WO2002027178A1 - Servo control valve for injectors - Google Patents

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WO2002027178A1
WO2002027178A1 PCT/EP2001/010817 EP0110817W WO0227178A1 WO 2002027178 A1 WO2002027178 A1 WO 2002027178A1 EP 0110817 W EP0110817 W EP 0110817W WO 0227178 A1 WO0227178 A1 WO 0227178A1
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Wolfgang Scheibe
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L'orange Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a servo control valve for injection injectors of internal combustion engines, in particular internal combustion engines working with storage pressure injection and operated with diesel or heavy oil.
  • Such injection injectors are known from practice and usually comprise an injection nozzle, a control valve assigned to it, a servo control valve responding to the control valve and an axial actuator, usually in the form of a magnetic actuator.
  • a control valve assigned to it
  • a servo control valve responding to the control valve
  • an axial actuator usually in the form of a magnetic actuator.
  • Actuation of the control valve can hardly be applied, so that a servo control valve is interposed, which has a quasi amplifier function and works with a graduated throttle system, whereby the spring-loaded armature controls the discharge throttle cross-section, so that the actuating spring, which loads the magnet armature on its closed position, controls the Forces must be applied which, depending on the control oil pressure and the cross-section of the discharge throttle controlled by the magnet armature, are required to block the discharge cross-section when covered by the magnet armature.
  • Magnetic armature must be weaker with regard to the locking position of the spring than the lifting force to be applied by the magnet when energized.
  • the invention has for its object to provide a servo control valve for injection injectors which, despite predetermined restrictions with regard to the actuating forces applied via the axial actuator, in particular a magnetic actuator, enables high actuating speeds with the required relatively high actuating forces to be applied.
  • a servo control valve for injection injectors by an embodiment according to claim 1, according to which a 3/2-way valve is used as the servo control valve, which enables sufficiently large control cross sections and has a comparatively simple structure despite integration in the injection injector.
  • a valve guide insert which is from the injector housing is recorded and which has to be fixed tightly pressed into the injector housing, but at the same time enables the best prerequisites for high precision thanks to a cross-divided design, also with regard to fitting into the injector. At the same time, high positioning speeds can be achieved.
  • the configuration according to the invention through the transverse division of the valve guide insert and the guidance of its part serving as a counter-valve body on the control piston, also offers particularly favorable conditions to compensate for any tolerances in the alignment of the valve parts and their assignment to the control piston, as well as the channel paths within the servo control valve as well easy to design and with large cross-sections for the connections.
  • valves of the type described with a cross-divided valve guide insert can also be expedient in other ways, since by dividing the valve insert into a part leading to the control piston and into a part guided by the control piston, not only advantages in terms of the structure as a pressure-balanced valve, at with a radially protruding control collar designed control piston, can be reached in terms of construction and assembly, but if necessary, access to the inner parts of the valve is also facilitated for service purposes without having to relinquish or loosen its centering relative to the respective receiving part, since access is via the part of the valve insertion insert guided on the piston becomes possible.
  • Figure 1 in a highly schematic representation of a section of a
  • Injection injector this section being essentially limited to the representation of the servo control valve in section, which is addressed via an axial actuator in the form of a magnetic actuator and via which the pressurization for an actuating piston, preferably one
  • Control piston of a control valve is controlled, and Figure 2. an enlarged section corresponding to A in Figure 1.
  • the figures show a section of an injection injector 1, 2 being a partial area of a control valve 2, which is preceded by a servo control valve 3.
  • an axial actuator in the form of a schematically indicated magnetic actuator 4 with a magnet armature 5 which is loaded in the direction of the servo control valve 3 via a spring 6. If the magnet actuator 4 is energized, the magnet armature 5 is raised against the force of the spring 6.
  • the magnet armature 5 acts on a control piston 7, which is arranged in a valve guide insert 8, which is cross-divided in relation to the common escape axis 9 of the magnetic actuator 4, servo control valve 3 and control valve 2 and one part of which is a valve body 10 and the other part of which is a counter valve body 11 connect axially to each other and are supported against each other, the valve body 10 being axially pressed in a sealing housing for the servo control valve 3.
  • the housing region enclosing the valve guide insert 8 is designated by 12 and can be formed by a housing part of the injection injector 1.
  • valve body 10 and counter valve body 1 1 lies between the axially spaced sealing edges 14 and 15, of which the sealing edge 14 is assigned to the valve body 10 and the sealing edge 15 to the counter valve body 1 1, which enclose the valve chamber 16 between them.
  • the valve chamber 16 is assigned an annular collar 17 on the part of the control piston 7, which has control edges 18 and 19, which cooperate with the sealing edges 14 and 15 of the valve chamber 16 with a relatively small radial overlap of the annular collar 17 to the valve chamber 16, if in accordance with the axial adjustment path of the control piston 7 one or the other comes in their investment position.
  • the control piston 7 On both sides of the Ririgbundes 17, the control piston 7 has annular areas with reduced diameter as annular spaces 20 and 21, the annular chamber 21 being delimited in the area of the end of the control piston 7 in the counter-valve body 11 by a guide collar 22 on which, as a centering collar, the counter-valve body 11 is guided, the counter-valve body 11 having a cup-shaped design has a bottom zone 23 which engages under the control piston 7 and which supports a spring 24 forms, which is supported lying in an axial bore 25 of the control piston 7 against a shoulder 26 of the same.
  • the bottom zone 23 forms a support for a spring 27, which acts on a control piston 29, bridging a pressure chamber 28, which is axially displaceably assigned to the control valve 2 and is supported against its control piston.
  • the supply connection 30 is a high-pressure connection via which control oil is supplied. This occurs in the switching position of the servo control valve 3 shown, in which the armature 5 loads the control piston 7 via the spring 6 in the direction of the counter-valve body 11 and in which the sealing edge 15 cooperates sealingly with the control edge 19, passes over to the valve chamber 16, and passes from there via radial overflow cross sections 31 into the pressure chamber 28.
  • the radial overflow cross sections 31 are formed as annular gaps or the like, which are formed, for example, by spacing elements between the countervalve body 11 and the valve body 10 which are due to axial approaches on the valve body 10 and / or are formed on the counter valve body 1 1. If necessary, an annular insert can also be provided, which releases corresponding cross-sections 31.
  • the counter valve body 11 can lie radially spaced from the wall of the receiving bore 37 for the valve body 10 via the guide collar 22 or corresponding guide surfaces, so that axial flow paths 32 to the pressure chamber 28 result from the overflow cross sections 31.
  • the actuating piston 29 is pressurized via the high pressure supply connection 30 and its connection to the pressure chamber 28 in addition to the spring 27 and thus holds the control piston of the control valve, not shown, in a position corresponding to the closed position of the injection nozzle.
  • the control piston 7 is in the upper stop position, not shown, in which the sealing edge 14 interacts with the control edge 18. reversed, with the result that the pressure chamber 28 is connected to the return 36 via the overflow cross sections 31, the annular space 21 and an overflow cross section opening onto the axial bore 25.
  • the overflow cross section mentioned can, as shown in FIG. 2, be formed by radial bores 33 or also in that the annular collar has axial passage openings 34 which allow the piston 7 to pass into the axial bore 25 on the end face.
  • the axial bore 25, as indicated by the arrow 35, is connected to the return channel 36.
  • control valve construction according to the invention is designed in such a way that it can also be mastered well in terms of production technology, since the guide seat and stop surfaces for the Valve body 10 as well as for counter-valve body 11 could each be ground in one setting, so that close tolerances are possible. The same applies to the control piston with regard to its guide or centering surfaces and seat surfaces. In addition to inexpensive production, high precision must also be guaranteed.

Abstract

The invention relates to an embodiment of a servo control valve (3) for injectors in internal combustion engines in the form of a 3/2 directional control valve. A transversally divided valve guide insert (8) is used, one part thereof acting as a guide for the piston (7) and, another part (11) being guided on the piston, whereby said parts are axially supported against each other.

Description

Servosteuerventil für Einspritzinjektoren Servo control valve for injection injectors
Die Erfindung betrifft ein Servosteuerventil für Einspritzinjektoren von Brennkraftmaschinen, insbesondere von mit Speicherdruckeinspritzung arbeitenden und mit Diesel oder Schweröl betriebenen Brennkraftmaschinen.The invention relates to a servo control valve for injection injectors of internal combustion engines, in particular internal combustion engines working with storage pressure injection and operated with diesel or heavy oil.
Derartige Einspritzinjektoren sind aus der Praxis bekannt und umfassen üblicherweise eine Einspritzdüse, ein dieser zugeordnetes Steuerventil, ein das Steuerventil ansprechendes Servosteuerventil und einen Axialsteller, meist in Form eines Magnetstellers. Bedingt ist ein derartiger Aufbau dadurch, dass über Magnetsteller passender Größe bei direkterSuch injection injectors are known from practice and usually comprise an injection nozzle, a control valve assigned to it, a servo control valve responding to the control valve and an axial actuator, usually in the form of a magnetic actuator. Such a structure is due to the fact that a suitable size with a direct magnetic
Beaufschlagung des Steuerventiles kaum die erforderlichen Stellkräfte aufgebracht werden können, so dass ein Servosteuerventil zwischengeschaltet wird, das quasi Verstärkerfunktion hat und das mit einem abgestuften Drosselsystem arbeitet, wobei der federbelastete Magnetanker den Abflussdrosselquerschnitt steuert, so dass durch die den Magnetanker auf seine Schließstellung belastende Stellfeder die Kräfte aufgebracht werden müssen, die abhängig vom Steueröldruck und dem Querschnitt der über den Magnetanker gesteuerten Abflussdrossel nötig sind, den Abflussquerschnitt bei Überdeckung durch den Magnetanker zu sperren. Hierdurch ergeben sich sowohl hinsichtlich der Arbeitsdrücke wie auch hinsichtlich des über den Magnetanker bei nicht bestromten Magneten abzudeckenden Querschnittes Beschränkungen, da die denActuation of the control valve can hardly be applied, so that a servo control valve is interposed, which has a quasi amplifier function and works with a graduated throttle system, whereby the spring-loaded armature controls the discharge throttle cross-section, so that the actuating spring, which loads the magnet armature on its closed position, controls the Forces must be applied which, depending on the control oil pressure and the cross-section of the discharge throttle controlled by the magnet armature, are required to block the discharge cross-section when covered by the magnet armature. This results in restrictions both with regard to the working pressures and with regard to the cross section to be covered by the magnet armature when the magnets are not energized, since the
Magnetanker im Hinblick auf die Sperrstellung belastende Feder schwächer sein muss als die vom Magneten bei Bestromung aufzubringende Hubkraft.Magnetic armature must be weaker with regard to the locking position of the spring than the lifting force to be applied by the magnet when energized.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Servosteuerventil für Einspritzinjektoren zu schaffen, das trotz vorgegebener Beschränkungen hinsichtlich der über den Axialsteller, insbesondere einen Magnetsteller aufgebrachten Stellkräfte hohe Stellgeschwindigkeiten bei den erforderlichen, aufzubringenden relativ hohen Stellkräfte ermöglicht.The invention has for its object to provide a servo control valve for injection injectors which, despite predetermined restrictions with regard to the actuating forces applied via the axial actuator, in particular a magnetic actuator, enables high actuating speeds with the required relatively high actuating forces to be applied.
Erreicht wird dies bei einem Servosteuerventil für Einspritzinjektoren durch eine Ausgestaltung gemäß dem Anspruch 1, demzufolge als Servosteuerventil ein 3/2- Wegeventil verwendet wird, das hinreichend große Steuerquerschnitte ermöglicht und trotz Integration in den Einspritzinjektor einen vergleichsweise einfachen Aufbau aufweist. Gearbeitet wird hierzu mit einem Ventilführungseinsatz, der vom Injektorgehäuse aufgenommen wird und der im Injektorgehäuse dicht eingepresst zu fixieren ist, durch eine quergeteilte Ausbildung zugleich aber beste Voraussetzungen für hohe Präzision, auch hinsichtlich der Einpassung in den Injektor ermöglicht. Zugleich lassen sich hohe Stellgeschwindigkeiten erreichen. Insbesondere bietet die erfindungsgemäße Ausgestaltung, durch die Querteilung des Ventilführungseinsatzes und die Führung von dessen als Gegenventilkörper dienendem Teil auf dem Steuerkolben, auch besonders günstige Voraussetzungen etwaige Toleranzen in der Achsierung der Ventilteile und deren Zuordnung zum Stellkolben auszugleichen, sowie auch die Kanalwege innerhalb des Servosteuerventiles sowie auch zu den Anschlüssen einfach und mit großen Querschnitten zu gestalten.This is achieved with a servo control valve for injection injectors by an embodiment according to claim 1, according to which a 3/2-way valve is used as the servo control valve, which enables sufficiently large control cross sections and has a comparatively simple structure despite integration in the injection injector. This is done with a valve guide insert, which is from the injector housing is recorded and which has to be fixed tightly pressed into the injector housing, but at the same time enables the best prerequisites for high precision thanks to a cross-divided design, also with regard to fitting into the injector. At the same time, high positioning speeds can be achieved. In particular, the configuration according to the invention, through the transverse division of the valve guide insert and the guidance of its part serving as a counter-valve body on the control piston, also offers particularly favorable conditions to compensate for any tolerances in the alignment of the valve parts and their assignment to the control piston, as well as the channel paths within the servo control valve as well easy to design and with large cross-sections for the connections.
Abgesehen von der Anwendung in Einspritzinjektoren können Ventile der geschilderten Art mit quergeteiltem Ventilführungseinsatz auch anderweitig zweckmäßig sein, da durch die Aufteilung des Ventileinsatzes in einen für den Steuerkolben führenden Teil und in einen vom Steuerkolben geführten Teil nicht nur Vorteile hinsichtlich des Aufbaues als druckausgeglichenem Ventil, bei mit einem radial überstehenden Steuerbund ausgebildetem Steuerkolben, hinsichtlich Aufbau und Montage erreichbar sind, sondern gegebenenfalls auch für Servicezwecke der Zugriff auf die Innenteile des Ventiles erleichtert wird, ohne dass dessen Zentrierung gegenüber dem jeweils aufnehmenden Teil aufgegeben bzw. gelöst werden muss, da der Zugang über den auf dem Kolben geführten Teil des Ventileinführungseinsatzes möglich wird.Apart from the use in injection injectors, valves of the type described with a cross-divided valve guide insert can also be expedient in other ways, since by dividing the valve insert into a part leading to the control piston and into a part guided by the control piston, not only advantages in terms of the structure as a pressure-balanced valve, at with a radially protruding control collar designed control piston, can be reached in terms of construction and assembly, but if necessary, access to the inner parts of the valve is also facilitated for service purposes without having to relinquish or loosen its centering relative to the respective receiving part, since access is via the part of the valve insertion insert guided on the piston becomes possible.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:Further details and features of the invention emerge from the claims. Furthermore, the invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. Show it:
Figur 1 in stark schematisierter Darstellung einen Ausschnitt aus einemFigure 1 in a highly schematic representation of a section of a
Einspritzinjektor, wobei dieser Ausschnitt im wesentlichen auf die Darstellung des Servosteuerventiles im Schnitt beschränkt ist, das über einen Axialsteller in Form eines Magnetstellers angesprochen wird und über das die Druckbeaufschlagung für einen Stellkolben, bevorzugt einenInjection injector, this section being essentially limited to the representation of the servo control valve in section, which is addressed via an axial actuator in the form of a magnetic actuator and via which the pressurization for an actuating piston, preferably one
Stellkolben eines Steuerventiles gesteuert wird, und Figur 2. eine Ausschnittsvergrößerung entsprechend A in Figur 1. Die Figuren zeigen einen Ausschnitt aus einem Einspritzinjektor 1, wobei mit 2 ein Teilbereich eines Steuerventiles 2 bezeichnet ist, dem ein Servosteuerventil 3 vorgelagert ist. In der Wirkkette davor liegt ein Axialsteller in Form eines schematisch angedeuteten Magnetstellers 4 mit einem Magnetanker 5 der in Richtung auf das Servosteuerventil 3 über eine Feder 6 belastet ist. Wird der Magnetsteller 4 bestromt, so wird der Magnetanker 5 gegen die Kraft der Feder 6 angehoben.Control piston of a control valve is controlled, and Figure 2. an enlarged section corresponding to A in Figure 1. The figures show a section of an injection injector 1, 2 being a partial area of a control valve 2, which is preceded by a servo control valve 3. In the knitting chain in front there is an axial actuator in the form of a schematically indicated magnetic actuator 4 with a magnet armature 5 which is loaded in the direction of the servo control valve 3 via a spring 6. If the magnet actuator 4 is energized, the magnet armature 5 is raised against the force of the spring 6.
Der Magnetanker 5 wirkt auf einen Steuerkolben 7, der in einem Ventilführungseinsatz 8 angeordnet ist, welcher bezogen auf die gemeinsame Fluchtachse 9 von Magnetsteller 4, Servosteuerventil 3 und Steuerventil 2 quergeteilt ist und dessen einer Teil als Ventilkörper 10 und dessen anderer Teil als Gegenventilkörper 1 1 axial aneinander anschließen und gegeneinander abgestützt sind, wobei der Ventilkörper 10 in ein Aufnahmegehäuse für das Servosteuerventil 3 dichtend axial eingepresst ist. Der den Ventilführungseinsatz 8 umschließende Gehäusebereich ist mit 12 bezeichnet und kann durch einen Gehäuseteil des Einspritzinjektors 1 gebildet sein.The magnet armature 5 acts on a control piston 7, which is arranged in a valve guide insert 8, which is cross-divided in relation to the common escape axis 9 of the magnetic actuator 4, servo control valve 3 and control valve 2 and one part of which is a valve body 10 and the other part of which is a counter valve body 11 connect axially to each other and are supported against each other, the valve body 10 being axially pressed in a sealing housing for the servo control valve 3. The housing region enclosing the valve guide insert 8 is designated by 12 and can be formed by a housing part of the injection injector 1.
Die Teilungsebene zwischen Ventilkörper 10 und Gegenventilkörper 1 1 liegt zwischen den axial beabstandeten Dichtkanten 14 und 15, von denen die Dichtkante 14 dem Ventilkörper 10 und die Dichtkante 15 dem Gegenventilkörper 1 1 zugeordnet ist, die zwischen sich die Ventilkammer 16 einschließen. Der Ventilkammer 16 ist seitens des Steuerkolbens 7 ein Ringbund 17 zugeordnet, der Steuerkanten 18 und 19 aufweist, welche bei verhältnismäßig geringer radialer Überdeckung des Ringbundes 17 zur Ventilkammer 16 mit den Dichtkanten 14 und 15 der Ventilkammer 16 zusammenwirken, wenn entsprechend dem axialen Verstellweg des Steuerkolbens 7 die eine oder die andere in ihrer Anlagestellung kommt.The plane of division between valve body 10 and counter valve body 1 1 lies between the axially spaced sealing edges 14 and 15, of which the sealing edge 14 is assigned to the valve body 10 and the sealing edge 15 to the counter valve body 1 1, which enclose the valve chamber 16 between them. The valve chamber 16 is assigned an annular collar 17 on the part of the control piston 7, which has control edges 18 and 19, which cooperate with the sealing edges 14 and 15 of the valve chamber 16 with a relatively small radial overlap of the annular collar 17 to the valve chamber 16, if in accordance with the axial adjustment path of the control piston 7 one or the other comes in their investment position.
Beiderseits des Ririgbundes 17 weist der Steuerkolben 7 im Durchmesser zurückgenommene Ringbereiche als Ringräume 20 und 21 auf, wobei die Ringkammer 21 im Bereich des im Gegenventilkörper 11 liegenden Endes des Steuerkolbens 7 durch einen Führungsbund 22 begrenzt ist, auf dem, quasi als Zentrierbund, der Gegenventilkörper 11 geführt ist, wobei der Gegenventilkörper 11 bei napfförmiger Ausbildung eine Bodenzone 23 aufweist, die den Steuerkolben 7 untergreift und die die Abstützung für eine Feder 24 bildet, welche in einer Axialbohrung 25 des Steuerkolbens 7 liegend gegen eine Schulter 26 desselben abgestützt ist.On both sides of the Ririgbundes 17, the control piston 7 has annular areas with reduced diameter as annular spaces 20 and 21, the annular chamber 21 being delimited in the area of the end of the control piston 7 in the counter-valve body 11 by a guide collar 22 on which, as a centering collar, the counter-valve body 11 is guided, the counter-valve body 11 having a cup-shaped design has a bottom zone 23 which engages under the control piston 7 and which supports a spring 24 forms, which is supported lying in an axial bore 25 of the control piston 7 against a shoulder 26 of the same.
In Gegenrichtung bildet die Bodenzone 23 eine Abstützung für eine Feder 27, die einen Druckraum 28 überbrückend einen Stellkolben 29 beaufschlagt, der axial verschieblich dem Steuerventil 2 zugeordnet ist und sich gegen dessen Steuerkolben abstützt.In the opposite direction, the bottom zone 23 forms a support for a spring 27, which acts on a control piston 29, bridging a pressure chamber 28, which is axially displaceably assigned to the control valve 2 and is supported against its control piston.
Dem Ringraum 20 ist ein Versorgungsanschluss 30 zugeordnet, der durch eine Radialbohrung gebildet ist und den Ventilkörper 10 und den anschließenden Gehäusebereich durchsetzt. Im Ausführungsbeispiel ist der Versorgungsanschluss 30 ein Hochdruckanschluss, über den Steueröl zugeführt wird. Dieses tritt in der gezeigten Schaltstellung des Servosteuerventiles 3, in der der Magnetanker 5 über die Feder 6 den Steuerkolben 7 in Richtung auf den Gegenventilkörper 11 belastet und in der die Dichtkante 15 mit der Steuerkante 19 dichtend zusammenwirkt, auf die Ventilkammer 16 über, und gelangt von dort über radiale Überströmquerschnitte 31 in den Druckraum 28. Hierbei sind die radialen Überströmquerschnitte 31 als Ringspalte oder dergleichen ausgebildet, die beispielsweise dadurch gebildet sind, das zwischen dem Gegenventilkörper 1 1 und dem Ventilkörper 10 Distanzelemente liegen, die durch axiale Ansätze an dem Ventilkörper 10 und/oder an dem Gegenventilkörper 1 1 gebildet sind. Gegebenenfalls kann auch ein ringförmiger Einsatz vorgesehen sein, der entsprechende Übertrittsquerschnitte 31 freigibt.A supply connection 30, which is formed by a radial bore and passes through the valve body 10 and the adjoining housing area, is assigned to the annular space 20. In the exemplary embodiment, the supply connection 30 is a high-pressure connection via which control oil is supplied. This occurs in the switching position of the servo control valve 3 shown, in which the armature 5 loads the control piston 7 via the spring 6 in the direction of the counter-valve body 11 and in which the sealing edge 15 cooperates sealingly with the control edge 19, passes over to the valve chamber 16, and passes from there via radial overflow cross sections 31 into the pressure chamber 28. Here, the radial overflow cross sections 31 are formed as annular gaps or the like, which are formed, for example, by spacing elements between the countervalve body 11 and the valve body 10 which are due to axial approaches on the valve body 10 and / or are formed on the counter valve body 1 1. If necessary, an annular insert can also be provided, which releases corresponding cross-sections 31.
Der Gegenventilkörper 11 kann aufgrund seiner Führung auf dem Steuerkolben 7 über den Führungsbund 22 oder entsprechende Führungsflächen, radial beabstandet zur Wandung der Aufnahmebohrung 37 für den Ventilkörper 10 liegen, so dass sich ausgehend von den Überströmquerschnitten 31 axiale Durchströmungswege 32 auf den Druckraum 28 ergeben. Damit ist der Stellkolben 29 über den Hochdruckversorgungsanschluss 30 und dessen Verbindung zum Druckraum 28 zusätzlich zur Feder 27 druckbelastet und hält damit den Steuerkolben des nicht dargestellten Steuerventiles in einer der Schließlage der Einspritzdüse entsprechenden Stellung.Due to its guidance on the control piston 7, the counter valve body 11 can lie radially spaced from the wall of the receiving bore 37 for the valve body 10 via the guide collar 22 or corresponding guide surfaces, so that axial flow paths 32 to the pressure chamber 28 result from the overflow cross sections 31. Thus, the actuating piston 29 is pressurized via the high pressure supply connection 30 and its connection to the pressure chamber 28 in addition to the spring 27 and thus holds the control piston of the control valve, not shown, in a position corresponding to the closed position of the injection nozzle.
Wird der Magnet 5 bestromt, so wird der Steuerkolben 7 in die nicht dargestellte obere Anschlaglage, in der die Dichtkante 14 mit der Steuerkante 18 zusammenwirkt, umgesteuert, mit der Folge, dass der Druckraum 28 über die Überströmquerschnitte 31, den Ringraum 21 und einen auf die Axialbohrung 25 mündenden Überströmquerschnitt an den Rücklauf 36 angeschlossen ist. Der angesprochene Überströmquerschnitt kann, wie in Figur 2 gezeigt, durch Radialbohrungen 33 oder auch dadurch gebildet sein, dass der Ringbund axiale Durchlassöffnungen 34 aufweist, die zum Kolben 7 stirnseitig den Übertritt in die Axialbohrung 25 ermöglichen. Die Axialbohrung 25 steht, wie durch den Pfeil 35 angedeutet, mit dem Rücklaufkanal 36 in Verbindung.If the magnet 5 is energized, the control piston 7 is in the upper stop position, not shown, in which the sealing edge 14 interacts with the control edge 18. reversed, with the result that the pressure chamber 28 is connected to the return 36 via the overflow cross sections 31, the annular space 21 and an overflow cross section opening onto the axial bore 25. The overflow cross section mentioned can, as shown in FIG. 2, be formed by radial bores 33 or also in that the annular collar has axial passage openings 34 which allow the piston 7 to pass into the axial bore 25 on the end face. The axial bore 25, as indicated by the arrow 35, is connected to the return channel 36.
Für Zu- und Ablauf lassen sich bei dieser Lösung verhältnismäßig große Querschnitte verwirklichen, so dass sich kurze Schaltzeiten ergeben. Ferner ist in der Übergangsphase zwischen den beiden Schaltstellungen des Steuerkolbens 7 ein Kurzschluss der Druckkammer 28 sowohl zum Zulauf - Anschluss 30 - wie auch zum Rücklauf - Anschluss 36 - gegeben. Wird das Einspritzventil geöffnet, so entspricht dies einer Bestromung des Magneten 4 und einer Absteuerung des zulaufseitigen Versorgungsanschlusses 30 durch Verschiebung des Steuerkolbens 7 an seine in der Zeichnung obere Dichtgrenze, gebildet durch die Steuerkante 18 und die Dichtkante 14. Im Zuge dieser Umsteuerung wird der zulaufseitige Anschluss (Versorgungsanschluss 30) zunehmend abgesteuert, bei gleichzeitiger Freigabe des rücklaufseitigen Anschlusses 36, so dass schon in der Übergangsphase der Druckabbau in der Druckkammer 28 beginnt, mit der Folge, das bei entsprechendem Öffnungsdruck auf die Druckschulter der Düsennadel der Einspritzdüse für diese eine schnelle Öffnung gewährleistet werden kann. Entsprechendes gilt in umgekehrter Richtung, wobei ungeachtet des herrschenden Druckes im Druckraum Stellkolben 29 und Gegenventilkörper 11 über die Feder 27 abgestützt sind, so dass der Gegenventilkörper 11 in seiner Anlagestellung zum Ventilkörper 10 gehalten wird. Wird der Magnetsteller 4 bestromt, so wird der Magnetanker 5 gegen die Feder 6 angehoben und der Steuerkolben 7 über die Feder 24 nachgeschoben, während in Gegenrichtung, bei abfallenden Magnetsteller 4, der Steuerkolben 7 über die Feder 6 entgegen der Kraft der Feder 24 verschoben wird. Die druckbeaufschlagten Flächen des Steuerkolbens 7 sind in der Umstellphase gleich groß, so dass mit vergleichsweise geringen Federkräften gearbeitet werden kann.With this solution, relatively large cross sections can be realized for the inlet and outlet, so that short switching times result. Furthermore, in the transition phase between the two switching positions of the control piston 7 there is a short circuit in the pressure chamber 28 both to the inlet connection 30 and to the return connection 36. If the injection valve is opened, this corresponds to energizing the magnet 4 and deactivating the supply-side supply connection 30 by moving the control piston 7 to its upper sealing limit in the drawing, formed by the control edge 18 and the sealing edge 14. In the course of this reversal, the supply-side becomes Connection (supply connection 30) increasingly shut off, with simultaneous release of the return-side connection 36, so that the pressure reduction in the pressure chamber 28 begins in the transition phase, with the result that, with the corresponding opening pressure on the pressure shoulder of the nozzle needle of the injection nozzle, the latter opens quickly can be guaranteed. The same applies in the opposite direction, whereby regardless of the prevailing pressure in the pressure chamber, the actuating piston 29 and the counter valve body 11 are supported by the spring 27, so that the counter valve body 11 is held in its contact position with the valve body 10. If the magnetic actuator 4 is energized, the magnet armature 5 is raised against the spring 6 and the control piston 7 is pushed via the spring 24, while in the opposite direction, when the magnetic actuator 4 drops, the control piston 7 is displaced via the spring 6 against the force of the spring 24 , The pressurized surfaces of the control piston 7 are of the same size in the changeover phase, so that it is possible to work with comparatively low spring forces.
Konstruktiv ist die erfindungsgemäße Steuerventilkonstruktion so ausgelegt, dass sie auch fertigungstechnisch gut zu beherrschen ist, da Führungssitz und Anschlagflächen für den Ventilkörper 10 wie auch für den Gegenventilkörper 11 jeweils in einer Aufspannung geschliffen werden könnten, so dass enge Tolerierungen möglich sind. Entsprechendes gilt auch für den Steuerkolben bezüglich dessen Führungs- bzw. Zentrierflächen und Sitzflächen. Neben einer günstigen Fertigung ist somit auch eine hohe Präzision zu gewährleisten. The control valve construction according to the invention is designed in such a way that it can also be mastered well in terms of production technology, since the guide seat and stop surfaces for the Valve body 10 as well as for counter-valve body 11 could each be ground in one setting, so that close tolerances are possible. The same applies to the control piston with regard to its guide or centering surfaces and seat surfaces. In addition to inexpensive production, high precision must also be guaranteed.

Claims

Patentansprüche claims
1. Servosteuerventil für Einspritzinjektoren von Brennkraftmaschinen, insbesondere von mit Speicherdruckeinspritzung arbeitenden und mit Diesel oder Schweröl betriebenen Brennkraftmaschine, das als druckausgeglichenes 3/2-Wegeventil für einen über einen Axialsteller (4) beaufschlagten Steuerkolben (7) einen gehäusegefassten, quergeteilten Ventilführungseinsatz (8) aufweist, dessen Teilebene zwischen den Dichtkanten (14, 15) einer radialen Ventilkammer (16) liegt, mit denen Steuerkanten (18, 19) des Steuerkolbens (7) zusammenwirken, und von dessen Teilen (10, 11) der vom Axialsteller (4) abgelegene Teil als auf dem Steuerkolben (7) geführter Gegenventilkörper (11) gegen einen nachgeordneten Stellkolben (29) des Einspritzinjektors (1) über einen über das Servoventil versorgten Druckraum (28) abgestützt ist.1. Servo control valve for injection injectors of internal combustion engines, in particular of internal combustion engine working with accumulator pressure injection and operated with diesel or heavy oil, which as a pressure-balanced 3/2-way valve for a control piston (7) acted upon by an axial actuator (4) has a housing-mounted, cross-divided valve guide insert (8) The partial plane of which lies between the sealing edges (14, 15) of a radial valve chamber (16) with which control edges (18, 19) of the control piston (7) interact, and of the parts (10, 11) of which are provided by the axial actuator (4) remote part as a counter valve body (11) guided on the control piston (7) is supported against a downstream adjusting piston (29) of the injection injector (1) via a pressure chamber (28) supplied by the servo valve.
2. Servosteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkanten (18, 19) des Steuerkolbens (7) einem Ringbund (17) des Steuerkolbens (7) zugeordnet sind.2. Servo control valve according to claim 1, characterized in that the control edges (18, 19) of the control piston (7) are assigned to an annular collar (17) of the control piston (7).
3. Servosteuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringbund ( 17) mit seinen Steuerkanten (18, 19) in radialer Überdeckung zu den Dichtkanten (14, 15) der Ventilkammer ( 16) liegt, deren zum Gegenventilkörper (11) gegenüberliegende Dichtkante (14) dem die Führung für den Steuerkolben (7) bildenden Ventilkörper (10) als Teil des Ventilführungseinsatzes (8) zugeordnet ist.3. Servo control valve according to claim 2, characterized in that the collar (17) with its control edges (18, 19) lies in radial overlap with the sealing edges (14, 15) of the valve chamber (16), the sealing edge of which is opposite the counter-valve body (11) (14) is assigned to the valve body (10) forming the guide for the control piston (7) as part of the valve guide insert (8).
4. Servosteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Gegenventilkörper (11) und Ventilkörper (10) axial gegeneinander abgestützt sind.4. Servo control valve according to one of the preceding claims, characterized in that counter-valve body (11) and valve body (10) are axially supported against each other.
5. Servosteuerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Gegenventilkörper (11) und Ventilkörper (10) in der Teilebene axial gegeneinander abgestützt sind. 5. Servo control valve according to claim 4, characterized in that counter-valve body (11) and valve body (10) are axially supported against each other in the partial plane.
6. Servosteuerventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass Gegenventilkörper (11) und Ventilkörper (10) spaltbildend gegeneinander abgestützt sind.6. Servo control valve according to claim 4 or 5, characterized in that counter-valve body (11) and valve body (10) are supported against one another in a gap-forming manner.
7. Servosteuerventil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Gegenventilkörper (11) und Ventilkörper (10) über Distanzelemente gegeneinander abgestützt sind.7. Servo control valve according to one of claims 4 to 6, characterized in that counter-valve body (11) and valve body (10) are supported against one another via spacer elements.
8. Servosteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringbund (17) des Steuerkolbens (7) zwischen radial eingezogenen Ringbereichen liegt, die zum Ventilführungseinsatz Ringräume (20, 21) bilden.8. Servo control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the annular collar (17) of the control piston (7) lies between radially drawn-in annular regions which form annular spaces (20, 21) for the valve guide insert.
9. Servosteuerventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ringraum (20) in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerkolbens (7) mit einem auf die .9. Servo control valve according to claim 8, characterized in that an annular space (20) depending on the position of the control piston (7) with one on the.
Ventilkammer (16) ausmündenden Anschluss in Verbindung steht.Valve chamber (16) opening connection is connected.
10. Servosteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Gegenventilkörper (11) eintauchende Ende des Steuerkolbens (7) als Führung für den Gegenventilkörper (11) ausgebildet ist. i10. Servo control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the end of the control piston (7) which is immersed in the counter valve body (11) is designed as a guide for the counter valve body (11). i
11. Servosteuerventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung zur benachbarten Steuerkante (19) des Steuerkolbens (7) eine Begrenzung des Ringraumes (21) bildet.11. Servo control valve according to claim 10, characterized in that the guide to the adjacent control edge (19) of the control piston (7) forms a boundary of the annular space (21).
12. Servosteuerventil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung als Zentrierlippe ausgebildet ist.12. Servo control valve according to claim 10 or 11, characterized in that the guide is designed as a centering lip.
13. Servosteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Gegenventilkörper (11) zugeordnete Ringraum (21) an einen den Steuerkolben (7) durchsetzenden Axialkanal (Axialbohrung 25) angeschlossen ist. 13. Servo control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the annular space (21) assigned to the counter-valve body (11) is connected to an axial channel (axial bore 25) penetrating the control piston (7).
14. Servosteuerventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss an den Axialkanal (Axialbohrung 25) über einen Radialkanal (33) erfolgt.14. Servo control valve according to claim 13, characterized in that the connection to the axial channel (axial bore 25) via a radial channel (33).
15. Servosteuerventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss vom Ringraum (21 ) an den Axialkanal (Axialbohrung 25) über die Stirnseite des Steuerkolbens (7) erfolgt.15. Servo control valve according to claim 13, characterized in that the connection from the annular space (21) to the axial channel (axial bore 25) via the end face of the control piston (7).
16. Servosteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellkolben (29) den Druckraum überbrückend gegen den Gegenventilkörper (11) federnd abgestützt ist.16. Servo control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating piston (29) is resiliently supported bridging the pressure chamber against the counter valve body (11).
17. Servosteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (7) gegen den Gegenventilkörper (11) federnd abgestützt ist.17. Servo control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the control piston (7) is resiliently supported against the counter valve body (11).
18. Servosteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialsteller (4) federnd in Richtung auf den Steuerkolben (7) belastet ist.18. Servo control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the axial actuator (4) is resiliently loaded in the direction of the control piston (7).
19, Servosteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, .dass der Axialsteller (4) als Magnetsteller ausgebildet ist, dessen Anker (5) in Richtung auf den Steuerkolben (7) federbelastet ist.19, servo control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the axial actuator (4) is designed as a magnetic actuator, the armature (5) of which is spring-loaded in the direction of the control piston (7).
20. Servosteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellkraft der Federabstutzung zwischen Stellkolben (29) und Gegenventilkörper (11) größer ist als die auf den Magnetanker (5) wirkende Federkraft.20. Servo control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating force of the spring support between the actuating piston (29) and counter-valve body (11) is greater than the spring force acting on the armature (5).
21. Servosteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft der den Magnetanker (5) gegen den21. Servo control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the spring force of the armature (5) against the
Steuerkolben (7) belasteten Feder (6) höher ist als die der zwischen Gegenventilkörper (11) und Steuerkolben (7) angeordneten, den Steuerkolben (7) in Gegenrichtung abstützenden Federanordnung (Feder 24). Control piston (7) loaded spring (6) is higher than that of the spring arrangement (spring 24) arranged between the counter valve body (11) and control piston (7) and supporting the control piston (7) in the opposite direction.
22. Servosteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (6; 24; 27) koaxial angeordnet sind.22. Servo control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the springs (6; 24; 27) are arranged coaxially.
23. Servosteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (6; 24; 27) als Druckfedern ausgebildet sind. 23. Servo control valve according to one of the preceding claims, characterized in that the springs (6; 24; 27) are designed as compression springs.
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