셔들(43-46)은 서로 재료 결합 방식으로 연결된다. 또한, 장치(42)는 밸브 니들(8)에 용접, 프레스 또는 다른 적합한 접합 기술에 의해 고정되고, 아마추어(3)는 밸브(1)의 폐쇄시 파형 스프링 와셔(43)의 정지면(28)에 부딪친다. 변형된 설계에서, 장치(42)는 다른 수의 파형 스프링 와셔들(43 내지 46), 즉 2개 이상의 상기 파형 스프링 와셔들(43 내지 46)로 이루어질 수 있다.

이 경우, 다음 효과들 중 적어도 하나가 구현될 수 있다. 장치(42)에 의해 아마추어(3)를 더 긴 거리에 걸쳐 제동시키는 탄성 스토퍼가 구현된다. 아마추어(3)의 제동이 10 ㎛의 범위 내에 있을 수 있는 딱딱한 스토퍼에 비해, 탄성 설계에 의해 예컨대 100 ㎛의 압축 스트로크가 구현될 수 있다. 따라서, 주변 매체는 유체 마찰에 의해 더 높은 댐핑 효과를 갖는다.

효과가 바람직하게 구현되면, 파형 스프링 와셔들(43 내지 46))로 이루어진 장치(42)는 아마추어(3)의 반동시 블록까지 압축된다. 이로 인해, 장치(42)의 개별 파형 스프링 와셔(43 내지 46) 사이의 추가 접촉이 이루어진다. 상기 접촉의 형성 및 분리는 댐핑 효과를 갖는다. 아마추어(3)와 정지 요소(21)의 정지면(28) 사이의 접촉면에 추가해서 접촉되는, 면적이 크게 설계될수록, 댐핑 효과가 더 커진다. 아마추어(3)와 정지 요소(21)의 정지면(28) 사이의 접촉면 확대에 비한 이 실시 예의 장점은 방향 의존성에 있다. 아마추어(3)와 정지 요소(21) 사이의 접촉면에서의 댐핑이 밸브(1)의 개방 시에도 나타나고 그에 따라 개방 거동에 일반적으로 부정적인 영향을 주는 한편, 파형 스프링 와셔들(43 내지 46)로 이루어진 장치(42)에 의한 댐핑은 반동, 특히 폐쇄 시에 나타난다. 이 경우, 밸브(1)는 바람직하게는, 진정된 아마추어(3)가 정지면(28) 상에 놓인 초기 상태에서, 파형 스프링 와셔들(43 내지 46)로 이루어진 장치(42)가 블록 상에서 압축되지 않고, 사이 공간들(48A 내지 48D)이 생기도록 조정되고, 도 3에서는 도시의 편의상 사이 공간들(48A 내지 48D)만이 도시되어 있다.

도 4는 제 1 실시 예에 따른 정지 요소(21)를 구비한, 도 1에 도시된 밸브(1)의 변형을 도시한다. 이 실시 예에서, 아마추어(3)에는 링 홈(50)이 형성된다. 링 홈(50)은 이 경우 아마추어(3)의 단부면(27)으로부터 개방 방향(6)과 반대로 연장되고, 이 링 홈(50)은 개별 관통 보어(11, 12)와 교차한다. 이 실시 예에서 링 홈(50) 내에 리턴 스프링(24)이 배치됨으로써, 아마추어(3)가 그 초기 위치에서 정지 요소(21)의 정지면(28)과의 접촉 상태로 유지된다.

정지 요소(21)는 환형 용접 시임(51)에 의해 밸브 니들(8)과 고정 연결된다. 환형 용접 시임(51)은 이 경우 정지 요소(21)의 단부 섹션(35) 내에 배치된다. 이로 인해, 아마추어(3)의 반동시 개방 방향(6)과 반대로 정지 요소(21)의 압축 이동을 가능하게 하기 위해, 밸브 니들(8)에 대한 정지 요소(21)의 부분 영역(32)의 이동이 가능해진다.

도 5는 제 3 실시 예에 따른, 도 4에 도시된 밸브(1)를 도시한다. 이 실시 예에는 외부 슬리브(60)가 제공되며, 상기 외부 슬리브(60)는 밸브 니들(8)과 연결된 정지 요소(21)를 길이 방향 축(7)을 따라, 적어도 정지 요소(21)가 탄성적으로 변형 가능한 스프링 섹션에서, 적어도 부분적으로 둘러싼다. 이 실시 예에서, 외부 슬리브(60)는 단부 섹션(35)에서 정지 요소(21)와 연결된다. 이는 예컨대 여기에 도시된 용접 시임(61)을 통해 구현될 수 있다. 따라서, 외부 슬리브(60)는 밸브 니들(8)과 간접적으로 연결된다.

이 실시 예에서, 외부 슬리브(60)는 통합된 스프링으로서 정지 요소(21)의 부분 영역(32)을 가진 정지 슬리브(60) 및 댐핑 슬리브(60)로서 작용한다. 정지 요소(21)는 이 경우 바람직하게는 매우 작은 갭 크기로 슬리브(60) 내로 압입된다. 이로 인해, 특히 밸브(1)의 폐쇄시 아마추어(3)의 댐핑이 증가한다. 경질이며 딱딱하게 구현된 종래의 스토퍼와는 달리, 운동 에너지가 더 긴 거리에 걸쳐 그리고 더 큰 유체 체적의 변위에 의해 사라진다. 따라서, 더 큰 에너지가 소멸될 수 있고, 아마추어(3)의 반동이 감소한다.

밸브(1)의 가능한 동작 방식 및 설계에서, 자기 코일(4)에 전류 공급이 끝난 후에 밸브 니들(8)은 유체 압력 및 밸브 스프링(20)의 폐쇄력에 의해 밸브 시트면(14)의 방향으로 가속된다. 반대 방향으로 개방 행정의 통과 후에, 밸브 니들(8)은 밸브 시트면(14)에 부딪치고 정지까지 제동된다. 아마추어(3)가 밸브 니들(8)에 고정 연결되지 않기 때문에, 아마추어(3)는 밀봉 시트의 폐쇄 후에 그 속도를, 아마추어가 슬리브형 정지 요소(21)에 부딪칠 때까지, 거의 유지한다. 이 시점부터 정지 요소(21)는 아마추어(3)에 의해 탄성적으로 변형되고, 아마추어(3)는 제동된다. 또한, 개방 방향(6)으로 이루어지는 후방으로 향한 아마추어(3)의 후속 운동을 줄이기 위해 그리고 아마추어(3)의 더 신속한 접촉을 달성하기 위해, 아마추어(3)의 추가의 운동 에너지가 소멸될 수 있다.

이를 달성하기 위해, 이 실시 예에서 정지 요소(21)는 경질 정지 요소로서 사용되는 외부 슬리브(60)와 결합된다. 왜냐하면, 와인딩들(40, 41) 사이에서 나선형 슬릿(33) 내에 존재하는 액체 유체가 아마추어(3)의 제동시 나머지 내부 챔버(9) 내로 변위되어야 하기 때문이다.

밸브의 실시 예에 따라, 하기 효과들 중 적어도 하나가 달성될 수 있다. 아마추어(3)가 밸브(1)의 폐쇄시 정지 요소(21)에 부딪치면, 나선형 슬릿(33)에 의해 이완된 상태에 있는, 와인딩들(40, 41) 사이의 갭들이 폐쇄되어 그 안에 있는 액체 유체를 변위시키기 때문이다. 또한, 액체 유체는 외부 슬리브(60)와 정지 요소(21)의 외부 표면(30) 사이의 좁은 갭을 통해 흐르고, 이는 더 큰 댐핑을 일으키며, 외부 슬리브(60)와 아마추어(3)의 단부면(26) 사이의 영역(62)에서 압력 상승을 가능하게 하고, 이는 아마추어(30)를 추가로 제동시킨다.

아마추어(3)의 반동이 추가로 줄어들 수 있는데, 그 이유는 아마추어(3)의 반동시 개방 방향(6)으로 흐르는 유체가 와인딩들(40, 41) 사이의 개방된 사이 공간 내로 흘러야 하기 때문이다. 이는 여러 지점에서 아마추어(3)를 제동시키는 저압을 야기한다.

아마추어(3)의 초기 위치에서 영역(62)에서 외부 슬리브(60)와 아마추어(3)의 단부면(26) 사이의 간격이 미리 정해져 있기 때문에, 밸브(1)의 작동 개시시 아마추어(3)가 외부 슬리브(60)에 직접 접촉하지 않고, 이에 따라 이와 관련한 유압 접착이 방지되고, 따라서 이와 관련해서 밸브(1)의 개방 거동에서 지연 또는 댐핑이 없다.

따라서, 정지 요소(21)의 부분 영역(32) 또는 스프링 섹션(32)은 아마추어(3)를 향한 단부(63)에서 이완 상태에서, 즉 특히 작동의 초기 상태에서, 길이 방향 축(7)을 따라 외부 슬리브(60) 전방으로 점프하는 것이 바람직하다.

본 발명은 전술한 실시 예로 제한되지 않는다.

1 밸브
2 액추에이터
3 아마추어
7 길이 방향 축
8 밸브 니들
21, 22 정지 요소
33 슬릿
43-46 파형 스프링 와셔
60 슬리브

Claims

유체 계량용 밸브(1)로서, 전자기 액추에이터(2) 및 밸브 니들(8)을 포함하고, 상기 밸브 니들(8)은 상기 밸브 니들(8) 상에 상기 밸브 니들(8)의 길이 방향 축(7)을 따라 이동 가능하게 배치된 아마추어(3)에 의해 작동 가능하며,
상기 밸브 니들(8) 상에 상기 밸브 니들(8)과 연결되는 적어도 하나의 정지 요소(21, 22)가 배치되고, 상기 정지 요소는 상기 밸브 니들(8)을 따른 상기 아마추어(3)의 이동을 제한하는, 상기 유체 계량용 밸브(1)에 있어서,
상기 정지 요소(21, 22)는 상기 길이 방향 축(7)을 따라 탄성적으로 변형 가능한 정지 요소(21, 22)로서 형성되고,
상기 정지 요소(21, 22)는 적어도 하나의 나선형 슬릿(33)을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체 계량용 밸브.
제 1 항에 있어서, 상기 정지 요소(21, 22)는 금속 정지 요소(21, 22)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 계량용 밸브.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 나선형 슬릿(33)은 상기 길이 방향 축(7)을 중심으로 나선형으로 2번 이상 연장되는 것을 특징으로 하는 유체 계량용 밸브.
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삭제
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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 정지 요소(21, 22)는 슬리브형 설계(21, 22)를 기반으로 하고, 및/또는 상기 정지 요소(21, 22)는, 상기 아마추어(3)로부터 떨어져 있으며 상기 길이 방향 축(7)을 따라 연장된 단부 섹션(35)에서만 상기 밸브 니들(8)에 고정 연결되는 것을 특징으로 하는 유체 계량용 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 외부 슬리브(60)가 제공되고, 상기 외부 슬리브(60)는 상기 밸브 니들(8)에 연결되는 상기 정지 요소(21, 22)를 상기 길이 방향 축(7)을 따라, 적어도 상기 정지 요소(21, 22)가 탄성적으로 변형 가능한 부분 영역(32)에서, 적어도 부분적으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는 유체 계량용 밸브.
제 9 항에 있어서, 상기 정지 요소(21, 22)는 상기 아마추어(3)를 향한 단부(63)에서 이완된 상태에서 상기 길이 방향 축(7)을 따라 상기 외부 슬리브(60) 전방으로 점프하는 것을 특징으로 하는 유체 계량용 밸브.