WO2013000642A1 - Control valve for controlling a fuel injector, and a fuel injector - Google Patents

Control valve for controlling a fuel injector, and a fuel injector Download PDF

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WO2013000642A1
WO2013000642A1 PCT/EP2012/059725 EP2012059725W WO2013000642A1 WO 2013000642 A1 WO2013000642 A1 WO 2013000642A1 EP 2012059725 W EP2012059725 W EP 2012059725W WO 2013000642 A1 WO2013000642 A1 WO 2013000642A1
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WO
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switching valve
bore
fuel injector
guide element
cavitation
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Application number
PCT/EP2012/059725
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Kai Sutter
Thomas Pauer
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M2200/9007—Ceramic materials

Definitions

  • the invention relates to a switching valve for controlling a fuel injector according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a fuel injector with a switching valve according to the invention.
  • Such a switching valve is known from DE 10 2010 028 844 A1 of the Applicant. It serves to control an outflow quantity from a control chamber in a fuel injector, which serves in a so-called common-rail injection system for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the known switching valve on a magnet armature which can be supplied with current from a solenoid, and which is pressed by a compression spring against a seat surface of a valve piece and forms a sealing seat there with the valve piece in de-energized solenoid.
  • the valve piece is hydraulically connected via a bore with the mentioned control chamber of the fuel injector, in which in particular one end of a nozzle needle dips.
  • the control chamber is in turn supplied via an inlet throttle with fuel under high pressure.
  • the bore formed in the valve piece has a throttle section with an outflow throttle, which is adjoined by an enlarged diameter bore area, which extends into the height of the valve seat in the valve piece.
  • the armature has a central through hole in which it is slidably guided in an anchor bolt.
  • the invention has the object, a switching valve for controlling a fuel! njektors according to the preamble of claim 1 such that its anchor bolt or guide element against cavitation is robust.
  • This object is achieved according to the invention in a switching valve for controlling a fuel! Njektors solved with the features of claim 1, characterized in that at least the valve seat of the guide element (anchor bolt) facing end portion of the guide element is equipped with a cavitation protection device.
  • cavitation protection device is formed by forming at least the end section of the guide element from a material which is insensitive to cavitation is very particularly preferred.
  • the material is a ceramic, or that the end portion of the anchor bolt is made of ceramic material.
  • the cavitation protection device comprises a protective element consisting of the cavitation-insensitive material, which is connected to the end region of the guide element. Both mentioned types of connection provide over the life of the switching valve considered for a sufficiently secure connection of the existing ceramic material end portion with the guide element.
  • the entire guide element or the entire anchor bolt is made of ceramic.
  • the invention can be used in a switching valve in which the end portion of the guide element (anchor bolt) dips into the second bore portion of the bore.
  • a switching valve or guide element is particularly exposed to the cavitation phenomena mentioned, so that the invention avoids the possible consequences of the cavitation of such a switching valve particularly well.
  • a pressure-balanced switching valve in conjunction with a solenoid actuator.
  • Such a switching valve has in particular relatively low production costs.
  • the invention also includes a fuel injector with a switching valve according to the invention, wherein the system pressure in the fuel injector is more than 1600 bar, preferably more than 2000 bar.
  • the system pressure in the fuel injector is more than 1600 bar, preferably more than 2000 bar.
  • Fig. 1 shows a detail of a fuel injector in the region of a switching valve according to the invention in a first embodiment of the invention in longitudinal section and
  • FIG. 2 is a partial section of FIG. 1 in a comparison with FIG. 1 modified switching valve, also in longitudinal section.
  • Fig. 1 is a section of a fuel! illustrated njektors 1, which serves as part of a so-called common-rail injection system for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine (not shown).
  • the system pressure in the common rail injection system or the fuel! in particular more than 1600 bar, preferably more than
  • the switching valve 10 comprises a valve piece 12, which with a sleeve-shaped portion 13 in a
  • High pressure chamber 14 of the fuel injector 1 extends.
  • a recess 15 is formed in which in particular the one end of a nozzle needle, not shown in FIG. 1 dips.
  • the recess 15 forms a control chamber 16 for the upward and downward movement of the nozzle needle in order to enable the injection process of fuel from the high-pressure chamber 14 via
  • a through hole 20 is formed in the valve piece 12, which has a first bore portion 21 on the side facing the control chamber 16 , which forms an outflow throttle.
  • a second bore section 23 enlarged in diameter relative to the first bore section 21 terminates, which opens into a conical elevation 24 of the valve piece 12.
  • a guide element 25 is further arranged in the form of an anchor bolt 26, which serves the longitudinal guide of a magnetic armature 28.
  • the armature 28 is part of a magnetic actuator 30 and has on the valve piece 12 side facing a sleeve-shaped portion 31 which merges integrally on the side facing away from the valve piece 12 in a plate-shaped anchor portion 32.
  • the region 31 has, on the side facing the conical elevation 24, a first sealing surface 33 which cooperates with a second sealing surface 34 formed by the elevation 24 on its outer border.
  • the two sealing surfaces 33, 34 form at 1, a sealing seat 35 which prevents fuel from flowing out of the control chamber 16 into a low-pressure region 36 in which the magnet armature 28 is also arranged.
  • the low-pressure region 36 in turn has a known manner connection to a return port of the fuel injector 1 (not shown).
  • the magnet actuator 30 comprises, in addition to the magnet armature 28, a magnet coil 37 which is embedded in a magnet core 38.
  • the magnet armature 28 is surrounded radially by a sleeve 39, which in turn is axially clamped between the valve member 12 and the magnetic core 38.
  • This is exemplified by a housing plate 41, which is operatively connected to the housing part 1 1, and presses the magnetic core 38 in the direction of the sleeve 39.
  • the anchor bolt 26 is connected via an adjusting plate 42 with the housing plate 41. Between the housing plate 41 facing side of the armature 28 and the armature portion 32 is a the anchor bolt 26 radially surrounding compression spring 43 from.
  • the compression spring 43 loads the magnet armature 28 with a spring force in the direction of the valve piece 12 such that when the magnet coil 37 is de-energized, the magnet armature 28 is seated on the valve piece 12 to form the sealing seat 35.
  • the magnetic actuator 30 is actuated by the magnetic coil 37 is energized.
  • the armature 28 lifts against the spring force of the compression spring 43 of its sealing seat 35, which flows through the passage bore 20 fuel from the control chamber 16, the outflow throttle 22 and the two bore sections 21 and 23 in the low pressure region 36.
  • the anchor bolt 26 is provided with a cavitation protection device 45 on the end face facing the valve piece 12.
  • the cavitation protection device 45 comprises a protective element, in particular consisting of cavitation-insensitive material, preferably of ceramic material.
  • ment 46 which is exemplarily plate-shaped or cylindrical, and which is fixedly connected to the anchor bolt 26 at the valve piece 12 facing end face 47, for example by an adhesive bond.
  • the protective element 46 is secured in a corresponding receptacle (blind hole) on the end face 47 of the anchor bolt 26, in particular by a press fit by the protective element 46 is pressed into the receptacle of the anchor bolt 26.
  • the entire anchor bolt 46 is made of a cavitation insensitive material, preferably ceramic.
  • the protective element 46 is axially spaced from the bore mouth 48 of the through hole 20.
  • the anchor bolt 26a projects with its end face into the second bore section 23a of the through-hole 20 axially or dips into the second bore section 23a.
  • the end 49 of the anchor bolt 26a is formed reduced in diameter.
  • at least the end face 51 of the end 49 of the anchor bolt 26a facing the through-bore 20 is equipped with a cavitation protection device 45, e.g. by a plate-shaped protective element 46a.
  • the switching valves 10, 10a described so far can be modified or modified in many ways, without departing from the spirit of the invention.

Abstract

The invention relates to a control valve (10; 10a) for controlling a fuel injector (1), particularly a fuel injector (1) in a common-rail injector system, and comprising a valve piece (12) and a valve closing element (30) that moves back and forth and forms a sealing seat (35) when in a closed position on the valve piece (12). Said valve closing element (30) is guided on a perimeter of a pin-shaped guide element (25), a through-bore (20) being designed in said valve piece (12) and, when the valve closing element (30) is lifted up from the sealing seat (35), this bore forming a hydraulic connection between a low-pressure region (36) and a control chamber (16) which is at high-pressure, an outflow throttle (22) being designed in said through-bore (20) in a first bore section (21), and a second bore section (23; 23a) being attached to said first bore section (21) on the side which faces the sealing seat (35). According to the invention, at least the guide element (25) end-region which faces said through-bore (20) is equipped with a cavitation protection device (45).

Description

Beschreibung Titel  Description title
Schaltventil zur Steuerung eines Kraftstoffinjektors und Kraftstoff! njektor  Switching valve for controlling a fuel injector and fuel! njektor
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft ein Schaltventil zur Steuerung eines Kraftstoffinjektors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Kraftstoffinjektor mit einem erfindungsgemäßen Schaltventil. The invention relates to a switching valve for controlling a fuel injector according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a fuel injector with a switching valve according to the invention.
Ein derartiges Schaltventil ist aus der DE 10 2010 028 844 A1 der Anmelderin bekannt. Es dient der Steuerung einer Abströmmenge aus einem Steuerraum in einem Kraftstoffinjektor, der in einem sogenannten Common-Rail-Einspritz- system zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine dient. Hierbei weist das bekannte Schaltventil einen Magnetanker auf, der von einer Magnetspule bestrombar ist, und der bei unbestromter Magnetspule mittels einer Druckfeder gegen eine Sitzfläche eines Ventilsstücks gedrückt wird und dort mit dem Ventilstück einen Dichtsitz ausbildet. Das Ventilstück ist über eine Bohrung mit dem angesprochenen Steuerraum des Kraftstoffinjektors hydraulisch verbunden, in den insbesondere ein Ende einer Düsennadel eintaucht. Der Steuerraum wird wiederum über eine Zulaufdrossel mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt. Die im Ventilstück ausgebildete Bohrung weist einen Drosselabschnitt mit einer Abströmdrossel auf, an den sich ein im Durchmesser vergrößerter Bohrungsbereich anschließt, der bis in die Höhe des Ventilsitzes im Ventilstück reicht. Der Magnetanker weist eine mittige Durchgangsbohrung auf, in der dieser in einem Ankerbolzen gleitend geführt ist. Beim Abströmen des Kraftstoffs aus dem Steuerraum über die Bohrung in einen Niederdruckbereich des Kraftstoff! njektors findet im Bereich der Abströmdrossel eine starke Druckreduzierung statt, die dazu führt, dass es in dem Bohrungsbereich nach der Abströmdrossel zu Kavitationserscheinungen kommen kann. Die Kavitation führt insbesondere zu einem erhöhten Materialverschleiß an den Bauteilen, an deren Bereich die Kavitation stattfindet. Hiervon betroffen ist unter anderem auch der Ankerbolzen, insbesondere dessen dem Ventilsitz zugewandter Endabschnitt. Such a switching valve is known from DE 10 2010 028 844 A1 of the Applicant. It serves to control an outflow quantity from a control chamber in a fuel injector, which serves in a so-called common-rail injection system for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine. In this case, the known switching valve on a magnet armature which can be supplied with current from a solenoid, and which is pressed by a compression spring against a seat surface of a valve piece and forms a sealing seat there with the valve piece in de-energized solenoid. The valve piece is hydraulically connected via a bore with the mentioned control chamber of the fuel injector, in which in particular one end of a nozzle needle dips. The control chamber is in turn supplied via an inlet throttle with fuel under high pressure. The bore formed in the valve piece has a throttle section with an outflow throttle, which is adjoined by an enlarged diameter bore area, which extends into the height of the valve seat in the valve piece. The armature has a central through hole in which it is slidably guided in an anchor bolt. When the fuel flows out of the control chamber via the bore into a low-pressure region of the fuel! Njektors takes place in the area of the outflow throttle a strong pressure reduction, which leads to the fact that it can come in the bore area after the outflow throttle to cavitation phenomena. The cavitation leads in particular to increased material wear on the components, at the area of the cavitation takes place. Affected by this is, inter alia, the anchor bolt, in particular its valve seat facing end portion.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schaltventil zur Steuerung eines Kraftstoff! njektors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass dessen Ankerbolzen bzw. Führungselement gegenüber Kavitationserscheinungen robust ausgebildet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Schaltventil zur Steuerung eines Kraftstoff! njektors mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zumindest der dem Ventilsitz des Führungselementes (Ankerbolzen) zugewandte Endbereich des Führungselementes mit einer Kavitationsschutzeinrichtung ausgestattet ist. Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a switching valve for controlling a fuel! njektors according to the preamble of claim 1 such that its anchor bolt or guide element against cavitation is robust. This object is achieved according to the invention in a switching valve for controlling a fuel! Njektors solved with the features of claim 1, characterized in that at least the valve seat of the guide element (anchor bolt) facing end portion of the guide element is equipped with a cavitation protection device.
Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Kavitationsschutzeinrichtung durch Ausbildung zumindest des Endabschnitts des Führungselementes aus einem kavitationsunempfindlichen Material erfolgt. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass das Material eine Keramik ist, bzw. dass der Endabschnitt des Ankerbolzens aus keramischem Material besteht. An embodiment of the invention in which the cavitation protection device is formed by forming at least the end section of the guide element from a material which is insensitive to cavitation is very particularly preferred. In particular, it may be provided that the material is a ceramic, or that the end portion of the anchor bolt is made of ceramic material.
Um einerseits die Herstellkosten des Schaltventils möglichst gering zu halten, und andererseits die weiterhin positiven Eigenschaften eines aus Metall bestehendem Führungselementes beizubehalten, ist in einer weiteren konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass lediglich der Endabschnitt des Führungselementes aus kavitationsunempfindlichem Material besteht. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Kavitationsschutzeinrichtung ein aus dem kavia- tationsunempfindlichen Material bestehendes Schutzelement umfasst, das mit dem Endbereich des Führungselements verbunden ist. Beide angesprochenen Verbindungsarten sorgen über die Lebensdauer des Schaltventils betrachtet für eine ausreichend sichere Verbindung des aus keramischem Material bestehenden Endabschnitts mit dem Führungselement. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass das gesamte Führungselement bzw. der gesamte Ankerbolzen aus Keramik besteht. On the one hand to keep the manufacturing costs of the switching valve as low as possible, and on the other hand to maintain the continued positive properties of an existing metal guide element is provided in a further structural embodiment of the invention that only the end portion of the guide element consists of cavitation insensitive material. In particular, it is provided that the cavitation protection device comprises a protective element consisting of the cavitation-insensitive material, which is connected to the end region of the guide element. Both mentioned types of connection provide over the life of the switching valve considered for a sufficiently secure connection of the existing ceramic material end portion with the guide element. Alternatively, it is also possible that the entire guide element or the entire anchor bolt is made of ceramic.
Besonders vorteilhaft ist die Erfindung bei einem Schaltventil einsetzbar, bei dem der Endabschnitt des Führungselementes (Ankerbolzen) in den zweiten Bohrungsabschnitts der Bohrung eintaucht. Ein derartiges Schaltventil bzw. Führungselement ist insbesondere den angesprochenen Kavitationserscheinungen ausgesetzt, so dass die Erfindung die denkbaren Folgen der Kavitation eines derartigen Schaltventils besonders gut vermeidet. Particularly advantageously, the invention can be used in a switching valve in which the end portion of the guide element (anchor bolt) dips into the second bore portion of the bore. Such a switching valve or guide element is particularly exposed to the cavitation phenomena mentioned, so that the invention avoids the possible consequences of the cavitation of such a switching valve particularly well.
Besonders bevorzugt ist der Einsatz der Erfindung bei einem druckausgeglichenen Schaltventil in Verbindung mit einem Magnetaktor. Ein derartiges Schaltventil weist insbesondere relativ niedrige Fertigungskosten auf. Particularly preferred is the use of the invention in a pressure-balanced switching valve in conjunction with a solenoid actuator. Such a switching valve has in particular relatively low production costs.
Die Erfindung umfasst auch einen Kraftstoffinjektor mit einem erfindungsgemäßen Schaltventil, wobei der Systemdruck im Kraftstoffinjektor mehr als 1600 bar, vorzugsweise mehr als 2000 bar beträgt. Bei den angesprochenen relativ hohen Systemdrücken findet im Bereich der Abströmdrossel ein besonders hoher Druckverlust statt, so dass derartige Schaltventile besonders zu Kavitationserscheinungen neigen. The invention also includes a fuel injector with a switching valve according to the invention, wherein the system pressure in the fuel injector is more than 1600 bar, preferably more than 2000 bar. In the case of the relatively high system pressures mentioned, a particularly high pressure loss takes place in the area of the outflow throttle, so that such switching valves are particularly prone to cavitation phenomena.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.
Diese zeigt in: This shows in:
Fig. 1 eine Ausschnitt aus einem Kraftstoffinjektor im Bereich eines erfindungsgemäßen Schaltventils bei einer ersten Ausgestaltung der Erfindung im Längsschnitt und Fig. 1 shows a detail of a fuel injector in the region of a switching valve according to the invention in a first embodiment of the invention in longitudinal section and
Fig. 2 einen Teilausschnitt aus der Fig. 1 bei einem gegenüber der Fig. 1 modifizierten Schaltventil, ebenfalls im Längsschnitt. Fig. 2 is a partial section of FIG. 1 in a comparison with FIG. 1 modified switching valve, also in longitudinal section.
Gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen. In der Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines Kraftstoff! njektors 1 dargestellt, der als Bestandteil eines sogenannten Common-Rail-Einspritzsystems zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine dient. Hierbei beträgt der Systemdruck in dem Common-Rail-Einspritzsystem bzw. dem Kraftstoff! njektor 1 insbesondere mehr als 1600 bar, vorzugsweise mehr alsThe same components or components with the same function are provided in the figures with the same reference numerals. In Fig. 1 is a section of a fuel! illustrated njektors 1, which serves as part of a so-called common-rail injection system for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine (not shown). Here, the system pressure in the common rail injection system or the fuel! in particular more than 1600 bar, preferably more than
2000 bar. 2000 bar.
In einem Gehäuseteil 1 1 des Kraftstoffinjektors 1 ist ein erfindungsgemäßes, vorzugsweise druckausgeglichenes Schaltventil 10 angeordnet. Das Schaltventil 10 umfasst ein Ventilstück 12, das mit einem hülsenförmigen Abschnitt 13 in einenIn a housing part 1 1 of the fuel injector 1 an inventive, preferably pressure-balanced switching valve 10 is arranged. The switching valve 10 comprises a valve piece 12, which with a sleeve-shaped portion 13 in a
Hochdruckraum 14 des Kraftstoffinjektors 1 hineinreicht. In dem Abschnitt 13 ist eine Ausnehmung 15 ausgebildet, in der insbesondere das eine Ende einer in der Fig. 1 nicht dargestellten Düsennadel eintaucht. Die Ausnehmung 15 bildet einen Steuerraum 16 zur Auf- und Abwärtsbewegung der Düsennadel aus, um damit den Einspritzvorgang von Kraftstoff aus dem Hochdruckraum 14 überHigh pressure chamber 14 of the fuel injector 1 extends. In the section 13, a recess 15 is formed in which in particular the one end of a nozzle needle, not shown in FIG. 1 dips. The recess 15 forms a control chamber 16 for the upward and downward movement of the nozzle needle in order to enable the injection process of fuel from the high-pressure chamber 14 via
Spritzöffnungen des Kraftstoffinjektors 1 in den Brennraum der Brennkraftmaschine zu steuern. Der Hochdruckraum 14 hat über eine Zulaufdrossel 17 Verbindung mit der Ausnehmung 15 bzw. mit dem Steuerraum 16. In der Längsachse 19 des Schaltventils 10 ist in dem Ventilstück 12 eine Durchgangsbohrung 20 ausgebildet, die auf der dem Steuerraum 16 zugewandten Seite einen ersten Bohrungsabschnitt 21 aufweist, der eine Abströmdrossel ausbildet. An dem ersten Bohrungsabschnitt 21 schließt sich auf der dem Steuerraum 16 abgewandten Seite ein im Durchmesser gegenüber dem ersten Bohrungsab- schnitt 21 vergrößerter zweiter Bohrungsabschnitt 23 an, der in einer kegelförmigen Erhöhung 24 des Ventilstücks 12 mündet. To control injection ports of the fuel injector 1 in the combustion chamber of the internal combustion engine. In the longitudinal axis 19 of the switching valve 10, a through hole 20 is formed in the valve piece 12, which has a first bore portion 21 on the side facing the control chamber 16 , which forms an outflow throttle. At the first bore section 21, on the side facing away from the control chamber 16, a second bore section 23 enlarged in diameter relative to the first bore section 21 terminates, which opens into a conical elevation 24 of the valve piece 12.
In der Längsachse 19 des Schaltventils 10 ist ferner ein Führungselement 25 in Form eines Ankerbolzens 26 angeordnet, der der Längsführung eines Magnet- ankers 28 dient. Der Magnetanker 28 ist Bestandteil eines Magnetaktors 30 und weist auf der dem Ventilstück 12 zugewandten Seite einen hülsenförmigen Bereich 31 auf, der einstückig auf der dem Ventilstück 12 abgewandten Seite in einen plattenförmigen Ankerabschnitt 32 übergeht. Der Bereich 31 weist auf der der kegelförmigen Erhebung 24 zugewandten Seite eine erste Dichtfläche 33 auf, die mit einer durch die Erhebung 24 an dessen Außenumrandung ausgebildeten zweiten Dichtfläche 34 zusammenwirkt. Die beiden Dichflächen 33, 34 bilden bei der in der Fig. 1 dargestellten Schließpositon des Schalventils 10 einen Dichtsitz 35 aus, der verhindert, dass Kraftstoff aus dem Steuerraum 16 in einen Niederdruckbereich 36 abströmt, in dem auch der Magnetanker 28 angeordnet ist. Der Niederdruckbereich 36 hat wiederum in bekannter Art und Weise Verbindung zu einem Rücklaufanschluss des Kraftstoffinjektors 1 (nicht dargestellt). In the longitudinal axis 19 of the switching valve 10, a guide element 25 is further arranged in the form of an anchor bolt 26, which serves the longitudinal guide of a magnetic armature 28. The armature 28 is part of a magnetic actuator 30 and has on the valve piece 12 side facing a sleeve-shaped portion 31 which merges integrally on the side facing away from the valve piece 12 in a plate-shaped anchor portion 32. The region 31 has, on the side facing the conical elevation 24, a first sealing surface 33 which cooperates with a second sealing surface 34 formed by the elevation 24 on its outer border. The two sealing surfaces 33, 34 form at 1, a sealing seat 35 which prevents fuel from flowing out of the control chamber 16 into a low-pressure region 36 in which the magnet armature 28 is also arranged. The low-pressure region 36 in turn has a known manner connection to a return port of the fuel injector 1 (not shown).
Der Magnetaktor 30 umfasst neben dem Magnetanker 28 eine Magnetspule 37, die in einem Magnetkern 38 eingebettet ist. Der Magnetanker 28 ist radial von einer Hülse 39 umgeben, die ihrerseits zwischen dem Ventilstück 12 und dem Magnetkern 38 axial eingespannt ist. Hierzu dient beispielhaft eine Gehäuseplatte 41 , die mit dem Gehäuseteil 1 1 wirkverbunden ist, und die den Magnetkern 38 in Richtung der Hülse 39 drückt. Der Ankerbolzen 26 ist über eine Einstellplatte 42 mit der Gehäuseplatte 41 verbunden. Zwischen der der Gehäuseplatte 41 zugewandten Seite des Magnetankers 28 und dem Ankerabschnitt 32 stützt sich eine den Ankerbolzen 26 radial umgebende Druckfeder 43 ab. Die Druckfeder 43 belastet den Magnetanker 28 mit einer Federkraft in Richtung des Ventilsstücks 12 derart, dass bei unbestromter Magnetspule 37 der Magnetanker 28 unter Ausbildung des Dichtsitzes 35 auf dem Ventilstück 12 aufsitzt. The magnet actuator 30 comprises, in addition to the magnet armature 28, a magnet coil 37 which is embedded in a magnet core 38. The magnet armature 28 is surrounded radially by a sleeve 39, which in turn is axially clamped between the valve member 12 and the magnetic core 38. This is exemplified by a housing plate 41, which is operatively connected to the housing part 1 1, and presses the magnetic core 38 in the direction of the sleeve 39. The anchor bolt 26 is connected via an adjusting plate 42 with the housing plate 41. Between the housing plate 41 facing side of the armature 28 and the armature portion 32 is a the anchor bolt 26 radially surrounding compression spring 43 from. The compression spring 43 loads the magnet armature 28 with a spring force in the direction of the valve piece 12 such that when the magnet coil 37 is de-energized, the magnet armature 28 is seated on the valve piece 12 to form the sealing seat 35.
Zum Freigeben der angesprochenen Spritzöffnungen im Kraftstoff! njektor 1 ist es erforderlich, dass der Steuerraum 16 druckentlastet wird. Hierzu wird der Magnetaktor 30 betätigt, indem die Magnetspule 37 bestromt wird. Dies hat zur Folge, dass der Magnetanker 28 entgegen der Federkraft der Druckfeder 43 von seinem Dichtsitz 35 abhebt, wodurch über die Durchgangbohrung 20 Kraftstoff aus dem Steuerraum 16, die Abströmdrossel 22 sowie die beiden Bohrungsabschnitte 21 und 23 in den Niederdruckbereich 36 abströmt. Durch den Druckabfall des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs aus dem Steuerraum 16 beim Durchströmen der Durchgangsbohrung 20 neigt der Bereich nach der Abströmdrossel 23 zur Kavitation. Um die Kavitationserscheinungen in den bauteilkritischen Bereichen zu mindern, ist es vorgesehen, dass der Ankerbolzen 26 auf der dem Ventilstück 12 zugewandten Stirnseite mit einer Kavitationsschutzeinrichtung 45 ausgestattet ist. To release the mentioned spray openings in the fuel! Injector 1, it is necessary that the control chamber 16 is depressurized. For this purpose, the magnetic actuator 30 is actuated by the magnetic coil 37 is energized. This has the consequence that the armature 28 lifts against the spring force of the compression spring 43 of its sealing seat 35, which flows through the passage bore 20 fuel from the control chamber 16, the outflow throttle 22 and the two bore sections 21 and 23 in the low pressure region 36. Due to the pressure drop of the high-pressure fuel from the control chamber 16 when flowing through the through hole 20, the area after the outflow throttle 23 tends to cavitate. In order to reduce the cavitation phenomena in the component-critical areas, it is provided that the anchor bolt 26 is provided with a cavitation protection device 45 on the end face facing the valve piece 12.
Die Kavitationsschutzeinrichtung 45 umfasst in dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Schaltventils 10 ein insbesondere aus kavitationsunempfindlichen Material, vorzugsweise aus Keramik bestehendes Schutzele- ment 46, das beispielhaft plattenförmig bzw. zylindrisch ausgebildet ist, und das mit dem Ankerbolzen 26 an dessen dem Ventilstück 12 zugewandter Stirnseite 47 fest verbunden ist, z.B. durch eine Klebeverbindung. In the exemplary embodiment of the switching valve 10 shown in FIG. 1, the cavitation protection device 45 comprises a protective element, in particular consisting of cavitation-insensitive material, preferably of ceramic material. ment 46, which is exemplarily plate-shaped or cylindrical, and which is fixedly connected to the anchor bolt 26 at the valve piece 12 facing end face 47, for example by an adhesive bond.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Schutzelement 46 in einer entsprechende Aufnahme (Sacklochbohrung) an der Stirnseite 47 des Ankerbolzens 26 befestigt ist, insbesondere durch eine Presspassung, indem das Schutzelement 46 in die Aufnahme des Ankerbolzens 26 eingepresst ist. Alternativ ist es auch möglich, dass der gesamte Ankerbolzen 46 aus einem kavitationsunempfindlichen Material, vorzugsweise aus Keramik, besteht. It can also be provided that the protective element 46 is secured in a corresponding receptacle (blind hole) on the end face 47 of the anchor bolt 26, in particular by a press fit by the protective element 46 is pressed into the receptacle of the anchor bolt 26. Alternatively, it is also possible that the entire anchor bolt 46 is made of a cavitation insensitive material, preferably ceramic.
Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Schaltventil 10 ist das Schutzelement 46 axial von der Bohrungsmündung 48 der Durchgangsbohrung 20 beabstandet. Bei dem in der Fig. 2 dargestellten, modifizierten Schaltventils 10a ragt der Ankerbolzen 26a mit seiner Stirnseite in den zweiten Bohrungsabschnitt 23a der Durchgangsbohrung 20 axial hinein bzw. taucht in den zweiten Bohrungsabschnitt 23a ein. Hierzu ist das Ende 49 des Ankerbolzens 26a im Durchmesser verringert ausgebildet. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass zumindest die der Durchgangsbohrung 20 zugewandte Stirnseite 51 des Endes 49 des Ankerbolzens 26a mit einer Kavitationsschutzeinrichtung 45 ausgestattet ist, z.B. durch ein plattenför- miges Schutzelement 46a. In the switching valve 10 shown in FIG. 1, the protective element 46 is axially spaced from the bore mouth 48 of the through hole 20. In the modified switching valve 10a shown in FIG. 2, the anchor bolt 26a projects with its end face into the second bore section 23a of the through-hole 20 axially or dips into the second bore section 23a. For this purpose, the end 49 of the anchor bolt 26a is formed reduced in diameter. According to the invention, it is provided that at least the end face 51 of the end 49 of the anchor bolt 26a facing the through-bore 20 is equipped with a cavitation protection device 45, e.g. by a plate-shaped protective element 46a.
Die soweit beschriebenen Schaltventile 10, 10a können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es beispielsweise denkbar, die Kavitationsschutzeinrichtung 45 alternativ in Form einer vorzugsweise keramischen Beschichtung am Ankerbol- ten 26, 26a auszubilden. The switching valves 10, 10a described so far can be modified or modified in many ways, without departing from the spirit of the invention. For example, it is conceivable to form the cavitation protection device 45 alternatively in the form of a preferably ceramic coating on the anchor bolt 26, 26a.

Claims

Ansprüche claims
1 . Schaltventil (10; 10a) zur Steuerung eines Kraftstoffinjektors (1 ), insbesondere eines Kraftstoffinjektors (1 ) in einem Common-Rail-Einspritzsystem, mit einem Ventilstück (12), einem hubbeweglichen Ventilschließelement (30), das in einer Schließstellung an dem Ventilstück (12) einen Dichtsitz (35) ausbildet, wobei das Ventilschließelement (30) an Umfang eines stiftförmi- gen Führungselements (25) geführt ist, wobei im Ventilstück (12) eine Durchgangsbohrung (20) ausgebildet ist, die bei vom Dichtsitz (35) abgehobenem Ventilschließelement (30) eine hydraulische Verbindung zwischen einem Niederdruckbereich (36) und einem unter Hochdruck stehenden Steuerraum (16) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der der Durchgangsbohrung (20) zugewandte Endbereich des Führungselements (25) mit einer Kaviaitonsschutzeinrichtung (45) ausgestattet ist. 1 . Switching valve (10, 10a) for controlling a fuel injector (1), in particular a fuel injector (1) in a common rail injection system, comprising a valve piece (12), a liftable valve closing element (30) which is in a closed position on the valve piece (10). 12) forms a sealing seat (35), wherein the valve closing element (30) on the circumference of a pin-shaped guide member (25) is guided, wherein in the valve piece (12) has a through hole (20) is formed in the lifted from the sealing seat (35) Valve closure element (30) forms a hydraulic connection between a low-pressure region (36) and a high-pressure control chamber (16), characterized in that at least the end region of the guide element (25) facing the through-bore (20) is equipped with a cavitation protection device (45) ,
2. Schaltventil nach Anspruch 1 , 2. switching valve according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Kavitationsschutzeinrichtung (45) durch Ausbildung zumindest des Endabschnitts des Führungselements (25) aus einem kaviatationsu- nempfindlichen Material erfolgt.  in that the cavitation protection device (45) is formed by forming at least the end section of the guide element (25) from a cavitation-insensitive material.
3. Schaltventil nach Anspruch 2, 3. switching valve according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Material Keramik ist. Schaltventil nach Anspruch 2 oder 3, that the material is ceramic. Switching valve according to claim 2 or 3,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Kavitationsschutzeinrichtung (45) ein aus dem kaviatationsu- nempfindlichen Material bestehendes Schutzelement (46) umfasst, das mit dem Endbereich des Führungselements (25) verbunden ist.  in that the cavitation protection device (45) comprises a protection element (46) which consists of the cavitation-insensitive material and which is connected to the end region of the guide element (25).
Schaltventil nach Anspruch 4, Switching valve according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Verbindung als eine Klebeverbindung und/oder eine Pressverbindung ausgebildet ist.  that the connection is formed as an adhesive connection and / or a press connection.
Schaltventil nach Anspruch 2 oder 3, Switching valve according to claim 2 or 3,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das gesamte Führungselement (25) aus Keramik besteht.  that the entire guide element (25) consists of ceramic.
Schaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, Switching valve according to one of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das der Durchgangsbohrung (20) zugewandte Ende (49) des Führungselements (25) in den zweiten Bohrungsabschnitt (23a) der Durchgangsbohrung (20) eintaucht.  in that the end (49) of the guide element (25) facing the through-hole (20) is inserted into the second bore section (23a) of the through-hole (20).
Schaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, Switching valve according to one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Ventilschließelement (30) als Magnetanker (28) ausgebildet ist, und dass das Führungselement (25) ein Ankerbolzen (26; 26a) ist.  in that the valve closure element (30) is designed as a magnet armature (28), and in that the guide element (25) is an anchor bolt (26; 26a).
Schaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, Switching valve according to one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass es als ein im Wesentlichen druckausgeglichenes Ventil mit einem Magnetaktor (30) ausgebildet ist.  in that it is designed as a substantially pressure balanced valve with a magnetic actuator (30).
0. Schaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 0. Switching valve according to one of claims 1 to 9,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass in der Durchgangsbohrung (20) in einem ersten Bohrungsabschnitt (21 ) eine Abströmdrossel (22) ausgebildet ist, und wobei sich an den ersten Boh- rungsabschnitt (21 ) auf der dem Dichtsitz (35) zugewandten Seite ein zweiter Bohrungsabschnitt (23; 23a) anschließt. an outflow throttle (22) is formed in the through-bore (20) in a first bore section (21), and wherein the first bore A second bore section (23, 23a) adjoins the sealing section (21) on the side facing the sealing seat (35).
Kraftstoffinjektor (1 ) mit einem Schaltventil (10; 10a) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Systemdruck im Kraftstoffinjektor (1 ) mehr als 1600 bar, vorzugsweise mehr als 2000 bar beträgt. Fuel injector (1) with a switching valve (10; 10a) according to one of claims 1 to 10, wherein the system pressure in the fuel injector (1) is more than 1600 bar, preferably more than 2000 bar.
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