WO2004040125A1 - Valve for control of a fluid - Google Patents

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WO2004040125A1
WO2004040125A1 PCT/DE2003/003275 DE0303275W WO2004040125A1 WO 2004040125 A1 WO2004040125 A1 WO 2004040125A1 DE 0303275 W DE0303275 W DE 0303275W WO 2004040125 A1 WO2004040125 A1 WO 2004040125A1
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nozzles
valve closing
valve according
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Udo Hafner
Waldemar Hans
Frank Brenner
Frank Miller
Guenther Bantleon
Thanh-Hung Nguyen-Schaefer
Christof Vogel
Norbert Krapp
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M61/1846—Dimensional characteristics of discharge orifices

Definitions

  • the invention is based on a valve for controlling a fluid according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1.
  • Such a valve is known from practice and can be used, for example, as an injection valve in an internal combustion engine of a motor vehicle or as a gas control valve in a fuel cell.
  • the known valve comprises a valve housing, in which a valve closing member is axially displaceably guided, which is operatively connected to an electromagnetic actuation unit.
  • the valve closing member serves to control a fluid flow from an inflow side to an outflow side and for this purpose interacts with a valve seat.
  • the zu- the flow side of the valve is connected to a pressure region surrounding the valve closing member.
  • the valve closing member has on its end face a spherical closing body made of a solid material, which cooperates with a conical seat made of a turned part.
  • the conical seat is followed by a valve plate, which represents a so-called spray orifice plate, via which the fuel or the gasoline is sprayed into a combustion chamber of the internal combustion engine.
  • a valve plate which represents a so-called spray orifice plate, via which the fuel or the gasoline is sprayed into a combustion chamber of the internal combustion engine.
  • There is a dead volume between the valve seat and the spray orifice plate which can sometimes counteract good atomization of the fuel.
  • the dead volume between the sealing seat and the spray orifice plate also leads to poor valve dynamics and undesired evaporation of the fuel in an intake manifold in which the valve is generally arranged.
  • large forces are required to open the valve closing member because there is a large difference between the pressure prevailing in the pressure region surrounding the valve closing member and the pressure acting on the end face of
  • a sealing collar is usually formed on the end face of the valve closing member, which, when the valve closing member is closed, rests on a sealing plate and has a cylindrical bore surrounding the sealing plate.
  • the bore leads to a dead volume space of the sealing plate, which is followed by a nozzle which leads to the outflow side.
  • valve lift is limited due to the high dynamics of the valve, with the result that the sealing seat can be changed essentially with regard to its diameter.
  • an enlargement of the sealing seat leads to an increase in the opening force or magnetic force to be applied, which in turn results in increased power consumption.
  • the diameter of the sealing seat can not be chosen arbitrarily large due to a frequently limited installation space. For these reasons, the volume flows or the mass flows of the flowing gas are often not sufficiently large for the requirements prevailing in gas engines and fuel cell drives.
  • valve according to the invention with the features according to the preamble of claim 1, in which nozzles are formed on the valve plate, which lead to the outflow side and which can be closed by means of the valve closing member, has the advantage when configured as a liquid valve, in particular as a fuel injection valve, that there is no dead volume between the valve plate formed, for example, from an injection orifice plate and the sealing seat, which leads to better atomization of the controlled liquid compared to a valve with a spherical closing body. Without dead volume, there is an even drop spectrum throughout the entire injection process.
  • the so-called dynamic flow range can also be kept linear when opening and closing the valve closing member, which also proves to be advantageous with regard to the performance of the valve.
  • the effective stroke of the valve closing element is identical to the actual stroke of the valve closing element due to the design of the valve seat as a flat seat. There is also no so-called squeeze film flow at the valve seat designed as a flat seat. Furthermore, due to the lack of a spherical closing body made of a solid material, a lower weight of the valve closing member can be achieved, so that lower forces have to be applied to open the valve. This increases the dynamics of the valve.
  • the formation of the valve plate with several small diameter nozzles has the advantage of fine atomization of the controlled liquid.
  • the term fluid is to be understood in its broadest meaning in the present case.
  • the fluid can therefore represent both a liquid and a gas.
  • valve according to the invention When the valve according to the invention is designed as a gas valve, there is no need for a nozzle downstream of the valve plate and thus also for a dead volume space arranged downstream of the valve plate.
  • the lack of a dead volume downstream of the sealing plate leads to increased valve dynamics compared to the known gas valve described above.
  • the formation of the nozzles on the sealing plate also has the advantage over a sealing plate with a downstream nozzle that a lower force is required to actuate the valve closing member.
  • the valve according to the invention can be used in particular as a fuel injection valve in an internal combustion engine of a motor vehicle or also for mass flow control of gases such as hydrogen and natural gas, for example in a fuel cell or a gas engine.
  • the nozzles which are preferably arranged along a circular line, are each provided with a rounded inflow edge in order to improve the flow behavior of the gas in the nozzle.
  • the nozzles each have a sharp inflow edge and widen continuously in the outflow direction, the wall of the nozzles preferably having a curved longitudinal section. With such a shape in particular, a high shear rate can be achieved with the liquid to be controlled, which leads to a fine atomization of the liquid in the nozzles.
  • the nozzles each taper in a funnel shape in the direction of flow, the wall of the nozzles also having an arched longitudinal section in this case.
  • the nozzles can be designed with a smaller diameter than when controlling a gas.
  • the diameter of the nozzles is 90 ⁇ m, for example.
  • the diameter is, for example, in the range of approximately 500 ⁇ m.
  • the mass flow in the valve is determined by the nozzle surfaces.
  • the valve according to the invention can be used as an injection valve for different internal combustion engines with different fuel requirements by simply adapting the number of nozzles by installing a valve plate with a corresponding number of nozzles. In the case of a new application, it is therefore only necessary to modify the valve plate designed as an orifice plate (SLS) accordingly.
  • SLS orifice plate
  • the nozzles can open into an annular channel which is arranged on the side of the valve plate facing away from the valve closing element.
  • the width of the ring channel is preferably chosen so that it is approximately two to three times the nozzle diameter.
  • a rounding of the nozzle inflow edge with a radius of curvature of, for example, 0.050 mm can be provided.
  • a preferred embodiment of the valve according to the invention works on the so-called pressure compensation principle. This can be achieved in that the inflow side is connected downstream to an inner and an outer pressure area, which pressure areas are arranged upstream of the valve seat.
  • the inner pressure region comprises an axial pressure channel of the valve closing member, which exits on the free end face of the valve closing member.
  • the outer pressure area surrounds the valve closing member.
  • the valve closing member which has an annular surface on the end face, which can have a sealing surface interacting with the nozzles, can be actuated with little effort, since when it is opened, essentially the same pressure prevails in the inner and outer pressure region and the fluid is out flows in both pressure areas in the direction of the nozzles.
  • Such a valve also permits high mass flows, since the fluid flows into the nozzles both from the inner pressure area and from the outer pressure area.
  • the inner pressure area and the outer pressure area can be connected via at least one outflow channel formed in the valve closing member.
  • the outflow channel can be designed as an essentially radially oriented bore of the valve closing member, but it can also be inclined with a certain angle of attack in the flow direction with respect to the longitudinal axis of the valve closing member and lead from an axial bore serving as a supply channel to the outside of the valve closing member.
  • the feed channel then also opens into an axial bore, possibly of reduced diameter, which represents the inner pressure area or is part of it.
  • the stroke of the valve closing member is preferably in the range between 60 ⁇ m and 90 ⁇ m, with a pressure of, for example, 3 bar to 4 bar in the inner and outer pressure range. able to see. If very small drops are to be generated, ie if the so-called Sauter Mean Diameter (SMD) is very small, the pressure can also be between 10 and 20 bar. The required opening force is much smaller than with previously known valves, since there is a small pressure area.
  • SMD Sauter Mean Diameter
  • the stroke of the valve closing member is preferably approximately 300 ⁇ m, the gas pressure prevailing in the inner pressure region and the outer pressure region being approximately 8 bar.
  • valve plate or spray hole plate of the valve according to the invention can be made of different materials, such as steel, PEEK with carbon fibers, a hard plastic or a ceramic, for example by an etching, an eroding or a laser method.
  • the valve according to the invention can comprise at least one sealing element in order to increase the tightness in the region of the valve seat.
  • This is expediently arranged on the sealing surface on the end face of the valve closing member and can have one or more sealing lips.
  • the sealing element can consist of different materials.
  • the sealing element for controlling a liquid is formed either from a metal, for example from hardened steel, or also from an elastomer, which can be made of fluorocarbon rubber or Viton.
  • the sealing element can have an annular shape and can be embedded in a corresponding annular groove on the end face of the valve closing element. It can be provided with two sealing lips, one of which is arranged on the inner edge of the sealing ring and thus assigned to the inner pressure area and the other is arranged on the outer edge of the sealing ring and thus is assigned to the outer pressure area.
  • the valve according to the invention can have a base serving as a stop for the valve closing member.
  • This is for example formed on the valve plate.
  • the stop represents an impact absorber and limits the deformation of the elastomeric sealing element, for example, and thus its wear, and clearly defines the air gap on a magnet armature that serves to actuate the valve closing element.
  • the valve closing member itself has a protective ring or Baffle catcher forms to protect the sealing ring.
  • aprons can also be formed on the valve plate for supporting the sealing element. These aprons form the edges of the nozzles, for example.
  • FIG. 1 shows a simplified longitudinal section through a fuel injection valve according to the invention
  • Figure 2 is an enlarged view of area II in Figure 1;
  • FIG. 3 shows a detail of a second embodiment of a fuel injection valve according to the invention
  • Figure 4 shows a simplified longitudinal section through a nozzle of a fuel injection valve
  • Figure 5 shows an alternative embodiment of a nozzle in a simplified longitudinal section
  • Figure 6 shows a schematic section through a gas valve according to the invention with a nozzle plate in a fragmentary, perspective view
  • Figure 7 is a plan view of the nozzle plate of the gas valve according to Figure '6;
  • FIG. 8 shows a sectional view of an alternative embodiment of a gas valve with a nozzle plate
  • FIG. 9 shows a simplified longitudinal section through a sealing area of the gas valve according to FIG. 8 in an enlarged illustration
  • Figure 10 is a view corresponding to Figure 9, but with a changed sealing area.
  • FIG. 1 and 2 show a fuel injection valve 10 for use in an internal combustion engine of a motor vehicle, not shown here, which is used to control a fuel flow from an inflow side 11 to an outflow side 12, the fuel emerging in atomized form on the outflow side 12, as indicated by the dotted areas X in the drawing.
  • the injection valve 10 comprises a multi-part housing 13, in which a magnet coil 15 is arranged, which engages around a deep-drawn guide sleeve 17.
  • a substantially tubular plug 19 is fixed in the guide sleeve 17 and is used to receive a spiral spring 21 acting as a preload spring, on the inflow side 11 of which spring is removed.
  • a magnet armature 14 facing side, a magnet armature 14 abuts, which is guided axially displaceably in the guide sleeve 17.
  • the magnet armature 14 is tubular and forms a valve closing member which cooperates at the end with a valve seat 26 which represents a flat seat.
  • the magnet armature 14 or the valve closing member 14 comprises a first axial bore 16 serving as a supply channel, which is connected to the inflow side 11 of the injection valve 10 and forms an interior of the valve closing member 14.
  • From the first axial bore 16 branch off four radial bores distributed over the circumference of the valve closing member 14, of which three bores 18A, 18B and 18C are shown in the drawing and which lead to a so-called outer pressure region 20 which borders on the outside of the valve closing member 14 and is limited by the guide sleeve 17.
  • the first axial bore 16 opens into a second axial bore 22, the diameter of which is smaller than the diameter of the first axial bore 16 and which emerges on the free end face 24 of the valve closing member 14.
  • the second axial bore 22 of smaller diameter which represents an axial outflow bore, forms a so-called inner pressure region or is part of the same.
  • valve closing member 14 When the valve closing member 14 opens, fuel flows from the first axial bore 16 via the four radial outflow bores into the outer pressure region 20 and via the axial outflow bore 22 to the free end face 24 of the valve closing member 14.
  • the inner pressure region 22 and the outer pressure region 20 are arranged upstream of the valve seat 26, which is designed as a flat seat and cooperates with the free end face 24 of the valve closing member 14 and is formed on a nozzle plate 28 which serves as a spray orifice plate and which is in the guide sleeve 17, for example via a welded connection is fixed.
  • the valve plate 28 is made of steel and is flat on the side of the valve closing member 14.
  • nozzle plate 28 for example ten nozzles or metering bores 30 are formed along a circular line, for example ten slightly set with respect to the longitudinal axis of the injection valve 10, which lead to a frustoconical recess 31 in the valve plate 28.
  • the nozzles 30 each have a diameter of approximately 90 ⁇ m.
  • a sealing ring 36 is arranged in a corresponding recess in the valve closing member 14.
  • the sealing ring 36 is made of fluorocarbon rubber and has a diameter which corresponds to the diameter of the circular line, along which the nozzles 30 are arranged such that the sealing ring 36 closes the nozzles 30 when the valve closing member 14 is closed, only the area of the Nozzles 30 is acted upon by external pressure. This area determines the hydraulic closing force of the valve.
  • the valve closing member 14, which has a stroke of approximately 60 ⁇ m to 90 ⁇ m, is guided in the guide sleeve 17 over the entire length of its lateral surface 33.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of a fuel injection valve 50, which largely corresponds to the injection valve according to FIG. 1, but differs from it in that the magnet armature 14 has two tubular or ring-shaped guide collars 55 and 56, via which the magnet armature 14 is guided in the guide sleeve 17.
  • the first guide collar 55 is arranged in a region of the lateral surface 33 of the valve closing member 14 that is remote from the valve plate 28.
  • the second guide collar 56 is formed by an annular collar which has an end face which is flush with the end face 24 of the valve closing member 14.
  • Axial bores 57 are formed in the annular collar 56, which ensure a fuel flow between the outer pressure region 20 and the nozzles 30 in the valve plate 28. Otherwise, the structure of valve 50 corresponds to that of the valve according to FIG. 1.
  • FIG. 4 shows an embodiment of a nozzle 30 which passes through a valve plate or an injection orifice plate 28 of a fuel injection valve of the type shown in FIGS. 1 to 3.
  • the nozzle 30 has a sharp inflow edge 58 and widens in the direction of flow, the nozzle 30 having a wall 59, the longitudinal section of which is curved. With such a nozzle, a high shear rate of the fuel can be achieved, so that there is good atomization.
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of a nozzle 30 of an orifice plate 28 for installation in a fuel injection valve, which has a rounded inflow edge 61 and which tapers in a funnel shape in the direction of flow, the nozzle 30 having a wall 62 which has a curved longitudinal section. Furthermore, the nozzle 30 has a sharp outflow edge 63.
  • FIG. 6 shows a gas valve 60 for use in a fuel cell or in a gas engine, which is used to regulate a hydrogen flow or a CNG (compressed natural gas) flow and is structurally similar to the valves according to FIGS. 1 to 3. For reasons of clarity, the previous reference numerals are therefore used for functionally identical components.
  • the gas valve 60 comprises a housing 13, in which a valve closing member 14 is axially displaceably guided in a long guide formed by the housing 13, which is operatively connected to an electromagnetic actuating unit (not shown here) and is coated with a sliding varnish.
  • the valve closing member 14 comprises a first axial bore 16 serving as a supply channel, which is connected to an inflow side of the gas valve 60, not shown here. From the first axial bore 16 branch off four radial bores distributed over the circumference of the valve closing member 14, each of which forms a radial outflow bore and of which three bores 18A, 18B, 18C are shown in FIG. 1, which lead to one on the outside of the valve closing link 14 border, so-called outer pressure region 20. In the axial direction, the first axial bore 16 opens into a second axial bore 22, the diameter of which is smaller than the diameter of the first axial bore 16 and which emerges on the free end face 24 of the valve closing member 14. The second axial bore 22 of smaller diameter, which represents an axial outflow bore, forms a so-called inner pressure region or is part of the same.
  • gas flows from the first axial bore 16 via the radial outflow bores 18A, 18B, 18C into the outer pressure region 20 which represents a gas space and via the axial outflow bore 22 to the free end face 24 of the valve closing member 14.
  • Both the inner pressure region 22 and the outer pressure region 20 are arranged upstream of a valve seat 26 which cooperates with the free end face 24 of the valve closing member 14 and is formed on a nozzle plate 28 which serves as a sealing plate or sealing seat disk and which cooperates with the valve closing member 14.
  • the nozzle plate 28 of the valve 10 intended for gas applications has an effective thickness that is greater than the effective thickness of a nozzle plate intended for liquid applications.
  • fourteen axially aligned nozzles 30 serving as throughflow openings are formed in the nozzle plate 28 along a circular line in the present exemplary embodiment, which nozzles 30 are closed via an annular groove 32 lead an outflow side 12 of the gas valve 60 and are provided with a rounded inflow edge.
  • the nozzles 30 are each designed so that the ratio of their length to their diameter is approximately 0.7. Such a design results in an optimal flow behavior of the gas flowing through the nozzles 30. Alternatively, a different number of nozzles can also be provided.
  • the end face 24 of the valve closing member 14 is designed as an annular surface on which an annular seal 36 made of an elastomeric material is embedded.
  • the ring seal 36 closes the nozzles 32 in the closed position of the valve closing member 14, so that a gas flow from the pressure areas 20 and 22 to the outflow side 12 is blocked.
  • FIG. 8 shows a gas valve 80 which essentially corresponds to that according to FIG. 1.
  • the gas valve 80 differs from the gas valve according to FIG. 6, however, in the design of the valve closing member 14, namely in that it is not provided with radially aligned outflow bores, but in addition to the axial outflow bore 22 has outflow bores 42 aligned at an angle with respect to the longitudinal axis of the valve closing member 14 which lead to the outer pressure region 20, which causes an optimized flow behavior of the gas in question.
  • the sealing area of the gas valve 80 is shown in detail in FIG. 9. It is characterized in that the nozzle plate 28 has an optionally annular base 44 has, which serves as a stop for the valve closing member 14 and is arranged in the edge region of the latter.
  • the nozzle plate 28 has, on the nozzles 30, aprons 46, each serving as a sealing lip, which, when the valve closing member 14 is closed, engage in the annular elastomer seal 36, which is embedded in an annular groove of the valve closing member 14.
  • aprons 46 serving as a sealing lip, which, when the valve closing member 14 is closed, engage in the annular elastomer seal 36, which is embedded in an annular groove of the valve closing member 14.
  • the edges of the elastomer seal 36 are chamfered and the inflow edges of the nozzles 30 are rounded off with a radius of curvature of approximately 0.05 mm.
  • the flow of the gas in question in the gas valve 80 can also be seen in FIG. 9.
  • the gas flows from the inflow side according to an arrow A through the first axial bore 16 of the valve closing member 14 and from there through the outflow channels 42 according to an arrow B into the outer pressure region 20 and on the other hand according to an arrow C through the second axial bore 22 Is part of the inner pressure area.
  • gas flows from the outer pressure region 20 according to an arrow D and from the inner pressure region according to an arrow E to the nozzles 30 and via these to the downstream side of the gas valve 80 according to an arrow F.
  • These flow paths essentially correspond to the flow paths of the fuel in the fuel injection valves shown in FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 10 shows an alternative embodiment of a sealing area in a gas valve of the type shown in FIG. 8.
  • the sealing area according to FIG. differs from that according to FIG. 9 in that it has a sealing ring 52 which is provided with two sealing lips 54A and 54B which are arranged on the inner and outer edges of the sealing ring 52.
  • the sealing lips 54A and 54B act on the sealing plate 28, which is designed here without a stop base and without aprons.

Abstract

A valve for control of a fluid is disclosed, in particular with electromagnetic operation, comprising a valve closing member (14), which controls a fluid flow from an inlet side to an outlet side and which cooperates with a valve seat (26), embodied as a flat seat on a valve plate (28). According to the invention, nozzles (30) are embodied on the valve plate (28) which lead to the outlet side and which may be sealed by means of the valve closing member (14).

Description

Ventil zum Steuern eines FluidsValve for controlling a fluid
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht von einem Ventil zum Steuern eines Fluids gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art aus .The invention is based on a valve for controlling a fluid according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1.
Ein derartiges Ventil ist aus der Praxis bekannt und beispielsweise als- Einspritzventil bei einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges oder auch als Gassteuerventil bei einer Brennstoffzelle einsetzbar.Such a valve is known from practice and can be used, for example, as an injection valve in an internal combustion engine of a motor vehicle or as a gas control valve in a fuel cell.
Das bekannte Ventil umfaßt ein Ventilgehäuse, in dem ein Ventilschließglied axial verschieblich geführt ist, das mit einer elektromagnetischen Betätigungseinheit in Wirkverbindung steht. Das Ventilschließglied dient zur Steuerung eines Fluidstroms von einer Zuströmseite zu einer Abströmseite und wirkt hierzu mit einem Ventilsitz zusammen. Die Zu- strömseite des Ventils ist mit einem das Ventilschließglied umgebenden Druckbereich verbunden. Beim Öffnen des Ventilschließglieds erfolgt ein Fluidstrom von diesem Druckbereich durch eine Öffnung einer Ventilplatte in Richtung der Abströmseite des Ventils.The known valve comprises a valve housing, in which a valve closing member is axially displaceably guided, which is operatively connected to an electromagnetic actuation unit. The valve closing member serves to control a fluid flow from an inflow side to an outflow side and for this purpose interacts with a valve seat. The zu- the flow side of the valve is connected to a pressure region surrounding the valve closing member. When the valve closing member is opened, a fluid flow from this pressure area takes place through an opening of a valve plate in the direction of the outflow side of the valve.
Bei einem als Kraftstoffeinspritzventil einer Brennkraftmaschine ausgebildeten Ventil hat das Ventilschließglied an seiner Stirnseite einen kugelförmigen, aus einem Vollmaterial hergestellten Schließkörper, der mit einem aus einem Drehteil hergestellten Kegelsitz zusammenwirkt. Dem Kegelsitz ist eine Ventilplatte nachgeordnet, die eine sogenannte Spritzlochscheibe darstellt, über die der Kraftstoff bzw. das Benzin in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingesprüht wird. Zwischen dem Ventilsitz und der Spritzlochscheibe liegt hierbei ein Totvolumen vor, das bisweilen einer guten Zerstäubung des Kraftstoffes entgegenwirken kann. Das Totvolumen zwischen dem Dichtsitz und der Spritzlochscheibe führt des weiteren zu einer schlechten Ventil- dynamik und einer ungewünschten Verdampfung des Kraftstoffes in einem Saugrohr, in dem das Ventil in der Regel angeordnet ist. Ferner sind zum Öffnen des Ventilschließglieds große Kräfte erforderlich, da eine große Differenz zwischen dem Druck, der in dem das Ventilschließglied umgebenden Druckbereich herrscht, und dem an der Stirnseite des Ventilschließglieds angreifenden Druck vorliegt.In the case of a valve designed as a fuel injection valve of an internal combustion engine, the valve closing member has on its end face a spherical closing body made of a solid material, which cooperates with a conical seat made of a turned part. The conical seat is followed by a valve plate, which represents a so-called spray orifice plate, via which the fuel or the gasoline is sprayed into a combustion chamber of the internal combustion engine. There is a dead volume between the valve seat and the spray orifice plate, which can sometimes counteract good atomization of the fuel. The dead volume between the sealing seat and the spray orifice plate also leads to poor valve dynamics and undesired evaporation of the fuel in an intake manifold in which the valve is generally arranged. Furthermore, large forces are required to open the valve closing member because there is a large difference between the pressure prevailing in the pressure region surrounding the valve closing member and the pressure acting on the end face of the valve closing member.
Bei einem als Gasventil ausgebildeten Ventil ist an der Stirnseite des Ventilschließglieds üblicherweise ein Dichtbund ausgebildet, der bei geschlossenem Ventilschließglied auf eine Dichtplatte aufsetzt und eine zylindrische Bohrung der Dichtplatte umgibt. Die Bohrung führt zu einem Totvolumenraum der Dichtplatte, dem eine Düse nachgeordnet ist, die zu der Abströmseite führt. Wie auch bei dem Benzineinspritzventil herrscht bei geschlossenem Ventilschließglied zwischen dem das Ventilschließglied umgebenden Druckbereich und dem an die Stirnseite des Ventilschließglieds grenzenden Ventilraum eine große Druckdifferenz, so daß die zum Öffnen des Ventilschließglieds erforderliche Magnetkraft groß ausgelegt sein muß.In the case of a valve designed as a gas valve, a sealing collar is usually formed on the end face of the valve closing member, which, when the valve closing member is closed, rests on a sealing plate and has a cylindrical bore surrounding the sealing plate. The bore leads to a dead volume space of the sealing plate, which is followed by a nozzle which leads to the outflow side. As with the gasoline injection valve, when the valve closing member is closed, there is a large pressure difference between the pressure region surrounding the valve closing member and the valve space bordering the end face of the valve closing member, so that the magnetic force required to open the valve closing member must be large.
Ferner haben Gase, wie Wasserstoff oder Methan, im Vergleich zu flüssigen Kraftstoffen eine geringere Dichte. Daher ist bei Gasen häufig ein wesentlich größerer Volumenstrom erforderlich, so daß insbesondere bei einem Gasventil eine große Durchstromflache am Ventildichtsitz wünschenswert ist. Hierbei ist zu beachten, daß der Ventilhub wegen der hohen Dynamik des Ventils begrenzt ist, was zur Folge hat, daß der Dichtsitz im wesentlichen hinsichtlich seines Durchmessers veränderbar ist. Eine Vergrößerung des Dichtsitzes führt aber zu einer Erhöhung der aufzubringenden Öffnungskraft bzw. Magnetkraft, was wiederum einen erhöhten Stromverbrauch zur Folge hat. Ferner kann der Durchmesser des Dichtsitzes aufgrund eines häufig beschränkten Bauraums nicht beliebig groß gewählt werden. Die Volumenströme bzw. die Massenströme des strömenden Gases sind aus diesen Gründen häufig nicht hinreichend groß für die bei Gasmotoren und Brennstoffzellenantrieben herrschenden Anforderungen.In addition, gases such as hydrogen or methane have a lower density than liquid fuels. Therefore, a much larger volume flow is often required for gases, so that a large flow area at the valve sealing seat is desirable, particularly in the case of a gas valve. It should be noted here that the valve lift is limited due to the high dynamics of the valve, with the result that the sealing seat can be changed essentially with regard to its diameter. However, an enlargement of the sealing seat leads to an increase in the opening force or magnetic force to be applied, which in turn results in increased power consumption. Furthermore, the diameter of the sealing seat can not be chosen arbitrarily large due to a frequently limited installation space. For these reasons, the volume flows or the mass flows of the flowing gas are often not sufficiently large for the requirements prevailing in gas engines and fuel cell drives.
Vorteile der Erfindung Das Ventil gemäß der Erfindung mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, bei dem an der Ventilplatte Düsen ausgebildet sind, die zu der Abströmseite führen und die mittels des Ventilschließglieds verschließbar sind, hat bei Auslegung als Flüssigkeitsventil, insbesondere als Kraftstoffeinspritzventil, den Vorteil, daß zwischen der beispielsweise aus einer Spritzlochscheibe gebildeten Ventilplatte und dem Dichtsitz kein Totvolumen vorliegt, was gegenüber einem Ventil mit einem kugelförmigen Schließkörper zu einer besseren Zerstäubung der gesteuerten Flüssigkeit führt. Ohne Totvolumen liegt ein gleichmäßiges Tropfenspektrum während des gesamten Einspritzverlaufs vor.Advantages of the invention The valve according to the invention with the features according to the preamble of claim 1, in which nozzles are formed on the valve plate, which lead to the outflow side and which can be closed by means of the valve closing member, has the advantage when configured as a liquid valve, in particular as a fuel injection valve, that there is no dead volume between the valve plate formed, for example, from an injection orifice plate and the sealing seat, which leads to better atomization of the controlled liquid compared to a valve with a spherical closing body. Without dead volume, there is an even drop spectrum throughout the entire injection process.
Auch kann der sogenannte Dynamic Flow Range beim Öffnen und beim Schließen des Ventilschließglieds linear gehalten werden, was sich hinsichtlich der Leistung des Ventils ebenfalls als vorteilhaft erweist.The so-called dynamic flow range can also be kept linear when opening and closing the valve closing member, which also proves to be advantageous with regard to the performance of the valve.
Ferner ist der effektive Hub des Ventilschließglieds durch die Ausbildung des Ventilsitzes als Flachsitz identisch mit dem tatsächlichen Hub des Ventilschließglieds. Auch tritt keine sogenannte Quetschfilmströmung an dem als Flachsitz ausgebildeten Ventilsitz auf. Des weiteren kann durch das Fehlen eines aus einem Vollmaterial hergestellten, kugelförmigen Schließkörpers ein geringeres Gewicht des Ventilschließglieds erreicht werden, so daß geringere Kräfte zum Öffnen des Ventils aufgebracht werden müssen. Damit erhöht sich die Dynamik des Ventils. Die Ausbildung der Ventilplatte mit mehreren Düsen geringen Durchmessers hat den Vorteil einer feinen Zerstäubung der gesteuerten Flüssigkeit.Furthermore, the effective stroke of the valve closing element is identical to the actual stroke of the valve closing element due to the design of the valve seat as a flat seat. There is also no so-called squeeze film flow at the valve seat designed as a flat seat. Furthermore, due to the lack of a spherical closing body made of a solid material, a lower weight of the valve closing member can be achieved, so that lower forces have to be applied to open the valve. This increases the dynamics of the valve. The formation of the valve plate with several small diameter nozzles has the advantage of fine atomization of the controlled liquid.
Der Begriff Fluid ist im vorliegenden Fall in seiner weitesten Bedeutung zu verstehen. Das Fluid kann mithin sowohl eine Flüssigkeit als auch ein Gas darstellen.The term fluid is to be understood in its broadest meaning in the present case. The fluid can therefore represent both a liquid and a gas.
Bei einer Ausbildung des Ventils nach der Erfindung als Gasventil kann auf eine der Ventilplatte nachgeschaltete Düse und damit auch auf einen stromab der Ventilplatte angeordneten Totvolumenraum verzichtet werden. Das Fehlen eines Totvolumens stromab der Dichtplatte führt gegenüber dem oben beschriebenen, bekannten Gasventil zu einer erhöhten Ventildynamik. Die Ausbildung der Düsen an der Dichtplatte hat des weiteren gegenüber einer Dichtplatte mit einer nachgeschalteten Düse den Vorteil, daß eine geringere Kraft zur Betätigung des Ventilschließglieds erforderlich ist.When the valve according to the invention is designed as a gas valve, there is no need for a nozzle downstream of the valve plate and thus also for a dead volume space arranged downstream of the valve plate. The lack of a dead volume downstream of the sealing plate leads to increased valve dynamics compared to the known gas valve described above. The formation of the nozzles on the sealing plate also has the advantage over a sealing plate with a downstream nozzle that a lower force is required to actuate the valve closing member.
Das Ventil nach der Erfindung ist insbesondere als Kraftstoff-Einspritzventil bei einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges oder auch zur Massenstromregelung von Gasen wie Wasserstoff und Erdgas beispielsweise bei einer Brennstoffzelle oder auch einem Gasmotor einsetzbar.The valve according to the invention can be used in particular as a fuel injection valve in an internal combustion engine of a motor vehicle or also for mass flow control of gases such as hydrogen and natural gas, for example in a fuel cell or a gas engine.
Die Düsen, die bevorzugt entlang einer Kreislinie angeordnet sind, sind bei einer vorteilhaften, als Gasventil ausgelegten Ausführungsform des Ventils zur Verbesserung des Strömungsverhaltens des Gases in der Düse jeweils mit einer abgerundeten Einströmkante versehen. Bei einem als Kraftstoffeinspritzventil ausgelegten Ventil ist es vorteilhaft, wenn die Düsen jeweils eine scharfe Einströmkante haben und sich in Abströmrichtung kontinuierlich aufweiten, wobei die Wandung der Düsen vorzugsweise einen gewölbten Längsschnitt hat. Insbesondere mit einer derartigen Formgebung läßt sich eine große Schergeschwindigkeit bei der zu steuernden Flüssigkeit erreichen, was zu einer feinen Zerstäubung der Flüssigkeit in den Düsen führt.In an advantageous embodiment of the valve designed as a gas valve, the nozzles, which are preferably arranged along a circular line, are each provided with a rounded inflow edge in order to improve the flow behavior of the gas in the nozzle. In the case of a valve designed as a fuel injection valve, it is advantageous if the nozzles each have a sharp inflow edge and widen continuously in the outflow direction, the wall of the nozzles preferably having a curved longitudinal section. With such a shape in particular, a high shear rate can be achieved with the liquid to be controlled, which leads to a fine atomization of the liquid in the nozzles.
Alternativ ist es bei einem Flüssigkeitsventil auch denkbar, daß sich die Düsen jeweils in Strömungsrichtung trichterförmig verjüngen, wobei die Wandung der Düsen auch in diesem Falle einen gewölbten Längsschnitt haben kann.Alternatively, it is also conceivable in the case of a liquid valve that the nozzles each taper in a funnel shape in the direction of flow, the wall of the nozzles also having an arched longitudinal section in this case.
Bei der Auslegung des Ventils als Kraftstoffeinspritzventil können die Düsen mit einem geringeren Durchmesser ausgelegt sein als bei der Steuerung eines Gases. Bei der Steuerung von Benzin liegt der Durchmesser der Düsen beispielsweise bei 90 μm. Bei der Steuerung eines Gases liegt der Durchmesser beispielsweise im Bereich von etwa 500 μm. Grundsätzlich wird der Massenstrom in dem Ventil durch die Düsenflächen bestimmt. So kann das Ventil nach der Erfindung durch einfaches Anpassen der Düsenanzahl mittels Einbau einer Ventilplatte mit entsprechender Düsenzahl als Einspritzventil für unterschiedliche Brennkraftmaschinen mit einem unterschiedlichen Kraftstoffbedarf eingesetzt werden. Es ist also bei einem neuen Anwendungsfall nur erforderlich, die als Spritzlochscheibe (SLS) ausgelegte Ventilplatte entsprechend zu modifizieren. Um bei einem Gasventil das aufgrund des Druckstoßes bei der Betätigung des Ventilschließglieds entstehende Geräusch zu reduzieren, können hier die Düsen in einen Ringkanal münden, der an der dem Ventilschließglied abgewandten Seite der Ventilplatte angeordnet ist. Die Breite des Ringkanals ist vorzugsweise so gewählt, daß sie etwa das Zwei- bis Dreifache des Düsendurchmessers beträgt.When designing the valve as a fuel injection valve, the nozzles can be designed with a smaller diameter than when controlling a gas. When controlling petrol, the diameter of the nozzles is 90 μm, for example. When controlling a gas, the diameter is, for example, in the range of approximately 500 μm. Basically, the mass flow in the valve is determined by the nozzle surfaces. Thus, the valve according to the invention can be used as an injection valve for different internal combustion engines with different fuel requirements by simply adapting the number of nozzles by installing a valve plate with a corresponding number of nozzles. In the case of a new application, it is therefore only necessary to modify the valve plate designed as an orifice plate (SLS) accordingly. In order to reduce the noise that occurs in a gas valve due to the pressure surge when the valve closing element is actuated, the nozzles can open into an annular channel which is arranged on the side of the valve plate facing away from the valve closing element. The width of the ring channel is preferably chosen so that it is approximately two to three times the nozzle diameter.
Ein besonders guter Wirkungsgrad hinsichtlich des Strömungsverhaltens des Gases in den Düsen kann erreicht werden, wenn die Höhe des Ringkanals so ausgelegt ist, daß jeweils das Verhältnis der Länge der Düse zu ihrem Durchmes- • ser etwa 0,7 bis 1 beträgt.An especially good efficiency with respect to the flow behavior of the gas in the nozzle can be achieved when the height of the annular channel is designed so that in each case the ratio of the length of the nozzle is to their Durchmes- • ser about 0.7 to first
Um die Strömungsablösung an der Düseneinströmkante zu reduzieren, kann insbesondere bei einem als Gasventil ausgelegten Ventil nach der Erfindung eine Abrundung der Düseneinströmkante mit einem Krümmungsradius von beispielsweise 0,050 mm vorgesehen sein.In order to reduce the flow separation at the nozzle inflow edge, in particular in the case of a valve designed as a gas valve according to the invention, a rounding of the nozzle inflow edge with a radius of curvature of, for example, 0.050 mm can be provided.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Ventils nach der Erfindung arbeitet nach dem sogenannten Druckausgleichsprinzip. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Zuströmseite stromab mit einem inneren und einem äußeren Druckbereich verbunden ist, welche Druckbereiche stromauf des Ventilsitzes angeordnet sind. Der innere Druckbereich umfaßt einen axialen Druckkanal des Ventilschließglieds, der an der freien Stirnseite des Ventilschließglieds austritt. Der äußere Druckbereich umgibt das Ventilschließglied. Bei einem derartigen Ventil ist das Ventilschließglied, das stirnseitig eine als Ringfläche ausgebildete, die mit den Düsen zusammenwirkende Dichtfläche aufweisen kann, mit geringem Kraftaufwand betätigbar, da bei dessen Öffnen in dem inneren und dem äußeren Druckbereich im wesentlichen der gleiche Druck herrscht und das Fluid aus beiden Druckbereichen in Richtung der Düsen strömt. Dies hat den Vorteil, daß eine insbesondere elektromagnetische Betätigungseinheit mit geringer Leistung auslegbar ist. Auch läßt ein derartiges Ventil hohe Massenströme zu, da das Fluid sowohl von dem inneren Duckbereich als auch von dem äußeren Druckbereich aus in die Düsen einströmt.A preferred embodiment of the valve according to the invention works on the so-called pressure compensation principle. This can be achieved in that the inflow side is connected downstream to an inner and an outer pressure area, which pressure areas are arranged upstream of the valve seat. The inner pressure region comprises an axial pressure channel of the valve closing member, which exits on the free end face of the valve closing member. The outer pressure area surrounds the valve closing member. In such a valve, the valve closing member, which has an annular surface on the end face, which can have a sealing surface interacting with the nozzles, can be actuated with little effort, since when it is opened, essentially the same pressure prevails in the inner and outer pressure region and the fluid is out flows in both pressure areas in the direction of the nozzles. This has the advantage that a particularly electromagnetic actuating unit can be designed with low power. Such a valve also permits high mass flows, since the fluid flows into the nozzles both from the inner pressure area and from the outer pressure area.
Der innere Druckbereich und der äußere Druckbereich können über mindestens einen in dem Ventilschließglied ausgebildeten Abströmkanal verbunden sein. Der Abströmkanal kann als im wesentlichen radial ausgerichtete Bohrung des Ventilschließglieds ausgebildet sein, er kann aber auch mit einem bestimmten Anstellwinkel in Strömungsrichtung gegenüber der Längsachse des Ventilschließglieds geneigt sein und von einer als Zufuhrkanal dienenden, axialen Bohrung an die Außenseite des Ventilschließglieds führen. Der Zufuhrkanal mündet dann auch in eine axiale Bohrung gegebenenfalls verminderten Durchmessers, die den inneren Druckbereich darstellt bzw. ein Teil dessen ist.The inner pressure area and the outer pressure area can be connected via at least one outflow channel formed in the valve closing member. The outflow channel can be designed as an essentially radially oriented bore of the valve closing member, but it can also be inclined with a certain angle of attack in the flow direction with respect to the longitudinal axis of the valve closing member and lead from an axial bore serving as a supply channel to the outside of the valve closing member. The feed channel then also opens into an axial bore, possibly of reduced diameter, which represents the inner pressure area or is part of it.
Bei einem als Flüssigkeitsventil, beispielsweise als Kraftstoffeinspritzventil, ausgelegten Ventil liegt der Hub des Ventilschließglieds vorzugsweise im Bereich zwischen 60 μm und 90 μm, wobei in dem inneren und dem äußeren Druckbereich ein Druck von beispielsweise 3 bar bis 4 bar herr- sehen kann. Wenn sehr kleine Tropfen erzeugt werden sollen, d. h. wenn der sogenannte Sauter Mean Diameter (SMD) sehr klein ist, kann der Druck auch zwischen 10 und 20 bar liegen. Die erforderliche Öffnungskraft ist hierbei wesentlich kleiner als bei bisher bekannten Ventilen, da eine kleine Druckfläche vorliegt.In the case of a valve designed as a liquid valve, for example as a fuel injection valve, the stroke of the valve closing member is preferably in the range between 60 μm and 90 μm, with a pressure of, for example, 3 bar to 4 bar in the inner and outer pressure range. able to see. If very small drops are to be generated, ie if the so-called Sauter Mean Diameter (SMD) is very small, the pressure can also be between 10 and 20 bar. The required opening force is much smaller than with previously known valves, since there is a small pressure area.
Bei einem als Gasventil ausgelegten Ventil beträgt der Hub des Ventilschließglieds vorzugsweise etwa 300 μm, wobei der in dem inneren Druckbereich und dem äußeren Druckbereich herrschende Gasdruck bei etwa 8 bar liegt.In the case of a valve designed as a gas valve, the stroke of the valve closing member is preferably approximately 300 μm, the gas pressure prevailing in the inner pressure region and the outer pressure region being approximately 8 bar.
Die Ventilplatte bzw. Spritzlochplatte des Ventils nach der Erfindung kann aus unterschiedlichen Materialien, wie beispielsweise Stahl, PEEK mit Kohlefasern, einem Hartkunststoff oder einer Keramik, hergestellt sein, und zwar beispielsweise nach einem Ätz-, einem Erodier- oder einem Laserverfahren.The valve plate or spray hole plate of the valve according to the invention can be made of different materials, such as steel, PEEK with carbon fibers, a hard plastic or a ceramic, for example by an etching, an eroding or a laser method.
Das Ventil nach der Erfindung kann zur Dichtigkeitserhöhung im Bereich des Ventilsitzes mindestens ein Dichtelement umfassen. Dieses ist zweckmäßig an der Dichtfläche an der Stirnseite des Ventilschließglieds angeordnet und kann eine oder auch mehrere Dichtlippen aufweisen. Das Dichtelement kann aus unterschiedlichen Materialien bestehen. So ist das Dichtelement beispielsweise zur Steuerung einer Flüssigkeit entweder aus einem Metall, beispielsweise aus gehärtetem Stahl, oder auch aus einem Elastomer gebildet, das aus Fluorkohlenstoff-Kautschuk oder Viton bestehen kann. Bei der Steuerung eines Gases ist es vorteilhaft, das Dichtelement aus einem Elastomer zu bilden. Bei einer Ausbildung des Dichtelements aus einem Elastomer verringern sich des weiteren die auftretenden Prallkräfte, was wiederum zu einer verringerten Geräuschentwicklung führt. Eine Ausbildung des Dichtelements aus einem geeigneten Metall kann insbesondere erforderlich sein, wenn bei einem Elastomer eine zu starke Quellung zu erwarten wäre.The valve according to the invention can comprise at least one sealing element in order to increase the tightness in the region of the valve seat. This is expediently arranged on the sealing surface on the end face of the valve closing member and can have one or more sealing lips. The sealing element can consist of different materials. For example, the sealing element for controlling a liquid is formed either from a metal, for example from hardened steel, or also from an elastomer, which can be made of fluorocarbon rubber or Viton. When controlling a gas, it is advantageous to form the sealing element from an elastomer. If the sealing element is made of an elastomer, the impact forces that occur also decrease, which in turn leads to a reduced noise level. Forming the sealing element from a suitable metal may be necessary in particular if excessive swelling would be expected with an elastomer.
Das Dichtelement kann ringförmig ausgebildet und an dem Ventilschließglied an dessen Stirnseite in einer korrespondierenden Ringnut eingebettet sein. Es kann mit zwei Dichtlippen versehen sein, von denen eine am inneren Rand des Dichtrings angeordnet und damit dem inneren Druckbereich zugeordnet und die andere am äußeren Rand des Dichtrings angeordnet und damit dem äußeren Druckbereich zugeordnet ist .The sealing element can have an annular shape and can be embedded in a corresponding annular groove on the end face of the valve closing element. It can be provided with two sealing lips, one of which is arranged on the inner edge of the sealing ring and thus assigned to the inner pressure area and the other is arranged on the outer edge of the sealing ring and thus is assigned to the outer pressure area.
Denkbar ist es auch, für jede der Düsen eine kreisförmige Elastomerdichtscheibe vorzusehen .It is also conceivable to provide a circular elastomer sealing washer for each of the nozzles.
Des weiteren kann das Ventil nach der Erfindung einen als Anschlag für das Ventilschließglied dienenden Sockel aufweisen. Dieser ist beispielsweise an der Ventilplatte ausgebildet. Der Anschlag stellt einen Prallabfänger dar und begrenzt die Verformung des beispielsweise elastomeren Dichtelements und damit dessen Verschleiß und definiert den Luftspalt an einem zur Betätigung des Ventilschließglieds dienenden Magnetanker eindeutig. Bei einem in einer Nut eingebetteten Dichtring mit Dichtlippen ist es denkbar, daß das Ventilschließglied selbst einen Schutzring bzw. Prallabfänger zur Schonung des Dichtrings bildet.Furthermore, the valve according to the invention can have a base serving as a stop for the valve closing member. This is for example formed on the valve plate. The stop represents an impact absorber and limits the deformation of the elastomeric sealing element, for example, and thus its wear, and clearly defines the air gap on a magnet armature that serves to actuate the valve closing element. In the case of a sealing ring with sealing lips embedded in a groove, it is conceivable that the valve closing member itself has a protective ring or Baffle catcher forms to protect the sealing ring.
Um in der Schließstellung des Ventilschließglieds eine hohe Dichtigkeit zu gewährleisten, können an der Ventilplatte auch Schürzen zur Auflage des Dichtelements ausgebildet sein. Diese Schürzen bilden beispielsweise die Ränder der Düsen.In order to ensure a high level of tightness in the closed position of the valve closing member, aprons can also be formed on the valve plate for supporting the sealing element. These aprons form the edges of the nozzles, for example.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the object according to the invention can be found in the description, the drawing and the patent claims.
Zeichnungdrawing
Fünf Ausführungsbeispiele eines Ventils nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenFive exemplary embodiments of a valve according to the invention are shown schematically simplified in the drawing and are explained in more detail in the following description. Show it
Figur 1 einen vereinfachten Längsschnitt durch ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß der Erfindung;1 shows a simplified longitudinal section through a fuel injection valve according to the invention;
Figur 2 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs II in Figur 1;Figure 2 is an enlarged view of area II in Figure 1;
Figur 3 eine ausschnittsweise Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstoffein- spritzventils;FIG. 3 shows a detail of a second embodiment of a fuel injection valve according to the invention;
Figur 4 einen vereinfachten Längsschnitt durch eine Düse eines Kraftstoffeinspritz entils;Figure 4 shows a simplified longitudinal section through a nozzle of a fuel injection valve;
Figur 5 eine alternative Ausführung einer Düse in einem vereinfachten Längsschnitt; Figur 6 einen schematischen Schnitt durch ein Gasventil gemäß der Erfindung mit einer Düsenplatte in einer ausschnittsweisen, perspektivischen Darstellung;Figure 5 shows an alternative embodiment of a nozzle in a simplified longitudinal section; Figure 6 shows a schematic section through a gas valve according to the invention with a nozzle plate in a fragmentary, perspective view;
Figur 7 eine Aufsicht auf die Düsenplatte des Gasventils nach Figur '6;Figure 7 is a plan view of the nozzle plate of the gas valve according to Figure '6;
Figur 8 eine ausschnittsweise geschnittene Ansicht einer alternative Ausführungsform eines Gasventils mit einer Düsenplatte;FIG. 8 shows a sectional view of an alternative embodiment of a gas valve with a nozzle plate;
Figur 9 einen vereinfachten Längsschnitt durch einen Dichtbereich des Gasventils nach Figur 8 in einer vergrößerten Darstellung; undFIG. 9 shows a simplified longitudinal section through a sealing area of the gas valve according to FIG. 8 in an enlarged illustration; and
Figur 10 eine Figur 9 entsprechende Ansicht, jedoch mit einem veränderten Dichtbereich.Figure 10 is a view corresponding to Figure 9, but with a changed sealing area.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In den Figuren 1 und 2 ist ein Kraftstoffeinspritzventil 10 zum Einsatz bei einer Brennkraftmaschine eines hier nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges dargestellt, das zur Steuerung eines KraftstoffStroms von einer Zuströmseite 11 zu einer Abströmseite 12 dient, wobei der Kraftstoff an der Abströmseite 12 in zerstäubter Form austritt, wie anhand der punktierten Bereiche X in der Zeichnung angedeutet ist.1 and 2 show a fuel injection valve 10 for use in an internal combustion engine of a motor vehicle, not shown here, which is used to control a fuel flow from an inflow side 11 to an outflow side 12, the fuel emerging in atomized form on the outflow side 12, as indicated by the dotted areas X in the drawing.
Das Einspritzventil 10 umfaßt ein mehrteiliges Gehäuse 13, in welchem eine Magnetspule 15 angeordnet ist, die eine tiefgezogene Führungshülse 17 umgreift. In der Führungshülse 17 ist ein im wesentlichen rohrförmiger Stopfen 19 fixiert, der zur Aufnahme einer als Vorspannfeder wirkenden Spiralfeder 21 dient, an deren der Zuströmseite 11 abge- wandten Seite ein Magnetanker 14 anliegt, der in der Führungshülse 17 axial verschiebbar geführt ist.The injection valve 10 comprises a multi-part housing 13, in which a magnet coil 15 is arranged, which engages around a deep-drawn guide sleeve 17. A substantially tubular plug 19 is fixed in the guide sleeve 17 and is used to receive a spiral spring 21 acting as a preload spring, on the inflow side 11 of which spring is removed. facing side, a magnet armature 14 abuts, which is guided axially displaceably in the guide sleeve 17.
Der Magnetanker 14 ist rohrförmig ausgebildet und bildet ein Ventilschließglied, das stirnseitig mit einem einen Flachsitz darstellenden Ventilsitz 26 zusammenwirkt.The magnet armature 14 is tubular and forms a valve closing member which cooperates at the end with a valve seat 26 which represents a flat seat.
Des weiteren umfaßt der Magnetanker 14 bzw. das Ventilschließglied 14 eine als Zufuhrkanal dienende erste Axialbohrung 16, die mit der Zuströmseite 11 des Einspritzventils 10 verbunden ist und einen Innenraum des Ventilschließglieds 14 bildet. Von der ersten Axialbohrung 16 zweigen vier über den Umfang des Ventilschließglieds 14 verteilte Radialbohrungen ab, von denen in der Zeichnung drei Bohrungen 18A, 18B und 18C dargestellt sind und die zu einem sogenannten äußeren Druckbereich 20 führen, der an die Außenseite des Ventilschließglieds 14 grenzt und von der Führungshülse 17 begrenzt ist. In axialer Richtung mündet die erste Axialbohrung 16 in eine zweite Axialbohrung 22, deren Durchmesser geringer als der Durchmesser der ersten Axialbohrung 16 ist und die an der freien Stirnseite 24 des Ventilschließglieds 14 austritt. Die zweite Axialbohrung 22 geringeren Durchmessers, die eine axiale Abströmbohrung darstellt, bildet einen sogenannten inneren Druckbereich bzw. ist Teil desselben.Furthermore, the magnet armature 14 or the valve closing member 14 comprises a first axial bore 16 serving as a supply channel, which is connected to the inflow side 11 of the injection valve 10 and forms an interior of the valve closing member 14. From the first axial bore 16 branch off four radial bores distributed over the circumference of the valve closing member 14, of which three bores 18A, 18B and 18C are shown in the drawing and which lead to a so-called outer pressure region 20 which borders on the outside of the valve closing member 14 and is limited by the guide sleeve 17. In the axial direction, the first axial bore 16 opens into a second axial bore 22, the diameter of which is smaller than the diameter of the first axial bore 16 and which emerges on the free end face 24 of the valve closing member 14. The second axial bore 22 of smaller diameter, which represents an axial outflow bore, forms a so-called inner pressure region or is part of the same.
Beim Öffnen des Ventilschließglieds 14 strömt Kraftstoff aus der ersten Axialbohrung 16 über die vier radialen Abströmbohrungen in den äußeren Druckbereich 20 und über die axiale Abströmbohrung 22 an die freie Stirnseite 24 des Ventilschließglieds 14. Der innere Druckbereich 22 und der äußere Druckbereich 20 sind stromauf des als Flachsitz ausgebildeten Ventilsitzes 26 angeordnet, der mit der freien Stirnseite 24 des Ventilschließglieds 14 zusammenwirkt und an einer als sogenannte Spritzlochscheibe dienenden Düsenplatte 28 ausgebildet ist, die in der Führungshülse 17 beispielsweise über eine Schweißverbindung fixiert ist. Die Ventilplatte 28 ist aus Stahl gefertigt und auf der Seite des Ventilschließglieds 14 eben.When the valve closing member 14 opens, fuel flows from the first axial bore 16 via the four radial outflow bores into the outer pressure region 20 and via the axial outflow bore 22 to the free end face 24 of the valve closing member 14. The inner pressure region 22 and the outer pressure region 20 are arranged upstream of the valve seat 26, which is designed as a flat seat and cooperates with the free end face 24 of the valve closing member 14 and is formed on a nozzle plate 28 which serves as a spray orifice plate and which is in the guide sleeve 17, for example via a welded connection is fixed. The valve plate 28 is made of steel and is flat on the side of the valve closing member 14.
In der Düsenplatte 28 sind entlang einer Kreislinie beispielsweise zehn gegenüber der Längsachse des Einspritzventils 10 leicht angestellte Düsen bzw. Zumeßbohrungen 30 ausgebildet, die zu einer kegelstumpfförmigen Ausnehmung 31 der Ventilplatte 28 führen. Die Düsen 30 haben vorliegend jeweils einen Durchmesser von etwa 90 μm.In the nozzle plate 28, for example ten nozzles or metering bores 30 are formed along a circular line, for example ten slightly set with respect to the longitudinal axis of the injection valve 10, which lead to a frustoconical recess 31 in the valve plate 28. In the present case, the nozzles 30 each have a diameter of approximately 90 μm.
An der Stirnseite 24 des Ventilschließglieds 14 ist ein Dichtring 36 in einer korrespondierenden Ausnehmung des Ventilschließglieds 14 angeordnet. Der Dichtring 36 ist aus Fluorkohlenstoff-Kautschuk gefertigt und hat einen Durchmesser, der mit dem Durchmesser der Kreislinie korrespondiert, entlang der die Düsen 30 derart angeordnet sind, daß der Dichtring 36 die Düsen 30 bei geschlossenem Ventilschließglied 14 verschließt, wobei dann nur die Fläche der Düsen 30 mit Außendruck beaufschlagt ist. Diese Fläche bestimmt die hydraulische Schließkraft des Ventils. Das Ventilschließglied 14, das etwa einen Hub von 60 μm bis 90 μm hat, ist über die gesamte Länge seiner Mantelfläche 33 in der Führungshülse 17 geführt.On the end face 24 of the valve closing member 14, a sealing ring 36 is arranged in a corresponding recess in the valve closing member 14. The sealing ring 36 is made of fluorocarbon rubber and has a diameter which corresponds to the diameter of the circular line, along which the nozzles 30 are arranged such that the sealing ring 36 closes the nozzles 30 when the valve closing member 14 is closed, only the area of the Nozzles 30 is acted upon by external pressure. This area determines the hydraulic closing force of the valve. The valve closing member 14, which has a stroke of approximately 60 μm to 90 μm, is guided in the guide sleeve 17 over the entire length of its lateral surface 33.
In Figur 3 ist eine alternative Ausführungsform eines Kraftstoffeinspritzventils 50 dargestellt, das weitgehend dem Einspritzventil nach Figur 1 entspricht, sich von diesem aber dadurch unterscheidet, daß der Magnetanker 14 zwei röhr- bzw. ringförmige Führungsbünde 55 und 56 aufweist, ü- ber die der Magnetanker 14 in der Führungshülse 17 geführt ist. Der erste Führungsbund 55 ist in einem der Ventilplatte 28 entfernten Bereich der Mantelfläche 33 des Ventilschließglieds 14 angeordnet. Der zweite Führungsbund 56 ist von einem Ringbund gebildet, der eine Stirnseite aufweist, die mit der Stirnfläche 24 des Ventilschließglieds 14 fluchtet. In dem Ringbund 56 sind axiale Bohrungen 57 ausgebildet, die einen Kraftstoffström zwischen dem äußeren Druckbereich 20 und den Düsen 30 in der Ventilplatte 28 gewährleisten. Im übrigen entspricht der Aufbau des Ventils 50 demjenigen des Ventils nach Figur 1.FIG. 3 shows an alternative embodiment of a fuel injection valve 50, which largely corresponds to the injection valve according to FIG. 1, but differs from it in that the magnet armature 14 has two tubular or ring-shaped guide collars 55 and 56, via which the magnet armature 14 is guided in the guide sleeve 17. The first guide collar 55 is arranged in a region of the lateral surface 33 of the valve closing member 14 that is remote from the valve plate 28. The second guide collar 56 is formed by an annular collar which has an end face which is flush with the end face 24 of the valve closing member 14. Axial bores 57 are formed in the annular collar 56, which ensure a fuel flow between the outer pressure region 20 and the nozzles 30 in the valve plate 28. Otherwise, the structure of valve 50 corresponds to that of the valve according to FIG. 1.
In Figur 4 ist eine Ausbildung einer Düse 30 dargestellt, die eine Ventilplatte bzw. eine Spritzlochscheibe 28 eines Kraftstoffeinspritzventils der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Art durchgreift. Die Düse 30 hat eine scharfe Einströmkante 58 und weitet sich in Strömungsrichtung auf, wobei die Düse 30 eine Wandung 59 hat, deren Längsschnitt gewölbt ist. Bei einer derartigen Düse kann eine große Schergeschwindigkeit des Kraftstoffes erreicht werden, so daß ein gute Zerstäubung vorliegt. In Figur 5 ist eine alternative Ausführungsform einer Düse 30 einer Spritzlochscheibe 28 zum Einbau in eine Kraftstoffeinspritzventil dargestellt, die eine abgerundete Einströmkante 61 aufweist und die sich in Strömungsrichtung trichterförmig verjüngt, wobei die Düse 30 eine Wandung 62 hat, die einen gewölbten Längsschnitt aufweist. Ferner hat die Düse 30 eine scharfe Ausströmkante 63.FIG. 4 shows an embodiment of a nozzle 30 which passes through a valve plate or an injection orifice plate 28 of a fuel injection valve of the type shown in FIGS. 1 to 3. The nozzle 30 has a sharp inflow edge 58 and widens in the direction of flow, the nozzle 30 having a wall 59, the longitudinal section of which is curved. With such a nozzle, a high shear rate of the fuel can be achieved, so that there is good atomization. FIG. 5 shows an alternative embodiment of a nozzle 30 of an orifice plate 28 for installation in a fuel injection valve, which has a rounded inflow edge 61 and which tapers in a funnel shape in the direction of flow, the nozzle 30 having a wall 62 which has a curved longitudinal section. Furthermore, the nozzle 30 has a sharp outflow edge 63.
In Figur 6 ist ein Gasventil 60 zum Einsatz bei einer Brennstoffzelle oder bei einem Gasmotor dargestellt, das zur Regelung eines WasserstoffStroms bzw. eines CNG(Com- pressed Natural Gases) -Stroms dient und im Aufbau den Ventilen gemäß Figur 1 bis 3 gleicht. Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden daher für funktionsgleiche Bauteile die bisherigen Bezugszeichen verwendet.FIG. 6 shows a gas valve 60 for use in a fuel cell or in a gas engine, which is used to regulate a hydrogen flow or a CNG (compressed natural gas) flow and is structurally similar to the valves according to FIGS. 1 to 3. For reasons of clarity, the previous reference numerals are therefore used for functionally identical components.
Das Gasventil 60 umfaßt ein Gehäuse 13, in welchem ein Ventilschließglied 14 in einer langen, von dem Gehäuse 13 gebildeten Führung axial verschieblich geführt ist, das mit einer hier nicht näher dargestellten elektromagnetischen Betätigungseinheit in Wirkverbindung steht und mit einem Gleitlack beschichtet ist.The gas valve 60 comprises a housing 13, in which a valve closing member 14 is axially displaceably guided in a long guide formed by the housing 13, which is operatively connected to an electromagnetic actuating unit (not shown here) and is coated with a sliding varnish.
Das Ventilschließglied 14 umfaßt eine als Zufuhrkanal dienende, erste Axialbohrung 16, die mit einer hier nicht dargestellten Zuströmseite des Gasventils 60 verbunden ist. Von der ersten Axialbohrung 16 zweigen vier über den Umfang des Ventilschließglieds 14 verteilte Radialbohrungen ab, die jeweils eine radiale Abströmbohrung bilden und von denen in Figur 1 drei Bohrungen 18A, 18B, 18C dargestellt sind, welche zu einem an die Außenseite des Ventilschließ- glieds 14 grenzenden, sogenannten äußeren Druckbereich 20 führen. In axialer Richtung mündet die erste Axialbohrung 16 in eine zweite Axialbohrung 22, deren Durchmesser geringer als der Durchmesser der ersten Axialbohrung 16 ist und die an der freien Stirnseite 24 des Ventilschließglieds 14 austritt. Die zweite Axialbohrung 22 geringeren Durchmessers, die eine axiale Abströmbohrung darstellt, bildet einen sogenannten inneren Druckbereich bzw. ist Teil desselben.The valve closing member 14 comprises a first axial bore 16 serving as a supply channel, which is connected to an inflow side of the gas valve 60, not shown here. From the first axial bore 16 branch off four radial bores distributed over the circumference of the valve closing member 14, each of which forms a radial outflow bore and of which three bores 18A, 18B, 18C are shown in FIG. 1, which lead to one on the outside of the valve closing link 14 border, so-called outer pressure region 20. In the axial direction, the first axial bore 16 opens into a second axial bore 22, the diameter of which is smaller than the diameter of the first axial bore 16 and which emerges on the free end face 24 of the valve closing member 14. The second axial bore 22 of smaller diameter, which represents an axial outflow bore, forms a so-called inner pressure region or is part of the same.
Beim Betrieb des Gasventils 10 strömt Gas aus der ersten A- xialbohrung 16 über die radialen Abströmbohrungen 18A, 18B, 18C in den einen Gasraum darstellenden, äußeren Druckbereich 20 und über die axiale Abströmbohrung 22 an die freie Stirnseite 24 des Ventilschließglieds 14.When the gas valve 10 is operating, gas flows from the first axial bore 16 via the radial outflow bores 18A, 18B, 18C into the outer pressure region 20 which represents a gas space and via the axial outflow bore 22 to the free end face 24 of the valve closing member 14.
Sowohl der innere Druckbereich 22 als auch der äußere Druckbereich 20 sind stromauf eines Ventilsitzes 26 angeordnet, der mit der freien Stirnseite 24 des Ventilschließglieds 14 zusammenwirkt und an einer als Dichtplatte bzw. Dichtsitzscheibe dienenden Düsenplatte 28 ausgebildet ist, die mit dem Ventilschließglied 14 zusammenwirkt. Die Düsenplatte 28 des für Gasanwendungen vorgesehenen Ventils 10 hat eine wirksame Dicke, die größer ist als die wirksame Dicke einer Düsenplatte, die für Flüssigkeitsanwendungen vorgesehen ist.Both the inner pressure region 22 and the outer pressure region 20 are arranged upstream of a valve seat 26 which cooperates with the free end face 24 of the valve closing member 14 and is formed on a nozzle plate 28 which serves as a sealing plate or sealing seat disk and which cooperates with the valve closing member 14. The nozzle plate 28 of the valve 10 intended for gas applications has an effective thickness that is greater than the effective thickness of a nozzle plate intended for liquid applications.
In der Düsenplatte 28 sind, wie Figur 7 zu entnehmen ist, entlang einer Kreislinie im vorliegenden Ausführungsbeispiel vierzehn axial ausgerichtete, als Durchströmöffnungen dienende Düsen 30 ausgebildet, die über eine Ringnut 32 zu einer Abströmseite 12 des Gasventils 60 führen und mit einer abgerundeten Einströmkante versehen sind. Die Düsen 30 sind jeweils so ausgelegt, daß das Verhältnis ihrer Länge zu ihrem Durchmesser etwa 0,7 beträgt. Eine derartige Auslegung bewirkt ein optimales Strömungsverhalten des durch die Düsen 30 strömenden Gases. Alternativ kann auch eine andere Zahl an Düsen vorgesehen sein.As can be seen in FIG. 7, fourteen axially aligned nozzles 30 serving as throughflow openings are formed in the nozzle plate 28 along a circular line in the present exemplary embodiment, which nozzles 30 are closed via an annular groove 32 lead an outflow side 12 of the gas valve 60 and are provided with a rounded inflow edge. The nozzles 30 are each designed so that the ratio of their length to their diameter is approximately 0.7. Such a design results in an optimal flow behavior of the gas flowing through the nozzles 30. Alternatively, a different number of nozzles can also be provided.
Die Stirnseite 24 des Ventilschließglieds 14 ist als Ringfläche ausgebildet, an der eine aus einem elastomeren Werkstoff gefertigte Ringdichtung 36 eingebettet ist. Die Ringdichtung 36 schließt in Schließstellung des Ventilschließglieds 14 die Düsen 32 ab, so daß ein Gasstrom von den Druckbereichen 20 und 22 zu der Abströmseite 12 gesperrt ist.The end face 24 of the valve closing member 14 is designed as an annular surface on which an annular seal 36 made of an elastomeric material is embedded. The ring seal 36 closes the nozzles 32 in the closed position of the valve closing member 14, so that a gas flow from the pressure areas 20 and 22 to the outflow side 12 is blocked.
In Figur 8 ist ein Gasventil 80 dargestellt, das im wesentlichen demjenigen nach Figur 1 entspricht. Das Gasventil 80 unterscheidet sich von dem Gasventil nach Figur 6 jedoch durch die Ausbildung des Ventilschließglieds 14, und zwar dadurch, daß es nicht mit radial ausgerichteten Abströmbohrungen versehen ist, sondern neben der axialen Abströmbohrung 22 winklig gegenüber der Längsachse des Ventilschließglieds 14 ausgerichtete Abströmbohrungen 42 aufweist, die zu dem äußeren Druckbereich 20 führen, was ein optimiertes Strömungsverhalten des betreffenden Gases bewirkt.FIG. 8 shows a gas valve 80 which essentially corresponds to that according to FIG. 1. The gas valve 80 differs from the gas valve according to FIG. 6, however, in the design of the valve closing member 14, namely in that it is not provided with radially aligned outflow bores, but in addition to the axial outflow bore 22 has outflow bores 42 aligned at an angle with respect to the longitudinal axis of the valve closing member 14 which lead to the outer pressure region 20, which causes an optimized flow behavior of the gas in question.
Der Dichtbereich des Gasventils 80 ist in Figur 9 detailliert dargestellt. Er zeichnet sich dadurch aus, daß die Düsenplatte 28 einen gegebenenfalls ringförmigen Sockel 44 aufweist, der als Anschlag für das Ventilschließglied 14 dient und im Randbereich des letzteren angeordnet ist.The sealing area of the gas valve 80 is shown in detail in FIG. 9. It is characterized in that the nozzle plate 28 has an optionally annular base 44 has, which serves as a stop for the valve closing member 14 and is arranged in the edge region of the latter.
Des weiteren weist die Düsenplatte 28 an den Düsen 30 jeweils als Dichtlippe dienende Schürzen 46 auf, die bei geschlossenem Ventilschließglied 14 in die ringförmige E- lastomerdichtung 36 eingreifen, die in einer Ringnut des Ventilschließglieds 14 eingebettet ist. Zur Optimierung der Strömungsbedingungen sind die Kanten der Elastomerdichtung 36 angeschrägt und die Einströmkanten der Düsen 30 mit einem Krümmungsradius von etwa 0,05 mm abgerundet.Furthermore, the nozzle plate 28 has, on the nozzles 30, aprons 46, each serving as a sealing lip, which, when the valve closing member 14 is closed, engage in the annular elastomer seal 36, which is embedded in an annular groove of the valve closing member 14. To optimize the flow conditions, the edges of the elastomer seal 36 are chamfered and the inflow edges of the nozzles 30 are rounded off with a radius of curvature of approximately 0.05 mm.
Die Strömung des betreffenden Gases in dem Gasventil 80 ist ebenfalls Figur 9 zu entnehmen. Das Gas strömt von der Zuströmseite gemäß einem Pfeil A durch die erste Axialbohrung 16 des Ventilschließglieds 14 und von dort zum einen durch die Abströmkanäle 42 gemäß einem Pfeil B in den äußeren Druckbereich 20 und zum anderen gemäß einem Pfeil C durch die zweite Axialbohrung 22, die Teil des inneren Druckbereichs ist. Beim Öffnen des Ventilschließglieds 14 strömt Gas aus dem äußeren Druckbereich 20 gemäß einem Pfeil D und aus dem inneren Druckbereich gemäß einem Pfeil E zu den Düsen 30 und über diese gemäß einem Pfeil F zu der Abströmseite des Gasventils 80. Diese Strömungswege entsprechen im wesentlichen den Strömungswegen des Kraftstoffs bei den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Kraftstoffeinspritzventi- len.The flow of the gas in question in the gas valve 80 can also be seen in FIG. 9. The gas flows from the inflow side according to an arrow A through the first axial bore 16 of the valve closing member 14 and from there through the outflow channels 42 according to an arrow B into the outer pressure region 20 and on the other hand according to an arrow C through the second axial bore 22 Is part of the inner pressure area. When the valve closing member 14 is opened, gas flows from the outer pressure region 20 according to an arrow D and from the inner pressure region according to an arrow E to the nozzles 30 and via these to the downstream side of the gas valve 80 according to an arrow F. These flow paths essentially correspond to the flow paths of the fuel in the fuel injection valves shown in FIGS. 1 to 3.
In Figur 10 ist eine alternative Ausführungsform eines Dichtbereichs bei einem Gasventil der in Figur 8 dargestellten Art gezeigt. Der Dichtbereich nach Figur 10 unter- scheidet sich von demjenigen nach Figur 9 dadurch, daß er einen Dichtring 52 aufweist, der mit zwei Dichtlippen 54A und 54B versehen ist, die am inneren bzw. am äußeren Rand des Dichtrings 52 angeordnet sind. Die Dichtlippen 54A und 54B greifen bei geschlossenem Ventilschließglied 14 an der Dichtplatte 28 an, die hier ohne Anschlagsockel sowie ohne Schürzen ausgebildet ist. FIG. 10 shows an alternative embodiment of a sealing area in a gas valve of the type shown in FIG. 8. The sealing area according to FIG. differs from that according to FIG. 9 in that it has a sealing ring 52 which is provided with two sealing lips 54A and 54B which are arranged on the inner and outer edges of the sealing ring 52. When the valve closing member 14 is closed, the sealing lips 54A and 54B act on the sealing plate 28, which is designed here without a stop base and without aprons.

Claims

Patentansprüche claims
1. Ventil zum Steuern eines Fluids, insbesondere mit e- lektromagnetischer Betätigung, umfassend ein Ventilschließglied (14), das einen Fluidstrom von einer Zuströmseite (11) zu einer Abströmseite (12) steuert und mit einem als Flachsitz ausgebildeten Ventilsitz (26) zusammenwirkt, der an einer Ventilplatte (28) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ventilplatte (28) Düsen (30) ausgebildet sind, die zu der Abströmseite (12) führen und die mittels des Ventilschließglieds (14) verschließbar sind.1. Valve for controlling a fluid, in particular with electromagnetic actuation, comprising a valve closing member (14) which controls a fluid flow from an inflow side (11) to an outflow side (12) and interacts with a valve seat (26) designed as a flat seat, which is formed on a valve plate (28), characterized in that nozzles (30) are formed on the valve plate (28) which lead to the outflow side (12) and which can be closed by means of the valve closing member (14).
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (30) entlang einer Kreislinie angeordnet sind.2. Valve according to claim 1, characterized in that the nozzles (30) are arranged along a circular line.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (30) mit einer abgerundeten Einströmkan- te (61) oder mit einer scharfen Einströmkante (58) versehen sind.3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzles (30) with a rounded Einströmkan- te (61) or with a sharp inflow edge (58).
4. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (30) eine scharfe Einströmkante (58) haben und sich in Abströmrichtung aufweiten, wobei die Wandung (59) der Düsen (30) einen gewölbten Längsschnitt hat.4. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzles (30) have a sharp inflow edge (58) and widen in the outflow direction, the wall (59) of the nozzles (30) having a curved longitudinal section.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (30) in einen Ringkanal (32) münden, der an der dem Ventilschließglied (14) abgewandten Seite der Ventilplatte (28) angeordnet ist .5. Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the nozzles (30) open into an annular channel (32) which is arranged on the side of the valve plate (28) facing away from the valve closing member (14).
6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (32) mit einer Breite versehen ist, die etwa das zwei- bis dreifache des Düsendurchmessers beträgt .6. Valve according to claim 5, characterized in that the annular channel (32) is provided with a width which is approximately two to three times the nozzle diameter.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilschließglied (14) stirnseitig eine als Ringfläche ausgebildete Dichtfläche aufweist, die mit den Düsen (30) zusammenwirkt.7. Valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the valve closing member (14) has a sealing surface formed as an annular surface on the end face, which cooperates with the nozzles (30).
8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuströmseite stromab mit einem inneren (22) und einem äußeren (20) Druckbereich verbunden ist, welche Druckbereiche (20, 22) stromauf des Ventilsitzes (26) angeordnet sind, wobei der innere Druckbereich (22) einen axialen Druckkanal des Ventil- schließglieds (14) umfaßt, der an der freien Stirnseite (24) des Ventilschließglieds (14) austritt, und der äußere Druckbereich (20) das Ventilschließglied (14) umgibt .8. Valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that the inflow side is connected downstream with an inner (22) and an outer (20) pressure area, which pressure areas (20, 22) are arranged upstream of the valve seat (26), the inner pressure region (22) having an axial pressure channel of the valve includes closing member (14), which emerges on the free end face (24) of the valve closing member (14), and the outer pressure region (20) surrounds the valve closing member (14).
9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Druckbereich (22) über mindestens einen, vorzugsweise über vier in dem Ventilschließglied (14) ausgebildete Abströmkanäle (18A, 18B, 18C; 42) mit dem äußeren Druckbereich (20) verbunden ist.9. Valve according to claim 8, characterized in that the inner pressure region (22) via at least one, preferably via four in the valve closing member (14) formed outflow channels (18A, 18B, 18C; 42) is connected to the outer pressure region (20) ,
10. Ventil nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Dichtfläche des Ventilschließglieds (14) mindestens ein Dichtelement (36, 52) angeordnet ist.10. Valve according to one of claims 7 to 9, characterized in that at least one sealing element (36, 52) is arranged on the sealing surface of the valve closing member (14).
11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (52) mindestens eine Dichtlippe (54, 55) aufweist.11. Valve according to claim 10, characterized in that the sealing element (52) has at least one sealing lip (54, 55).
12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen als Anschlag für den Ventilschließkörper (14) dienenden Sockel (44).12. Valve according to one of claims 1 to 11, characterized by a base (44) serving as a stop for the valve closing body (14).
13. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Dichtplatte (28) Schürzen (46) zum Eingriff in das Dichtelement (36) ausgebildet sind. 13. Valve according to claim 10, characterized in that on the sealing plate (28) aprons (46) for engaging in the sealing element (36) are formed.
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