KR20200120546A - Valve for metering a fluid - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유체 계량 밸브, 특히 내연 기관용 연료 분사 밸브에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 바람직하게는 내연 기관의 연소실 내로 연료를 직접 분사하는 자동차의 연료 분사 시스템용 분사기의 분야에 관한 것이다.The present invention relates to a fluid metering valve, in particular a fuel injection valve for an internal combustion engine. In particular, the invention relates to the field of injectors for fuel injection systems of motor vehicles, which preferably inject fuel directly into the combustion chamber of an internal combustion engine.
DE 10 2016 225 776 A1에는 내연 기관의 연료 분사 시스템용 연료 분사 밸브가 개시되어 있다. 개시된 연료 분사 밸브는 밸브 시트면과 상호 작용하여 밀봉 시트를 형성하는 밸브 폐쇄 바디를 갖는 밸브 니들, 및 상기 밸브 니들 상에 배치된 아마추어를 포함한다. 밸브 니들 상에는 정지 요소들이 배치되고, 상기 정지 요소들 사이에서 아마추어가 아마추어 자유 경로에 따라서 이동될 수 있다. 길이 방향 축 또는 하우징에 대한 밸브 니들의 가이드는 일 실시 예에서 내극의 내부 보어 상의 가이드 영역 내에서 밀봉 시트로부터 멀리 떨어진 정지 요소를 통해 이루어진다. 아마추어는 관통 보어를 포함한다. 관통 보어에서 아마추어가 밸브 니들 상에서 안내된다. 또한, 연료 분사 밸브는 리턴 스프링을 포함하고, 상기 리턴 스프링은 밸브 니들을 정지 요소를 통해 그 출발 위치로 이동시키며, 상기 출발 위치에서 밀봉 시트는 폐쇄되어 있다. 변형 실시 예에서, 밸브 니들의 가이드는 아마추어를 통해 실현된다. 이 경우, 아마추어의 외부면은 적어도 부분적으로 하우징의 내부면까지 연장되고, 가이드 영역 대신에, 밀봉 시트로부터 멀리 떨어진 정지 요소와 내극 사이에 환형 갭이 구현될 수 있다.DE 10 2016 225 776 A1 discloses a fuel injection valve for a fuel injection system of an internal combustion engine. The disclosed fuel injection valve includes a valve needle having a valve closing body that interacts with a valve seat surface to form a sealing seat, and an armature disposed on the valve needle. Stop elements are arranged on the valve needle, between which the armature can be moved along the armature free path. The guide of the valve needle to the longitudinal axis or to the housing in one embodiment takes place via a stop element away from the sealing seat in the guide area on the inner bore of the inner pole. The armature includes a through bore. In the through bore, the armature is guided on the valve needle. Further, the fuel injection valve comprises a return spring, which moves the valve needle through a stop element to its starting position, in which the sealing seat is closed. In a variant embodiment, the guide of the valve needle is realized via an armature. In this case, the outer surface of the armature extends at least partially to the inner surface of the housing, and instead of the guide area, an annular gap can be implemented between the inner pole and the stop element far from the sealing sheet.
본 발명의 과제는 개선된 설계 및 작동 원리, 특히 개선된 분사 거동을 가능하게 하는 밸브를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a valve that allows an improved design and principle of operation, in particular an improved injection behavior.
청구항 제 1 항의 특징들을 갖는 본 발명에 따른 밸브는 개선된 설계 및 작동 원리가 가능해진다는 장점을 갖는다. 특히, 분사 거동이 개선될 수 있다.A valve according to the invention having the features of
종속 청구항들에 제시된 조치들에 의해, 청구항 제 1 항에 제시된 밸브의 바람직한 개선이 가능하다.By means of the measures set forth in the dependent claims, a desirable improvement of the valve set forth in
밸브는 바람직하게는 액체, 특히 액체 연료의 계량을 위해 사용된다. 연료로는 특히 가솔린 또는 가솔린을 함유하는 혼합물이 적합하다. 이 경우, 연료는 바람직하게는 직접 내연 기관의 연소실 내로 분사된다. 액체는 아마추어가 배치된 아마추어 챔버를 통해 흐를 수 있어서 아마추어의 댐핑에 기여한다. 그러나 아마추어 챔버 내에 예컨대 적합한 압력 유체가 있는 변형 실시 예도 가능하다. 따라서, 각각의 설계의 선택에 의해, 적합한 액체 및 경우에 따라 가스의 계량이 가능해질 수 있다.Valves are preferably used for metering liquids, in particular liquid fuels. As fuel, gasoline or mixtures containing gasoline are particularly suitable. In this case, the fuel is preferably injected directly into the combustion chamber of the internal combustion engine. The liquid can flow through the armature chamber in which the armature is placed, which contributes to the damping of the armature. However, alternative embodiments are possible, for example with suitable pressure fluids in the armature chamber. Thus, by the choice of the respective design, metering of suitable liquids and, in some cases, gases can be made possible.
밸브는 밸브 니들에 배치된 아마추어를 갖는 전자기 액추에이터를 포함한다. 아마추어는 밸브 니들에 고정 연결되는 것이 아니라 밸브 니들 상에 제공된 2개의 정지부들 사이에 캔틸레버 방식으로 지지된다. 이 경우, 아마추어와 2개의 정지부들 사이의 축 방향 유격(아마추어 자유 경로)이 미리 정해진다. 아마추어는 아마추어 자유 경로 스프링을 통해 휴지 상태에서 밀봉 시트에 더 가까이 놓인 정지부에서 유지되므로, 액추에이터의 후속 제어 및 이 경우 이루어지는 아마추어의 작동에서, 바람직하게는 완전한 아마추어 자유 경로가 가속 거리로서 제공된다.The valve includes an electromagnetic actuator having an armature disposed on the valve needle. The armature is not fixedly connected to the valve needle, but is supported in a cantilever manner between two stops provided on the valve needle. In this case, the axial clearance (amateur free path) between the armature and the two stops is predetermined. Since the armature is held at rest via the armature free-path spring at rest, which lies closer to the sealing seat, in the subsequent control of the actuator and in the operation of the armature in this case, preferably a complete armature free path is provided as the acceleration distance.
아마추어 자유 경로를 가진 이 실시 예는 다수의 장점을 갖는다. 개방시 아마추어의 충격에 의해, 자력이 동일한 경우 밸브 니들은 더 높은 유체 압력, 특히 연료 압력에서도 확실하게 개방될 수 있고, 이는 기계적 부스팅을 형성한다. 또한, 이동된 질량이 분리될 수 있어서, 충격력이 2개의 충격으로 나눠지므로 더 작은 시트 마모가 나타난다. 또한, 특히 고다이내믹 밸브에서 아마추어의 바운싱 경향이 질량의 분리에 의해 달성될 수 있다.This embodiment with an amateur free path has a number of advantages. By the impact of the armature upon opening, if the magnetic force is the same, the valve needle can be reliably opened even at a higher fluid pressure, in particular fuel pressure, which creates a mechanical boost. In addition, the moved mass can be separated so that the impact force is divided into two impacts, resulting in less sheet wear. In addition, the bouncing tendency of the armature, especially in high dynamic valves, can be achieved by separation of the mass.
아마추어는 액추에이터의 솔레노이드 코일의 통전시 액추에이터의 내극으로부터 당겨진다. 길이 방향 축을 따른 가이드를 위한 가이드 보어는 바람직하게는 내극 상에 형성된다. 바람직하게는 이로 인해 밸브 니들이 내극 상에 반경 방향으로 지지될 수 있다. 바람직한 실시 예에서, 상기 가이드는 밸브 니들에 연결된 가이드 요소를 통해 이루어지며, 상기 가이드 요소는 동시에 아마추어용 정지 요소로서 사용된다. 내극에서 가이드 요소를 통한 밸브 니들의 가이드는 하우징 내에 밸브 니들의 지지를 가능하게 하고, 상기 지지가 아마추어를 통해 이루어지지 않기 때문에, 아마추어와 밸브 니들 또는 아마추어와 하우징 사이의 상응하는 반경 방향 힘이 처음부터 방지된다. 이는 아마추어와 밸브 니들 또는 아마추어와 밸브 하우징 사이의 반경 방향 가이드의 마모를 방지한다.The armature is pulled from the inner pole of the actuator when the solenoid coil of the actuator is energized. The guide bore for the guide along the longitudinal axis is preferably formed on the inner pole. Preferably this allows the valve needle to be supported radially on the inner pole. In a preferred embodiment, the guide is made via a guide element connected to the valve needle, which guide element is simultaneously used as a stop element for the armature. The guide of the valve needle through the guide element at the inner pole makes it possible to support the valve needle in the housing, and since the support is not via the armature, the corresponding radial force between the armature and the valve needle or between the armature and the housing is initially Is prevented from This prevents wear of the armature and the valve needle or the radial guide between the armature and the valve housing.
아마추어의 외부면과 하우징의 내벽 사이에서 바람직하게는 하우징 내에 아마추어의 지지가 실현되고, 상기 지지는 한편으로는 밸브 니들에 제공된 정지부들 사이에서 길이 방향 축을 따른 아마추어의 축 방향 이동을 가능하게 하며 다른 한편으로는 아마추어의 기울어짐을 가능하게 하고, 상기 기울어짐은 바람직하게는 볼 베어링의 원리에 따라 구현된다.Between the outer surface of the armature and the inner wall of the housing, preferably the support of the armature is realized in the housing, which support, on the one hand, enables axial movement of the armature along the longitudinal axis between stops provided on the valve needle, and the other On the one hand, it is possible to tilt the armature, which is preferably implemented according to the principle of a ball bearing.
예컨대, 밸브의 제조를 위해, 아마추어용 관련 정지부들의 설계를 위한 특정 공차 범위가 미리 정해진다. 이는 특히 아마추어가 작동을 시작할 때 안착되는 정지 요소의 정지면들 및 내극 상의 정지면들에 관련된다. 제조상, 길이 방향 축과 상기 정지면들의 이상적인 수직 정렬과의 편차가 발생할 수 있다. 특히, 이로 인해 정지면들이 서로 평행하게 배향될 수 없다. 하우징의 내벽 상에 볼 베어링의 원리에 따라 실현된 아마추어의 베어링은 밸브 니들이 일회 또는 수회 작동되는 분사 과정 중에 정지면들의 배향으로 인해 아마추어의 기울어짐을 허용하고, 이 경우 예컨대 에지 러너로 인한 증가된 마모는 나타나지 않는다.For example, for the manufacture of valves, a specific tolerance range for the design of relevant stops for armatures is predetermined. This in particular relates to the stop surfaces of the stopping element and the stop surfaces on the inner pole which are seated when the armature starts to operate. In manufacturing, deviations from the longitudinal axis and the ideal vertical alignment of the stop surfaces may occur. In particular, this makes it impossible for the stop surfaces to be oriented parallel to each other. The bearing of the armature, realized according to the principle of a ball bearing on the inner wall of the housing, allows the armature to tilt due to the orientation of the stop surfaces during the injection process in which the valve needle is operated once or several times, in this case increased wear due to eg edge runners. Does not appear.
청구항 제 2 항 및 청구항 제 3 항에 따른 개선 예에서, 아마추어의 제 1 축 방향 섹션은 아마추어의 제 1 및 제 2 단부면으로부터 이격되어 있는 중간 축 방향 섹션으로서 구현되는 것이 특히 바람직하다. 상기 제 1 또는 중간 축 방향 섹션과 2개의 단부면 사이에서 각각 아마추어의 외부면의 적합한 설계가 구현될 수 있다. 이 경우, 특히 솔레노이드 코일의 여기 시에 높은 자속 밀도를 달성하기 위해, 아마추어의 외부면과 하우징의 내벽 사이의 갭이 가급적 작거나 작게 유지되는 것이 고려될 수 있다.In a refinement according to claims 2 and 3, it is particularly preferred that the first axial section of the armature is embodied as an intermediate axial section spaced apart from the first and second end faces of the armature. A suitable design of the outer surface of the armature, respectively, between the first or intermediate axial section and the two end surfaces can be implemented. In this case, it can be considered that the gap between the outer surface of the armature and the inner wall of the housing is kept as small or small as possible, in order to achieve a high magnetic flux density, particularly during excitation of the solenoid coil.
청구항 제 4 항에 따른 개선 예의 장점은 아마추어의 기울어짐이 최적 크기의 범위 또는 기울어짐 각에 걸쳐 가능하다는 것이다. 특히, 청구항 제 5 항에 따른 실시 예가 적합하다. 청구항 제 6 항에 따른 개선 예에서, 아마추어의 각각의 추가 축 방향 섹션으로부터 제 1 또는 중간 축 방향 섹션으로의 균일한 전이가 이루어지는 것이 바람직하다. 이로 인해, 아마추어의 외부면은 길이 방향 축을 따라 볼 때 원추로부터 볼 반경으로의 또는 볼 반경으로부터 원추로의 접선 전이가 실현되도록 설계될 수 있다. 아마추어는 그 외부면의 영역에서 볼록 형상에 따라 설계된다. 길이 방향 축을 따라서 볼 때 하나의 축 방향 섹션 내에서 외부면은 제 1 섹션 내에서 반경 모양 설계를 가지며, 양측에서 바람직하게는 원추 형상이 상기 반경 모양 설계에 이어진다. 따라서, 청구항 제 5 항 또는 청구항 제 6 항에 따른 개선이 실현되면, 필수 장점이 달성된다.The advantage of the improvement example according to claim 4 is that the tilting of the armature is possible over a range or tilt angle of the optimum size. In particular, the embodiment according to
청구항 제 7 항에 따른 개선 예는 아마추어가 기울어지면 항상 중간 섹션에서 볼 베어링이 실현된다는 장점을 갖는다. 이 경우 적어도 하나의 추가 축 방향 섹션은 하우징의 내벽에서 아마추어의 가이드를 위해 사용되는 것이 아니라, 프로파일로 볼 때 쐐기형인 갭을 통해 기울어짐을 달성하기 위해 사용된다. 적어도 하나의 추가 축 방향 섹션은 아마추어의 외부면과 하우징의 내벽 사이에 최적으로 작은 갭이 생기도록 설계될 수 있다. 상응하는 장점들은 청구항 제 8 항에 따른 바람직한 개선 예에서 달성된다.The improvement example according to
청구항 제 9항에 따른 개선 예는 코일의 여기시 자속 밀도가 최적화될 수 있다는 장점을 갖는다. 이로 인해, 밸브의 스위칭 거동에 대한 추가 개선이 달성된다. 밸브의 스위칭 거동은 청구항 제 10 항에 따른 개선 예에 의해 개선되고, 수명에 걸친 마모의 감소 및 그에 따라 스위칭 거동의 균일화가 가능해진다.The improvement example according to claim 9 has the advantage that the magnetic flux density can be optimized when the coil is excited. Due to this, a further improvement in the switching behavior of the valve is achieved. The switching behavior of the valve is improved by means of an improvement example according to claim 10, and a reduction in wear over the lifetime and thus the uniformity of the switching behavior becomes possible.
바람직하게는 아마추어가 아마추어의 이동의 댐핑을 가능하게 하기 위해 액체로 채워진 아마추어 챔버 내에 배치될 수 있다. 액체는 특히 밸브에 의해 계량되는 유체일 수 있다. 계량되는 유체는 예컨대 내극의 가이드 보어를 통해 아마추어 챔버 내로 안내될 수 있다. 아마추어는 예컨대 유체를 밀동 시트로 안내할 수 있는 관통 보어를 포함할 수 있다.Preferably the armature can be placed in a liquid filled armature chamber to enable damping of the movement of the armature. The liquid may in particular be a fluid metered by a valve. The fluid to be metered can be guided into the armature chamber, for example through a guide bore in the inner electrode. The armature may comprise, for example, a through bore capable of guiding the fluid into the sliding seat.
본 발명의 바람직한 실시 예들은 첨부한 도면을 참조로 하는 하기 설명에서 상세히 설명될 것이다. 도면들에서, 상응하는 요소들은 동일한 도면 부호로 표시되어 있다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail in the following description with reference to the accompanying drawings. In the drawings, corresponding elements are indicated by the same reference numerals.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밸브의 개략적인 단면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 밸브의 아마추어를 도시한 개략적인 단면도이며,
도 3은 본 발명의 가능한 실시 예의 작동 원리를 설명하기 위한, 아마추어가 정지 요소에 안착되거나 또는 부딪친, 도 1에 도시된 밸브의 개략도이고,
도 4는 본 발명의 가능한 실시 예의 작동 원리를 설명하기 위한, 아마추어가 내극에 부딪친, 도 1에 도시된 밸브의 개략도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a valve according to an embodiment of the present invention,
2 is a schematic cross-sectional view showing an armature of the valve shown in FIG. 1,
Fig. 3 is a schematic diagram of the valve shown in Fig. 1, with an armature seated on or hitting a stop element, to illustrate the principle of operation of a possible embodiment of the present invention,
Fig. 4 is a schematic diagram of the valve shown in Fig. 1 with an armature hitting an inner pole, to illustrate the working principle of a possible embodiment of the present invention.
도 1은 일 실시 예에 따른 유체 계량 밸브(1)를 개략적인 단면도로 도시한다. 밸브(1)는 특히 연료 분사 밸브(1)로서 설계될 수 있다. 바람직한 적용 예는 연료 분사 밸브(1)가 고압 분사 밸브(1)로서 설계되며 연료를 내연 기관의 해당 연소실 내로 직접 분사하기 사용되는 연료 분사 시스템이다. 액체, 특히 가솔린 또는 디젤과 같은 액체 연료, 또는 적어도 하나의 연료와의 액체 혼합물용 밸브(1)의 설계가 특히 적합하다.1 shows a
밸브(1)는 솔레노이드 코일(3), 아마추어(4) 및 내극(5)을 포함하는 전자기 액추에이터(2)를 갖는다. 솔레노이드 코일(3)의 통전시, 자기 회로는 하우징(밸브 하우징; 6), 아마추어(4) 및 내극(5)를 통해 폐쇄되므로, 아마추어(4)의 작동은 개방 방향(7)으로 하우징(6)의 길이 방향 축(8)을 따라 이루어진다. 하우징(6)은 하우징 부분(9), 상기 하우징 부분(9)에 연결된 밸브 시트 바디(11), 및 공급부(12)를 포함한다.The
아마추어(4)는 밸브 니들(15) 상에 배치되고, 밸브 니들(15) 상에 아마추어(4)의 캔틸레버 방식 지지가 실현된다. 이를 위해, 정지면들(16, 17)에 의해 실현된 정지부들이 제공되며, 상기 정지부들은 밸브 니들(15) 상에 고정 배치된다. 정지면들(16, 17)은 정지 요소들(18, 19) 상에 제공되며, 상기 정지 요소들은 각각 예컨대 용접 시임에 의해 또는 밸브 니들(15)에 대한 가압에 의해 밸브 니들(15)에 연결된다. 정지부들(16, 17)은 아마추어(4)에 대해 정지부들(16, 17) 사이에서 길이 방향 축(8)을 따라서 아마추어 자유 경로(20)(도 3)가 미리 정해지도록 밸브 니들(15) 상에 배치된다.The armature 4 is disposed on the
출발 상태에서, 아마추어(4)는 정지부(17)에 접촉한다. 아마추어(4)의 작동시, 아마추어(4)는 먼저 아마추어(4)가 정지부(16)에 부딪칠 때까지 아마추어 자유 경로(20)를 통과한다. 그리고 나서, 아마추어(4)는 밸브 니들(15)과 함께 개방 방향(7)으로 이동된다. 이로 인해, 밸브(1)를 개방하기 위해 더 큰 개방 충격이 제공된다. 밸브(1)의 개방시, 밸브 니들(15)에 연결된 밸브 폐쇄 바디(21)는 밸브 시트 바디(11)에 형성된 밸브 시트면으로부터 들어 올려지므로, 밸브 폐쇄 바디(21)와 밸브 시트면 사이에 형성된 밀봉 시트가 개방된다. 그러면, 유체, 특히 연료가 밸브 하우징(6)의 내부 공간(24)으로부터 밸브 시트 바디(11) 내에 형성된 노들 구멍들을 통해 챔버, 특히 내연 기관의 연소실 내로 분사될 수 있다.In the starting state, the armature 4 contacts the
밸브(1)의 개방시, 아마추어(4)는 내극(5) 상에 형성된 정지면(28)에 부딪친다. 정지면(28)은 밸브 하우징(6)에 대한 아마추어(4)의 이동을 제한한다. 이 경우, 밸브 니들(15)은 개방 방향으로 더 이동된 다음, 정지 요소(18)가 아마추어(4)에 도달할 때까지 되돌아갈 수 있다. 밸브(1)의 폐쇄를 위해, 솔레노이드 코일(3)은 비통전되므로, 밸브 니들(15)은 리턴 스프링(30)에 의해 다시 도 1에 도시된 출발 위치로 이동된다. 리턴 스프링(30)은 폐쇄 스프핑(30) 또는 압축 스프링(30)이라고도 할 수 있다. 또한, 리턴 스프링(30)은 밸브 니들(15)의 출발 위치에서 미리 정해진 예응력을 받아, 비통전 솔레노이드 코일(3)에서 출발 위치의 폐쇄된 밀봉 시트에 상응하는 폐쇄력이 가해지도록, 설계되고 장착된다. 폐쇄된 상태에서, 아마추어(4)가 정지부(17)의 정지면 상에 접촉하는 도 1에 도시된 아마추어(4)의 출발 위치는 아마추어 자유 경로 스프링(31)에 의해 보장된다.When the
따라서, 밸브 니들(15)은 밸브(1)를 개방하기 위해 액추에이터(2)에 의해 리턴 스프링(30)의 힘에 대항해서 작동될 수 있다. 밸브(1)의 개방 및 후속하는 폐쇄시, 밸브 니들(15)의 가이드가 이루어진다. 밸브 니들(15)의 가이드는 한편으로는 여기서 가이드 요소로서도 사용되는 정지 요소(18)에 의해 내극(5)의 가이드 보어(33) 내에서 그리고 다른 한편으로는 밸브 시트 바디(11)의 영역에서 이루어진다.Thus, the
도 2는 도 1에 도시된 밸브(1)의 아마추어(4)를 개략적인 단면도로 도시한다. 아마추어(4)는 이 실시 예에서 중간 섹션(34)인 제 1 섹션(34)을 포함한다. 아마추어(4)의 제 1 섹션(34)과 제 1 단부면(35) 사이에 추가(제 2) 섹션(36)이 제공된다. 또한, 아마추어(4)의 중간 섹션(34)와 제 2 단부면(37) 사이에 추가(제 3) 섹션(38)이 제공된다. 중간 섹션(34)의 중간은 길이 방향 축(8)을 따라서 볼 때 제 2 단부면(37)에 대해 일정한 거리(39)를 두고 배치된다. 이 경우, 거리(39)는 아마추어(4)의 중간 섹션(34)이 하우징(6; 밸브 하우징)의 자기 영역(40; 도 1)에 대해 가능한 중간에 놓이도록 선택되고, 상기 자기 영역(40)에서 자속은 아마추어(4)와 하우징(6) 사이의 전이부에서 연장된다. 하우징(6)의 자기 영역(40)에 대한 거리(39)에 걸친 중간 섹션(34)의 배치는 특히 아마추어(4)의 외부면(43)이 중간 섹션(34)에서 안내되는 하우징(6)의 내벽(42) 상의 자기 벽 영역(41)에 관련된다.FIG. 2 shows the armature 4 of the
외부면(43)은 섹션들(34, 36, 38)에 따라 3개의 환형 부분면(44, 45, 46)으로 나눠진다. 부분면(44)은 구면(47) 내에 놓인다. 추가 섹션(36) 내의 부분면(45)은 개방 방향(7)으로 테이퍼지는 원추 부부면(45)으로서 형성된다. 추가 섹션(38) 내의 부분면(46)은 개방 방향(7)과 반대로 테이퍼지는 원추 부부면(46)으로서 형성된다. 아마추어(4)가 길이 방향 축(8)과 정렬되면, 프로파일로 볼 때, 길이 방향 축(8) 또는 하우징(6)의 내벽(42)에 대한 원추형 부분면(45, 46)의 쐐기 각(48, 49)이 형성된다. 쐐기 각(48, 49)은 가급적 작게 미리 정해지므로, 아마추어(4)의 외부면(43)과 하우징(6)의 내부벽(42) 사이의 갭이 최적으로 작다. 그러나 이 경우 쐐기각(48, 49)은 길이 방향 축(8)에 대한 아마추어(4)의 소정 기울어짐이 가능한 크기로 미리 정해진다. 예컨대, 쐐기각(48, 49)에 대해 각각 2°보다 크지 않은 값(및 경우에 따라 동일한 값)이 미리 정해질 수 있다.The outer surface 43 is divided into three annular partial surfaces 44, 45, 46 according to the
도 3은 본 발명의 가능한 실시 예의 작동 원리를 설명하기 위해, 아마추어(4)가 정지 요소(19)에 안착되거나 부딪친, 도 1에 도시된 밸브(1)의 개략도를 도시한다. 이 경우, 밸브 니들(15) 및 길이 방향 축(8)은 밸브 하우징(6)의 내벽(42)에 대한 이상적인 정렬 상태로 도시되어 있다. 명확히 나타낼 목적으로, 정지 요소(19)는 이상적으로 정렬되지 않은 상태로 도시되어 있다. 아마추어(4)의 단부면(37)이 정지 요소(19)의 정지면(17)에 평면으로 접촉하면, 정지 요소(19)의 여기서 개략적인(척도에 맞지 않는) 경사 위치는 휴지 위치에서 길이 방향 축(8)에 대한 아마추어(4)의 기울어짐을 야기한다. 중간 섹션(34)의 부분면(44)은 길이 방향 축(8)을 따라서, 아마추어의 상기 기울어짐의 경우에도 구면(47) 내에 놓인 부분면(44) 상의 내벽(42)에 대한 가이드가 이루어지는 크기로 선택된다. 이러한 볼 베어링은 아마추어(4)가 배치된 아마추어 챔버(50) 내에 있는 액체에 의한 유압 센터링으로 인해 작동시 아마추어(4)의 바람직한 재회전 또는 재기울어짐을 가능하게 한다.FIG. 3 shows a schematic view of the
아마추어(4)의 작동시, 아마추어 자유 경로(20)가 통과된 다음, 밸브 니들(15)이 정지 요소(18)와 함께 이동된다. 그 다음에, 여기서 개략적으로(척도에 맞지 않게) 기울어져 도시된 내극(5)에 대한 부딪침이 이루어진다.Upon actuation of the armature 4, after the armature
도 4는 본 발명의 가능한 실시 예의 작동 원리를 설명하기 위해, 아마추어(4)가 내극(5)에 부딪친, 도 1에 도시된 밸브(1)의 개략도를 도시한다. 이 경우, 아마추어(4)의 제 1 단부면(35)이 내극(5)의 정지면(28)에 평면으로 접촉하면, 아마추어(4)의 기울어짐이 다시 나타난다. 명확히 나타낼 목적으로, 상기 기울어짐은 여기서 도 3에 도시된 상황과 반대이다. 쐐기 각(48, 49)은 이 경우 최대 공차로 인한 경사 위치(기울어짐)에서도 아마추어(4)의 낌 또는 원추형 부분면들(45, 46) 중 하나와 내벽(42)의 접촉이 방지되는 크기로 선택된다. 구면(47)의 직경(51)은 이 경우 하우징(6)의 내벽(42)의 가이드 직경(52)과 적어도 거의 동일하게 미리 정해질 수 있다.4 shows a schematic view of the
아마추어(4)와 밸브 니들(15) 사이에는 반경 방향 보상 유격(53)이 미리 정해져 있으며, 상기 유격은 아마추어(4)가 도 1에 도시된 바와 같이, 길이 방향 축(8)과 정렬되면, 예컨대 환형 갭(54)에 의해 실현될 수 있다. 반경 방향 보상 유격(53) 또는 환형 갭(54)은 이 경우 바람직하게는 아마추어(4)의 가이드가 기울어짐의 경우에도 외부면(43) 상에 제공된 영역 내에서 이루어지도록 구현된다.A
따라서, 아마추어(4)의 가이드가 작동 중에도 그 외부면(43)에서 항상 이루어지는 것이 보장될 수 있다. 특히, 아마추어(4)의 가이드가 작동 중에 미리 정해진 기울어짐의 범위로 항상 구면(47) 내에 놓인 그 외부면(43)의 부분면(44)에서 이루어지는 것이 보장될 수 있다. 이로 인해, 작동 중에 항상, 아마추어(4)의 바람직한 기울어짐 및 경우에 따라 그 유압 센터링을 가능하게 하는 바람직한 볼 베어링이 보장된다.Thus, it can be ensured that the guide of the armature 4 is always made on its outer surface 43 even during operation. In particular, it can be ensured that the guide of the armature 4 is made on the partial surface 44 of its outer surface 43 always lying within the
따라서, 특히 에지 러너가 방지될 수 있고, 이는 아마추어(4)와 하우징(6) 사이의 마모를 줄이며 스위칭력을 증가시킨다. 이 경우, 특히 반경 방향 센터링에도 영향을 미치는 길이 방향 축(8)에 대한 아마추어(4)의 유압 센터링에 의해, 높은 개방 및 폐쇄 속도 그리고 균일한 스위칭 거동이 가능해진다.Thus, in particular edge runners can be prevented, which reduces wear between armature 4 and housing 6 and increases switching force. In this case, high opening and closing speeds and uniform switching behavior are possible, in particular by hydraulic centering of the armature 4 with respect to the
본 발명은 설명된 실시 예로 제한되지 않는다.The invention is not limited to the illustrated embodiments.
1: 밸브
2: 액추에이터
4: 아마추어
6: 하우징
8: 길이 방향 축
15: 밸브 니들
17: 정지면
19: 정지 요소
30: 리턴 스프링
34: 제 1 축 방향 섹션
43: 외부면
44: 부분면
47: 구면1: valve
2: actuator
4: amateur
6: housing
8: longitudinal axis
15: valve needle
17: stop surface
19: stop element
30: return spring
34: first axial section
43: external surface
44: partial face
47: spherical
Claims (10)
상기 아마추어(4)의 상기 외부면(43)의 적어도 하나의 부분면(44)은 구면(47) 내에 적어도 대략 놓이고, 적어도 상기 길이 방향 축과 상기 아마추어(4)의 축 방향 정렬 시에, 상기 구면(47) 내에 적어도 대략 놓인 상기 부분면(44) 상에서 상기 아마추어(4)의 가이드가 이루어지는 것을 특징으로 하는 밸브.A fluid metering valve 1, in particular a fuel injection valve for an internal combustion engine, by means of a housing 6, an actuator 2, and an armature 4 of the actuator 2 along the longitudinal axis 8 along a return spring 30 ), wherein the outer surface (43) of the armature (4) is at least partially guided on the inner wall (42) of the housing (6),
At least one partial surface 44 of the outer surface 43 of the armature 4 lies at least approximately in the spherical surface 47, and at least when the longitudinal axis and the armature 4 are axially aligned, Valve, characterized in that the guide of the armature (4) is made on the partial surface (44) lying at least approximately in the spherical surface (47).
상기 구면(47) 내에 적어도 대략 놓인 상기 아마추어(4)의 상기 외부면(43)의 상기 부분면(44)은 상기 길이 방향 축(8)을 따라서 볼 때 상기 아마추어(4)의 제 1 축 방향 섹션(34) 내에 배치되고, 상기 제 1 축 방향 섹션(34)은 상기 아마추어(4)의 제 1 단부면(35)과 상기 아마추어(4)의 제 2 단부면(37) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브.The method of claim 1,
The partial surface 44 of the outer surface 43 of the armature 4 lying at least approximately in the spherical surface 47 is in the direction of the first axis of the armature 4 when viewed along the longitudinal axis 8 Arranged in section 34, the first axial section 34 being arranged between the first end face 35 of the armature 4 and the second end face 37 of the armature 4 Valve characterized by.
상기 아마추어(4)의 상기 제 1 축 방향 섹션(34)은 상기 제 1 단부면(35)으로부터 이격되고 및/또는 상기 아마추어(4)의 상기 제 1 축 방향 섹션(34)은 상기 제 2 단부면(37)으로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 밸브.The method of claim 2,
The first axial section 34 of the armature 4 is spaced apart from the first end face 35 and/or the first axial section 34 of the armature 4 is at the second end Valve, characterized in that spaced apart from the side surface (37).
상기 아마추어(4)의 상기 제 1 축 방향 섹션(34)과 상기 제 1 단부면(35) 사이에 추가 축 방향 섹션(36)이 제공되고, 상기 추가 축 방향 섹션(36) 내에서 상기 아마추어(4)의 외부면(43)이 상기 제 1 단부면(35)의 방향으로 테이퍼지고, 및/또는 상기 아마추어(4)의 제 1 축 방향 섹션(34)과 상기 제 2 단부면(37) 사이에 추가 축 방향 섹션(38)이 제공되고, 상기 추가 축 방향 섹션(38) 내에서, 상기 아마추어(4)의 외부면(43)이 상기 제 2 단부면(37)의 방향으로 테이퍼지는 것을 특징으로 하는 밸브.The method according to claim 2 or 3,
An additional axial section 36 is provided between the first axial section 34 and the first end face 35 of the armature 4, in which the armature ( 4) tapered in the direction of the first end surface 35 and/or between the first axial section 34 and the second end surface 37 of the armature 4 Wherein an additional axial section 38 is provided, in which the outer surface 43 of the armature 4 tapers in the direction of the second end surface 37 Valve.
상기 아마추어(4)의 상기 외부면(43)은 상기 추가 축 방향 섹션들(36, 38) 중 적어도 하나에서 원추형으로 설계되는 것을 특징으로 하는 밸브.The method of claim 4,
Valve, characterized in that the outer surface (43) of the armature (4) is designed conical in at least one of the further axial sections (36, 38).
상기 추가 축 방향 섹션들(36, 38) 중 적어도 하나는 상기 제 1 축 방향 섹션(34)으로부터 상기 제 1 단부면(35)까지 또는 상기 제 1 축 방향 섹션(34)으로부터 상기 제 2 단부면(37)까지 연장되는 것을 특징으로 하는 밸브.The method according to claim 4 or 5,
At least one of the further axial sections (36, 38) is from the first axial section (34) to the first end face (35) or from the first axial section (34) to the second end face Valve, characterized in that extending to (37).
상기 하우징(6) 내에 고정 배치된 내극(5)이 제공되고, 상기 아마추어(4)는 작동시 그 제 1 단부면(35)이 상기 내극(5)에 부딪치고, 상기 추가 축 방향 섹션(36, 38) 또는 상기 추가 축 방향 섹션들(36, 38)은 특정 제조 기술적 공차를 보상하기 위해 상기 아마추어(4)의 기울어짐 및 그로 인한 상기 내극(5)의 정지면(28) 상에 평면 부딪침이 가능해지도록 설계되는 것을 특징으로 하는 밸브.The method according to any one of claims 4 to 6,
An inner electrode 5 fixedly arranged in the housing 6 is provided, the armature 4 having its first end face 35 hitting the inner electrode 5 when in operation, and the additional axial section 36 , 38) or the additional axial sections (36, 38) are inclined to compensate for certain manufacturing technical tolerances, and thus a flat bump on the stop surface (28) of the inner pole (5). Valve, characterized in that it is designed to enable.
상기 밸브 니들(15)에 바람직하게는 고정 배치된 정지 요소(19)가 제공되고, 상기 아마추어(4)는 작동시 그 제 2 단부면(37)이 상기 정지 요소(19)에 부딪치고, 상기 추가 축 방향 섹션(36, 38) 또는 상기 추가 축 방향 섹션들(36, 38)은 특정 제조 기술적 공차를 보상하기 위해 상기 아마추어(4)의 기울어짐 및 그로 인한 상기 정지 요소(19)의 정지면(17) 상에 평면 부딪침이 가능해지도록 설계되는 것을 특징으로 하는 밸브.The method according to any one of claims 4 to 7,
The valve needle (15) is provided with a preferably fixedly arranged stop element (19), the armature (4) with its second end face (37) striking the stop element (19) in operation, the The additional axial section (36, 38) or the additional axial sections (36, 38) is the tilting of the armature 4 and hence the stopping surface of the stopping element 19 to compensate for certain manufacturing technical tolerances. (17) A valve, characterized in that it is designed to be able to hit the plane.
상기 하우징(6)은 자기 하우징 부분(9)을 포함하고, 상기 하우징(6)의 상기 내벽(42)은 상기 길이 방향 축(8)을 따라서 볼 때 상기 자기 하우징 부분(9)의 자기 벽 영역(41)에 걸쳐 연장되고, 상기 아마추어(4)의 상기 제 1 축 방향 섹션(34)은 상기 제 1 단부면(35)과 상기 제 2 단부면(37) 사이에 배치되어 상기 제 1 축 방향 섹션(34)이 상기 길이 방향 축(8)을 따라서 볼 때 상기 자기 벽 영역(41)에 대해 적어도 대략 중간에 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브.The method according to any one of claims 2 to 8,
The housing 6 comprises a magnetic housing part 9, and the inner wall 42 of the housing 6 is a magnetic wall area of the magnetic housing part 9 when viewed along the longitudinal axis 8 Extending over (41), and the first axial section (34) of the armature (4) is disposed between the first end surface (35) and the second end surface (37) so as to be in the first axial direction Valve, characterized in that the section (34) is arranged at least approximately intermediate to the magnetic wall region (41) when viewed along the longitudinal axis (8).
상기 아마추어(4)가 상기 길이 방향 축(8)과 정렬되면, 상기 아마추어(4)와 상기 밸브 니들(5) 사이에 반경 방향 보상 유격(53)이 미리 정해지고 및/또는 상기 구면(47) 내에 적어도 대략 놓이는 부분면(44) 상에서 상기 아마추어(4)의 가이드가 항상 이루어지는 것을 특징으로 하는 밸브.The method according to any one of claims 1 to 9,
When the armature 4 is aligned with the longitudinal axis 8, a radial compensation clearance 53 is pre-determined between the armature 4 and the valve needle 5 and/or the spherical surface 47 Valve, characterized in that the guide of the armature (4) is always made on a partial surface (44) which lies at least approximately in the interior.
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