WO2019072793A1 - Fluidventil und verfahren zur steuerung der zufuhr von fluid - Google Patents

Fluidventil und verfahren zur steuerung der zufuhr von fluid Download PDF

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WO2019072793A1
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valve
fluid
pole piece
armature
ring
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PCT/EP2018/077389
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Harry SCHÜLE
Stefan Schuster
Janos Kerekgyarto
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Continental Automotive Gmbh
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    • F02M63/0003—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure
    • F02M63/0007—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure using electrically actuated valves
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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Definitions

  • the present invention relates to a fluid valve, in particular a gas valve, comprising a valve housing extending along a longitudinal center axis from a fluid inlet to a fluid outlet and at least one first valve assembly, the first valve assembly having a valve needle and an electromagnetic actuator, wherein the valve needle in a cavity of the Valve housing along the central longitudinal axis is be ⁇ wegbar, wherein the electromagnetic actuator comprises an armature which is coupled to the valve needle, and a pole piece which is coupled to the valve housing, wherein the armature on an armature stop side opposite the pole piece has an anchor stop surface and the pole piece has a pole piece stop face on a pole piece stopper side opposite the armature.
  • the fuel is usually stored in bottles with pressures up to 200 bar. For this reason, a pressure reducer is needed, the gas from the bottle high pressure on reduced a low rail pressure at the inlet of the injection valves.
  • This low rail pressure is usually 2 - 20 bar, depending on: the injection port port injection or direct injection into the combustion chamber DI, the properties of the injection valve, such as magnetic forces, electrical marginal conditions of current and voltage and of course the Pressure level of the gas, which determines the forces on the moving parts, such as the needle.
  • the limits of the possible flow rate are encountered very quickly, since a gas requires a larger cross section than with a liquid injection valve. The required cross section is paid for by an increased stroke of the needle or a plate.
  • the invention relates in a second aspect to a method for controlling the supply of fluid, preferably gas, into a combustion chamber in an internal combustion engine.
  • fluid preferably gas
  • the object of developing a fluid valve according to the features of the preamble of claim 1 advantageous.
  • the invention is based on the object of further developing a known method of controlling the supply of fluid.
  • the aim is also that the disadvantages described above can be at least partially or completely avoided.
  • the invention proposes to achieve the object that the first valve assembly has a deformable first ring element and a deformable second ring element, and that in an observation along the longitudinal center axis, an inner contour of the first ring element extends outside an outer contour of the second ring element.
  • the fluid valve or gas valve is preferably a gas injection valve, which could also be called a gas injection valve, for controlling the supply of gas into a combustion chamber of an internal combustion engine of a motor vehicle or the like.
  • the armature stop face and the stop face Pol Gian ⁇ may jointly define an inlet to the fluid ge ⁇ directed axial movement of the valve needle, wherein the Contact between the armature stop face and the Pol Gian ⁇ striking surface preferably occurs when the Ven ⁇ tilnadel located in an opening end position, ie, in a position such that the first valve assembly releases the passage of fluid (preferably gas).
  • the deformable ring elements can also be referred to as damping elements.
  • the fluid valve is a gas injection valve.
  • a gas cushion can be enclosed between the armature stop face and the pole stop stop face by means of the ring elements, which is bounded in the radial direction by the first ring element and the second ring element.
  • the first and the second ring element are formed by a first sealing lip and a second sealing lip of an elastomeric ring.
  • the cross section of the elastomeric ring to form the sealing lips expediently deviates from a circular shape.
  • both sealing lips in the direction of the anchor stop surface or in the direction of the Pol Westernanschlag measurements facing projections of the elastomeric ring.
  • the first sealing lip can extend around the second sealing lip.
  • the elastomer ring is received in particular on its side remote from the sealing lips in an annular groove of the armature or the pole piece.
  • the first and second ring element on This way in the manufacture of the valve particularly easy to be arranged on the pole piece or anchor.
  • a first annular groove in the armature or in the pole piece, in which the first ring element is arranged is formed on the armature stop side or on the pole piece stop side.
  • a second annular groove in the armature or in the pole piece is formed, in which the second ring element is arranged.
  • a state in which no contact between the armature stop face and the Pol Georgiaanschlag measurements consists in a gap between the armature stop face and the pole piece ⁇ stop surface is -dh formed - can be characterized, for example, characterized in that the electromagnetic Actuate the ⁇ restriction device is in a deactivated state, , When disabled, the pole piece exerts no magnetic on ⁇ attractive force on the armature.
  • it may be a state in which the valve needle away from its open end position and in particular to a state in which the first valve assembly is in a Ge ⁇ closed position so that no passage of fluid is possible.
  • first ring element and the second Rin ⁇ gelement protrude axially from their relevant annular groove means that the ring element projects beyond the relevant annular groove on this laterally adjacent abutment surface (ie Ankeran ⁇ impact surface or Pol thoroughlyanschlag formula) oriented along the longitudinal central axis direction.
  • first annular groove and the second annular groove are formed on the anchor abutment side from the armature abutment surface or that the first annular groove and the second annular groove are formed on the pole piece abutment side from the pole piece abutment surface or the first annular groove on the armature abutment side starting from the Anchor
  • An ⁇ impact surface is formed and the second annular groove is formed on the Pol sequentialanschlagseite starting from the Pollustanschlag3.1
  • the second annular groove is formed on the anchor Antschseite starting from the anchor stop surface and the first annular groove is formed on the Pol sunnyanschlagites starting from the Pol spaanschlag decorations.
  • the anchor stop surface and / or the pole piece stop surface is in an expedient development, apart from possibly of the / the annular groove (s), a flat surface.
  • the anchor stop surface and the pole piece ⁇ stop surface are parallel to each other. It is preferred that in a consideration along the longitudinal central axis, the inner contour of the first ring element, in particular ⁇ along the entire circumference leading to the longitudinal central axis, transversely to the circumferential direction of the outer contour of the second ring element is spaced.
  • the fluid valve of the invention is preferably intended for gas injection and gas inlet ⁇ injection into a combustion chamber of an internal combustion engine. By means of the dimensioning of the intermediate distance, the size of the fluid cushion and thereby a pneumatic damping effect can be influenced.
  • first annular groove and the second annular groove are arranged concentrically with one another in a viewing along the longitudinal central axis. This favors on the one hand a symmetrical force distribution. Furthermore, this proves to be advantageous for a simple and thus inexpensive production. Accordingly, there is the possibility that the first ring member and the second Rin ⁇ gelement are arranged in a viewed along the longitudinal central axis concentric with each other. There is the possi ⁇ probability that the first annular groove and / or the second annular groove circular or polygonal or polygonal, in particular quad ⁇ ratisch, is or are.
  • the first ring element and / or the second ring element is circular or polygonal or polygonal, in particular square, or is formed. It is preferred that the first ring element is inserted or injected in the first annular groove or otherwise secured therein and / or that the second ring element is inserted or injected in the second annular groove or otherwise secured therein. This offers advantages in terms of manufacturing and Ge ⁇ service properties.
  • the first ring element and the second ring element are made of elastically deformable material.
  • the first ring element and second ring element made of plastic, rubber, elastomer or the like are made.
  • the first ring member and the second ring member may be formed the same, so that the danger of confusion can be avoided during assembly. It is preferred that the armature stop face and / or the Pol Georgiaanschlag measurements to the longitudinal center axis extends vertically ⁇ he or extend.
  • the pole piece is arranged with respect to a valve longitudinal direction between the armature and the fluid inlet, so that the An ⁇ keranschlag measurements and the Pol Westernanschlag geometry limit axial movement of the valve needle in a direction to the fluid inlet direction.
  • the first Ventilbau ⁇ group has an axially coupled to the valve housing or formed on the valve housing valve seat, which limits an axial movement of the valve needle in a direction away from the fluid inlet direction.
  • the first valve assembly may be a valve assembly of the so-called inward-opening type.
  • the fluid valve comprises a second valve assembly, which is in relation to a fluid passage direction of the fluid valve to the first valve assembly downstream on ⁇ arranged that a fluid outlet of the first valve assembly passband in fluid connection to a fluid inlet of the second valve assembly is that the second valve assembly has its own valve needle and its own
  • Return spring comprises, wherein the valve needle of the second valve assembly is movable in a cavity of the valve housing along the longitudinal central axis against the spring force of the return spring of the second valve assembly, in particular from a closed position to an open position.
  • the second valve assembly may preferably be a passive valve assembly of the so-called outward-opening type.
  • the first valve assembly can serve as an "active" valve assembly for controlling the second valve assembly. It is advantageous, the ability to make the second valve assembly insensitive to high (prevailing in a combustion chamber of an internal combustion engine) temperatures.
  • the invention proposes for the advantageous development of a method for controlling the supply of fluid, preferably gas, that a fluid valve is provided according to one of the preceding claims and that the electromagnetic actuator is activated, so that the armature for opening the Fluid valve of the pole piece is attracted electromagnetically, whereby the first deformable ring member and the second deformable ring member are increasingly deformed.
  • a fluid valve is provided according to one of the preceding claims and that the electromagnetic actuator is activated, so that the armature for opening the Fluid valve of the pole piece is attracted electromagnetically, whereby the first deformable ring member and the second deformable ring member are increasingly deformed.
  • FIG 1 shows a longitudinal section through a fluid valve according to the invention according to a first preferred embodiment, wherein the first valve assembly is shown open for the passage of fluid.
  • FIG. 2 is an enlarged view of detail II of FIG. 1; FIG.
  • FIG. 3 in perspective and partially broken the anchor shown in Figure 2;
  • FIG. 4 shows the image detail shown in FIG. 2, but the first valve assembly is closed differently from FIG. 2; 5 shows a detail of a second preferred Ausure ⁇ tion of a fluid valve according to the invention and
  • a first preferred embodiment of a fluid valve 1 is presented.
  • the fluid valve 1 is a gas blow valve, which may also be referred to as a gas injection valve and which may serve to control the supply of gas into a combustion chamber of an internal combustion engine for a motor vehicle.
  • the fluid valve 1 comprises a multi-part valve housing 2 in the example, which extends along a longitudinal central axis L in a fluid inlet 3 to a fluid outlet 4 of the fluid valve 1.
  • the fluid valve 1 comprises a first valve assembly 5 and a fluid passageway 1 in relation to a fluid passageway. downstream FD connected thereto second valve ⁇ assembly 6.
  • the first valve assembly 5 has a valve needle 7 and an electromagnetic actuator 8.
  • the valve needle 7 is movable in a cavity 9 of the valve housing 2 along the longitudinal central axis L, ie in the axial direction.
  • the electromagnetic actuator 8 has an armature 10, a pole piece 11 and a coil 12.
  • the armature 10 is attached to the valve needle 7, so that no axial relative movement is possible between these components.
  • the pole piece 11 is set in the valve housing 2 so that between the valve ⁇ housing 2 and the pole piece 11 no axial relative movement is possible.
  • the coil 12 is also fixed in the valve housing 2 relative to this immovable axially and can be applied by means of an electrical connection 13 for activating the actuation device 8 to an electrical voltage, so that the coil 12 is traversed by electric current.
  • the armature 10 forms an armature stop face 15 on its armature stop side 14 opposite the pole piece 11.
  • the pole piece 11 forms on its armature 10 opposite Pol Glaanschlagseite 16 a Pol Glaanschlagional Biology 17 from.
  • FIG. 2 which shows an open position (ie, an operating state in which fluid is allowed to pass) to the first valve assembly 5
  • the armature abutment surface 15 and the pole piece abutment surface 17 are supported against each other.
  • FIG. 4 which shows a closed position (ie an operating state in which no fluid is let through) of the first valve assembly 5
  • the gap 18 is bounded directly by the anchor stop surface 15 and the Pol Glaanschlag requirements 17.
  • first valve assembly 5 includes a deformable first ring member 19 and a deformable second ring member 20.
  • first ring member 19 is ⁇ arranged in a recess formed on the armature stop face 14 first annular groove 21, and that second ring member 20 is in a likewise to the anchor stop side 14 formed second annular groove 22 is arranged.
  • FIG. 3 illustrates that, when viewed along the longitudinal central axis L, an inner contour 23 of the first ring element 19 extends outside an outer contour 24 of the second ring element 20.
  • the ring elements 19, 20 and the annular grooves 21, 22 are each circular. Therefore, the inner contour 23 corresponds to a circle with the inner diameter Di of the first ring member 19 and the Au ⁇ JOkontur 24 of the second ring member 20 corresponds to a circle with the outer diameter d a of the second ring member 20.
  • the internal diameter Di chosen larger than the outer diameter d a in the example.
  • the annular grooves 21, 22 in a consideration along the longitudinal central axis L (in this case one could speak of a projection viewing on a common reference plane) chen ⁇ concentric to each other.
  • the inner contour 23 is at a constant distance a from the outer contour 24 of the second ring element 20 at right angles to the circumferential direction U along its entire circumference about the longitudinal central axis L.
  • the ring members 19, 20 are rubber rings disposed in the annular grooves 21, 22.
  • a cross-sectional diameter d of the ring elements 19, 20 is slightly larger than the depth t of the two annular grooves 21, 22 selected. It follows that, when the gap 18 shown in FIG.
  • Fluid volume is compressed in a further approach of the armature 10 to the pole piece 11 and the further approach pneumatically attenuated.
  • the deformation of the ring elements 19, 20 consumes energy, whereby the approach is also slowed down.
  • the anchor stop surface 15 and the Pol Westernanschlag measurements 17 are each formed flat and extend perpendicular to the longitudinal central axis L.
  • the annular grooves 21, 22 are recessed from the anchor stop surface 15 in the armature 10.
  • FIG. 1 illustrates that the pole piece 11 is disposed between the armature 10 and the fluid inlet 3 with respect to a valve longitudinal direction VL such that the armature stop surface 15 and the pole piece stop surface 17 limit axial movement of the valve needle 7 in a direction directed toward the fluid inlet 3.
  • the first valve assembly 5 has an axially coupled to the Ven ⁇ 2 tilgephaseuse valve seat 25 which limits axial movement of the valve needle 7 in a direction away from the fluid inlet 3 direction.
  • the first valve assembly 5 is thus of the so-called inward-opening type.
  • the first valve assembly 5 has a return spring 26; in the example it concerns a cylinder pressure spring. Its first spring-length end 26 is indirectly in the direction of the fluid inlet supported the valve housing 2.
  • the second spring longitudinal end 28 is supported in the direction of the fluid outlet 4 on the valve needle 7, wherein the return spring 26 is installed in a prestressed, ie compressed, state.
  • the return spring 26 thus transmits to the valve needle 7 in a direction toward the fluid outlet
  • the fluid valve 1 comprises a second valve assembly 6. This is with respect to the fluid passage FD to the first valve assembly
  • a fluid idaus Scheme 29 of the first valve assembly 5 is in direct fluid communication with a fluid inlet portion 30 of the second valve assembly 6.
  • the second valve assembly 6 includes a separate valve needle 31 and a separate return spring 32.
  • the valve needle 31 is along a cavity 33 in the valve housing. 2 along the longitudinal central axis L against the spring force of the return spring 32 from a closed position to an open position movable.
  • the tip 34 of the valve needle 31 sealingly cooperates with the mouth of the fluid outlet 4.
  • the tip 34 protrudes slightly outward from the mouth, thereby releasing the seal.
  • the second valve assembly 6 ent ⁇ speaks thus the so-called. Outwardly opening valve type.
  • FIG. 5 shows, in a representation comparable to FIG. 4, a detail of a fluid valve 1 according to the invention in accordance with a second preferred exemplary embodiment. The difference to
  • Figure 6 shows in a representation comparable to the Figures 4 and 5 representation, a section of a fluid valve 1 according to a third preferred execution ⁇ example.
  • the arrangement of the deformable ring elements 19, 20 is again different there.
  • the first annular groove 21 is formed on the anchor stop side 14, starting from the anchor stop surface 15, and the second annular groove 22 is formed on the Pol Glaanschlagseite 16 starting from the Pol Gla ⁇ stop surface 17.
  • the effects and advantages described above are achieved. All disclosed features are essential to the invention (individually, but also in combination with one another).
  • the subclaims characterize with their features independent inventive developments of the prior art, in particular ⁇ to make on the basis of these claims divisional applications.

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Abstract

Es wird ein Fluidventil (1) offenbart, das eine erste Ventilbaugruppe (5) mit einer Ventilnadel (7) und einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung (8) aufweist. Die elektromagnetische Betätigungseinrichtung (8) hat einen Anker (10), der mit der Ventilnadel (7) gekoppelt ist, und ein Polstück (11).Der Anker (10) weist an einer dem Polstück (11) gegenüberliegenden Ankeranschlagseite (14) eine Ankeranschlagfläche (15) auf, und das Polstück (11) weist an einer dem Anker (10) gegenüberliegenden Polstückanschlagseite (16) eine Polstückanschlagfläche (17) auf. Zur vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die erste Ventilbaugruppe (5) ein verformbares erstes Ringelement (19) und ein verformbares zweites Ringelement (20) aufweist, wobei, in einer Betrachtung entlang der Längsmittelachse (L), eine Innenkontur (23) des ersten Ringelements (19) außerhalb einer Außenkontur (24) des zweiten Ringelements (20) verläuft. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Steuerung der Zufuhr von Fluid mittels eines erfindungsgemäßen Fluidventils.

Description

Beschreibung
Bezeichnung der Erfindung Fluidventil und Verfahren zur Steuerung der Zufuhr von Fluid Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fluidventil, insbesondere Gasventil, das ein sich entlang einer Längsmittelachse von einem Fluideinlass zu einem Fluidauslass erstreckendes Ventilgehäuse und zumindest eine erste Ventilbaugruppe umfasst, wobei die erste Ventilbaugruppe eine Ventilnadel und eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung aufweist, wobei die Ventilnadel in einem Hohlraum des Ventilgehäuses entlang der Längsmittelachse be¬ wegbar ist, wobei die elektromagnetische Betätigungseinrichtung einen Anker, der mit der Ventilnadel gekoppelt ist, und ein Polstück, das mit dem Ventilgehäuse gekoppelt ist, aufweist, wobei der Anker an einer dem Polstück gegenüberliegenden An- keranschlagseite eine Ankeranschlagfläche aufweist und das Polstück an einer dem Anker gegenüberliegenden Polstückanschlagseite eine Polstückanschlagfläche aufweist.
Stand der Technik
In den kommenden Jahren wird der Anteil an gasbetriebenen Fahrzeugen immer mehr steigen. Für die Akzeptanz der Kunden ist jedoch der Aufpreis für den zusätzlichen Gasbetrieb ein wichtiges Kaufargument , weshalb das System so einfach als möglich sein sollte. Die Systemkonfiguration eines heutigen Gassystems sieht in der Regel einen Gasspeicher, Absperrventile, Temperatur- und Drucksensoren, einen Druckminderer oder Druckregler, Gasein- blasventile sowie ein Steuergerät für die zusätzlichen Kom¬ ponenten vor.
Bei Erdgasfahrzeugen wird der Kraftstoff in der Regel in Flaschen mit Drücken bis zu 200 bar gelagert. Aus diesem Grund wird ein Druckminderer benötigt, der Gas von dem Flaschen-Hochdruck auf einen niedrigen Raildruck am Eingang der Einblasventile reduziert. Dieser niedrige Raildruck beträgt in der Regel 2 — 20 bar, je nach: dem Einblasort Saugrohreinblasung PI (port injection) oder Direkteinblasung in den Brennraum DI, den Eigenschaften des Einblasventils, wie Magnetkräften, zur Verfügung stehenden elektrischen Randbedingungen von Strom und Spannung und natürlich dem Druckniveau des Gases, das die Kräfte auf die beweglichen Teile, wie die Nadel, bestimmt. Bei einem Gaseinblasventil stößt man allerdings sehr schnell an die Grenzen des möglichen Durchflusses, da bei einem Gas ein größerer Querschnitt als bei einem Flüssigkeits-Einspritzventil benötigt wird. Der benötigte Querschnitt wird durch einen erhöhten Hub der Nadel oder eines Tellers erkauft. Ein größerer Durchmesser dieses Aktuators stößt wieder an Grenzen, da damit die Gaskräfte steigen. Je größer der Abstand des Aktuators zur Spule infolge eines vergrößerten Hubes wird, desto geringer werden die Magnetkräfte, mit denen der Aktuator angehoben werden kann. Das bedeutet, dass bei einem gewünschten Durchfluss der Hub der Nadel zusammen mit den Magnetkräften angepasst werden muss.
Die großen Hübe der Nadel bzw. des Ankers eines solchen Ein¬ blasventils führen aber auch zu hohen Beschleunigungen der Nadel, sobald diese aus dem Sitz gehoben wurde und die entgegen der Bewegungsrichtung wirkenden Gaskräfte reduziert werden. Außerdem kommt hinzu, dass die Magnetkräfte immer stärker werden, je näher der Anker / die Nadel sich dem Polstück des Elektromagneten nähern. Die metallische Nadel wird also mit voller Wucht und ungebremst auf das metallische Polstück prallen. Es hat sich gezeigt, dass damit ein Gaseinblasventil, das sich über die Lebensdauer mehrere hundert Millionen Fach öffnen und schließen muss, an der Auftreffstelle zerstört werden kann. Ein gattungsgemäßes Fluidventil ist aus EP 2 602 476 AI und aus EP 2 378 106 AI bekannt.
Die Erfindung betrifft gemäß einem zweiten Aspekt ein Verfahren zur Steuerung der Zufuhr von Fluid, vorzugsweise von Gas, in einen Brennraum in einer Verbrennungskraftmaschine. Bei solchen bekannten Verfahren treten ebenfalls die vorangehend be¬ schriebenen Schwierigkeiten auf. Zusammenfassung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund liegt dem ersten Aspekt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fluidventil gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1 vorteilhaft weiterzubilden.
Insbesondere wird angestrebt, dass dadurch die zuvor be¬ schriebenen Nachteile teilweise oder vollständig vermieden werden können.
Im Hinblick auf den zweiten Erfindungsaspekt liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Verfahren der Steuerung der Zufuhr von Fluid vorteilhaft weiterzubilden. Insbesondere wird auch dabei angestrebt, dass die zuvor beschriebenen Nachteile zumindest teilweise oder vollständig vermieden werden können. Gemäß dem ersten Aspekt schlägt die Erfindung zur Lösung der Aufgabe vor, dass die erste Ventilbaugruppe ein verformbares erstes Ringelement und ein verformbares zweites Ringelement aufweist, und dass in einer Betrachtung entlang der Längsmittelachse eine Innenkontur des ersten Ringelements außerhalb einer Außenkontur des zweiten Ringelements verläuft.
Bei dem Fluidventil bzw. Gasventil handelt es sich vorzugsweise um ein Gaseinspritzventil, das man auch als Gaseinblasventil bezeichnen könnte, für die Steuerung der Zufuhr von Gas in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges oder dergleichen. Die Ankeranschlagfläche und die Polstückan¬ schlagfläche können gemeinsam eine zu dem Fluideinlass ge¬ richtete axiale Bewegung der Ventilnadel begrenzen, wobei der Kontakt zwischen der Ankeranschlagfläche und der Polstückan¬ schlagfläche vorzugsweise dann entsteht, wenn sich die Ven¬ tilnadel in einer Öffnungsendposition befindet, d.h. in einer Position, so dass die erste Ventilbaugruppe den Durchlass von Fluid (vorzugsweise Gas) freigibt.
Wird die elektromagnetische Betätigungseinrichtung mittels einer elektrischen Spannung aktiviert, wird eine Spule des Elektromagneten von Strom durchflössen, was dazu führt, dass der Anker in einer axialen Richtung von dem Polstück elektromagnetisch angezogen wird, so dass sich die Ventilnadel bei Überschreiten einer bestimmten elektromagnetischen Kraft entgegen der Kraft der Rückstellfeder in Richtung zu dem Polstück bewegt. Ab einer gewissen Annäherung der Ankeranschlagfläche an die ihr gegenüberliegende Polstückanschlagfläche werden die verformbaren Ringelemente verformt, wodurch die Annäherungs¬ geschwindigkeit nicht schlagartig, sondern allmählich abge¬ bremst wird. Die Verzögerung resultiert aus der zur Verformung der Ringelemente erforderlichen Energie. Eine maximale Annä- herung wird bei einer Ausführungsform erreicht, wenn die Ankeranschlagfläche und die Polstückanschlagfläche sich berühren. Zufolge der durch die Verformungen reduzierten Restgeschwindigkeit wird die Aufprallkraft der Ankeranschlagfläche auf die Polstückanschlagfläche reduziert und insofern der Aufprall gedämpft, so dass man die verformbaren Ringelemente auch als Dämpfungselemente bezeichnen kann.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist das Fluidventil ein Gas-Einblasventil. Zur Dämpfung einer Bewegung der Ankeran- schlagfläche in Richtung zur der Polstückanschlagfläche hin ist zwischen der Ankeranschlagfläche und der Polstückanschlagfläche mittels der Ringelemente ein Gaspolster einschließbar, das in radialer Richtung von dem ersten Ringelement und dem zweiten Ringelement begrenzt ist.
Anders ausgedrückt wird bei der Anordnung von zwei verformbaren Ringelementen, während jedes Ringelement die ihm gegenüberliegende Anschlagfläche berührt, zwischen den Ringelementen eine gewisse Menge des Fluids bzw. des Gases eingeschlossen. Bei fortdauernder Annäherung der beiden Anschlagflächen, also der Ankeranschlagfläche und der Polstückanschlagfläche, zueinander wirkt das Fluid- bzw. Gasvolumen wie ein Polster, das vorteilhaft als technischen Effekt bei der gegenseitigen Annäherung eine Dämpfung bewirkt. Wird als Fluid ein Gas verwendet, wird eine pneumatische Dämpfung erreicht. Auch dies trägt zu einer im Vergleich zu einem herkömmlichen Fluidventil verzögerten Annäherung bis hin zum gegenseitigen Kontakt der beiden An- schlagflächen bei. Folglich überlagern und verstärken sich die beiden zuvor beschriebenen Effekte, so dass in besonders wirkungsvoller Weise durch ein vorheriges zunächst allmähliches, das heißt nicht abruptes, Abbremsen des bewegten Aktuators (also des Ankers und der Ventilnadel) beim ersten Kontakt zwischen der Ankeranschlagfläche und der Polstückanschlagfläche ein spitzer Impuls vermieden wird. Bezieht man dies auf die Ventilnadel¬ bewegung, wird als technischer Effekt folglich vorteilhaft eine verbesserte Nadeldämpfung erreicht. Indem der erste Kontakt mit nur noch verringerter Restgeschwindigkeit entsteht, wird au- ßerdem eine Verringerung der Geräuschentwicklung bei der Kontaktentstehung erreicht.
Es bestehen zahlreiche Möglichkeiten zur bevorzugten Ausgestaltung und Weiterbildung:
Bei einer Ausgestaltung sind das erste und das zweite Ringelement von einer ersten Dichtlippe und einer zweiten Dichtlippe eines Elastomerrings gebildet. Bei dieser Ausgestaltung weicht der Querschnitt des Elastomerrings zur Ausbildung der Dichtlippen zweckmäßig von einer kreisförmigen Gestalt ab. Vorzugsweise sind beide Dichtlippen in Richtung der Ankeranschlagfläche oder in Richtung der Polstückanschlagfläche weisende Vorsprünge des Elastomerrings. Zweckmäßig kann die erste Dichtlippe um die zweite Dichtlippe herum verlaufen. Der Elastomerring ist insbesondere an seiner von den Dichtlippen abgewandten Seite in einer Ringnut des Ankers bzw. des Polstücks aufgenommen.
Vorteilhafterweise können das erste und zweite Ringelement auf diese Weise bei der Herstellung des Ventils besonders einfach am Polstück bzw. Anker angeordnet werden.
Bei einer anderen Ausgestaltung ist an der Ankeranschlagseite oder an der Polstückanschlagseite eine erste Ringnut im Anker bzw. im Polstück ausgebildet, in der das erste Ringelement angeordnet ist. An der Ankeranschlagseite oder an der Pol¬ stückanschlagseite ist zudem eine zweite Ringnut im Anker bzw. im Polstück ausgebildet, in der das zweite Ringelement angeordnet ist. Wenn ein Spalt zwischen der Ankeranschlagfläche und der Polstückanschlagfläche gebildet ist, ragen das erste Ringelement aus der ersten Ringnut und das zweite Ringelement aus der zweiten Ringnut axial hinaus. Bei dieser Ausgestaltung sind die Rin¬ gelemente insbesondere besonders einfach und/oder langzeit- stabil herstellbar. Ein besonders großes Gaspolster und/oder geringe Fertigungstoleranzen im Bereich des Arbeitsspalts zwischen Anker- und Polstückanschlagseite können erzielbar sein. Bei einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung haben das erste und das zweite Ringelement jeweils einen kreisförmigen Querschnitt.
Ein Zustand, in dem keine Berührung zwischen der Ankeranschlagfläche und der Polstückanschlagfläche besteht -d.h. in dem ein Spalt zwischen der Ankeranschlagfläche und der Polstück¬ anschlagfläche gebildet ist -, lässt sich beispielsweise dadurch charakterisieren, dass sich die elektromagnetische Betäti¬ gungseinrichtung in einem deaktivierten Zustand befindet. Im deaktivierten Zustand übt das Polstück keine magnetische An¬ ziehungskraft auf den Anker aus. Vorzugsweise kann es sich um einen Zustand handeln, in welchem die Ventilnadel von ihrer Öffnungsendposition entfernt ist und insbesondere um einen Zustand, in dem sich die erste Ventilbaugruppe in einer Ge¬ schlossenstellung befindet, so dass kein Durchlass von Fluid möglich ist. Dass das erste Ringelement und das zweite Rin¬ gelement aus ihrer betreffenden Ringnut axial hinausragen, bedeutet, dass das Ringelement über die an diese betreffende Ringnut seitlich anschließende Anschlagfläche (also Ankeran¬ schlagfläche oder Polstückanschlagfläche) in entlang der Längsmittelachse orientierter Richtung übersteht. Es bestehen als Möglichkeiten, dass die erste Ringnut und die zweite Ringnut an der Ankeranschlagseite ausgehend von der Ankeranschlagfläche ausgebildet sind oder dass die erste Ringnut und die zweite Ringnut an der Polstückanschlagseite ausgehend von der Polstückanschlagfläche ausgebildet sind oder dass die erste Ringnut an der Ankeranschlagseite ausgehend von der Ankeran¬ schlagfläche ausgebildet ist und die zweite Ringnut an der Polstückanschlagseite ausgehend von der Polstückanschlagfläche ausgebildet ist oder dass die zweite Ringnut an der Ankeran- Schlagseite ausgehend von der Ankeranschlagfläche ausgebildet ist und die erste Ringnut an der Polstückanschlagseite ausgehend von der Polstückanschlagfläche ausgebildet ist. Durch diese Varianten werden jeweils die beschriebenen Wirkungen und Vorteile erreicht. Die Ankeranschlagfläche und/oder die Pol- Stückanschlagfläche ist bei einer zweckmäßigen Weiterbildung, abgesehen ggf. von der/den Ringnut (en) , eine ebene Fläche. Vorzugsweise sind die Ankeranschlagfläche und die Polstück¬ anschlagfläche zueinander parallel. Bevorzugt ist, dass in einer Betrachtung entlang der Längsmittelachse die Innenkontur des ersten Ringelements, insbe¬ sondere entlang des gesamten um die Längsmittelachse führenden Umfanges, quer zu der Umfangsrichtung von der Außenkontur des zweiten Ringelements beabstandet ist. Das erfindungsgemäße Fluidventil ist vorzugsweise zur Gaseinblasung bzw. Gasein¬ spritzung in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors bestimmt. Mittels der Dimensionierung des Zwischenabstandes kann die Größe des Fluidpolsters und dadurch eine pneumatische Dämpfungswirkung beeinflusst werden. Bevorzugt ist daran gedacht, dass die erste Ringnut und die zweite Ringnut in einer Betrachtung entlang der Längsmittelachse konzentrisch zueinander angeordnet sind. Dies begünstigt einerseits eine symmetrische Kraftverteilung. Des Weiteren erweist sich dies als vorteilhaft für eine einfache und dadurch preiswerte Herstellung. Entsprechend besteht die Möglichkeit, dass das erste Ringelement und das zweite Rin¬ gelement in einer Betrachtung entlang der Längsmittelachse konzentrisch zueinander angeordnet sind. Es besteht die Mög¬ lichkeit, dass die erste Ringnut und/oder die zweite Ringnut kreisrund oder polygonal oder mehreckig, insbesondere quad¬ ratisch, geformt ist oder sind. Entsprechend besteht die Möglichkeit, dass das erste Ringelement und/oder das zweite Ringelement kreisrund oder polygonal oder mehreckig, insbe- sondere quadratisch, geformt ist oder sind. Bevorzugt ist, dass das erste Ringelement in die erste Ringnut eingelegt oder eingespritzt oder auf andere Weise darin befestigt ist und/oder dass das zweite Ringelement in die zweite Ringnut eingelegt oder eingespritzt oder auf andere Weise darin befestigt ist. Dies bietet Vorteile im Hinblick auf die Herstellung und Ge¬ brauchseigenschaften. Es besteht die Möglichkeit, dass das erste Ringelement und das zweite Ringelement aus elastisch ver¬ formbarem Material hergestellt sind. Bevorzugt ist daran ge¬ dacht, dass das erste Ringelement und das zweite Ringelement aus Kunststoff, Gummi, Elastomer oder dergleichen hergestellt sind. Vorzugsweise können das erste Ringelement und das zweite Ringelement gleichartig ausgebildet sein, so dass bei der Montage die Gefahr die Gefahr von Verwechslungen vermieden werden kann. Bevorzugt ist, dass sich die Ankeranschlagfläche und/oder die Polstückanschlagfläche senkrecht zu der Längsmittelachse er¬ streckt oder erstrecken.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Polstück in Bezug auf eine Ventillängsrichtung zwischen dem Anker und dem Fluideinlass angeordnet ist, so dass die An¬ keranschlagfläche und die Polstückanschlagfläche eine axiale Bewegung der Ventilnadel in einer zu dem Fluideinlass gerichteten Richtung begrenzen. Bevorzugt ist, dass die erste Ventilbau¬ gruppe einen mit dem Ventilgehäuse axial gekoppelten oder an dem Ventilgehäuse ausgebildeten Ventilsitz aufweist, der eine axiale Bewegung der Ventilnadel in einer von dem Fluideinlass weg gerichteten Richtung begrenzt. Somit kann es sich bei der ersten Ventilbaugruppe um eine Ventilbaugruppe vom sog. nach innen öffnenden Typ handeln. Bevorzugt ist, dass die erste Ventil- baugruppe eine Rückstellfeder aufweist, bei der es sich ins¬ besondere um eine Zylinderdruckfeder handelt, deren eines Federlängsende direkt oder indirekt an dem Ventilgehäuse ab¬ gestützt ist und deren zweites Federlängsende direkt oder indirekt an der Ventilnadel abgestützt ist, so dass die
Rückstellfeder die Ventilnadel in Richtung zu dem Fluidauslass mit Federkraft beaufschlagt. Eine zweckmäßige Ausgestaltung wird darin gesehen, dass das Fluidventil eine zweite Ventilbaugruppe umfasst, die in Bezug auf eine Fluiddurchlassrichtung des Fluidventils zu der ersten Ventilbaugruppe stromabwärts an¬ geordnet ist, dass ein Fluidauslassbereich der ersten Ventilbaugruppe in fluidischer Verbindung zu einem Fluidein- lassbereich der zweiten Ventilbaugruppe steht, dass die zweite Ventilbaugruppe eine eigene Ventilnadel und eine eigene
Rückstellfeder umfasst, wobei die Ventilnadel der zweiten Ventilbaugruppe in einem Hohlraum des Ventilgehäuses entlang der Längsmittelachse entgegen der Federkraft der Rückstellfeder der zweiten Ventilbaugruppe, insbesondere von einer Geschlossen- Stellung in eine Offenstellung, bewegbar ist. Somit kann es sich bei der zweiten Ventilbaugruppe um vorzugsweise eine passive Ventilbaugruppe vom sog. nach außen öffnenden Typ handeln. Bei einem derartigen Fluidventil kann die erste Ventilbaugruppe als "aktive" Ventilbaugruppe zur Steuerung der zweiten Ventil- baugruppe dienen. Es besteht vorteilhaft, die Möglichkeit, die zweite Ventilbaugruppe unempfindlich gegenüber hohen (in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors herrschenden) Temperaturen zu gestalten. Gemäß dem zweiten Aspekt schlägt die Erfindung zur vorteilhaften Weiterbildung eines Verfahrens zur Steuerung der Zufuhr von Fluid, vorzugsweise von Gas, vor, dass ein Fluidventil gemäß einem der vorangehenden Ansprüche bereitgestellt wird und dass die elektromagnetische Betätigungseinrichtung aktiviert wird, so dass der Anker zum Öffnen des Fluidventils von dem Polstück elektromagnetisch angezogen wird, wodurch das erste verformbare Ringelement und das zweite verformbare Ringelement zunehmend verformt werden. Zu den Wirkungen und Vorteilen wird auf die vorangehende Beschreibung Bezug genommen. Das Verfahren kann dadurch vorteilhaft weitergebildet werden, dass der Anker von dem Polstück bis zum Anschlagen der Ankeranschlagfläche gegen die Polstückanschlagfläche angezogen wird. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend weiter mit Bezug auf die in den beigefügten Figuren gezeigten bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiele beschrieben. Im Einzelnen zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Fluidventil gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei die erste Ventilbaugruppe zum Durchlass von Fluid geöffnet gezeigt ist;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung von Detail II aus Fig. 1 ;
Fig. 3 perspektivisch und teilweise aufgebrochen den in Fig. 2 gezeigten Anker;
Fig. 4 den in Fig. 2 gezeigten Bildausschnitt, wobei die erste Ventilbaugruppe jedoch abweichend von Fig. 2 geschlossen ist; Fig. 5 ausschnittsweise ein zweites bevorzugtes Ausfüh¬ rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fluidventils und
Fig. 6 ausschnittsweise ein drittes bevorzugtes Ausfüh¬ rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fluidventils.
Beschreibung der Ausführungsformen
Mit Bezug auf die Figuren 1 bis 4 wird ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fluidventils 1 vorgestellt. In dem Beispiel handelt es sich um ein Gasein- blasventil, das auch als Gaseinspritzventil bezeichnet werden kann und das zur Steuerung der Zufuhr von Gas in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors für ein Kraftfahrzeug dienen kann. Das Fluidventil 1 umfasst ein in dem Beispiel mehrteiliges Ven- tilgehäuse 2, das sich entlang einer Längsmittelachse L in einem Fluideinlass 3 zu einem Fluidauslass 4 des Fluidventils 1 erstreckt. In dem Beispiel umfasst das Fluidventil 1 eine erste Ventilbaugruppe 5 und eine in Bezug auf eine Fluiddurchlass- richtung FD stromabwärts daran angeschlossene zweite Ventil¬ baugruppe 6. Die erste Ventilbaugruppe 5 weist eine Ventilnadel 7 und eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung 8 auf. Die Ventilnadel 7 ist in einem Hohlraum 9 des Ventilgehäuses 2 entlang der Längsmittelachse L, d. h. in axialer Richtung, bewegbar. Die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 8 weist einen Anker 10, ein Polstück 11 und eine Spule 12 auf. Der Anker 10 ist an der Ventilnadel 7 befestigt, so dass zwischen diesen Komponenten keine axiale Relativbewegung möglich ist. Das Polstück 11 ist in dem Ventilgehäuse 2 so festgelegt, dass zwischen dem Ventil¬ gehäuse 2 und dem Polstück 11 keine axiale Relativbewegung möglich ist. Die Spule 12 ist ebenfalls in dem Ventilgehäuse 2 relativ zu diesem axial unbeweglich fixiert und kann mittels eines elektrischen Anschlusses 13 zur Aktivierung der Betä- tigungseinrichtung 8 an eine elektrische Spannung angelegt werden, so dass die Spule 12 von elektrischem Strom durchflössen wird. Wie zum Beispiel auch Figur 4 in Vergrößerung zeigt, bildet der Anker 10 an seiner dem Polstück 11 gegenüberliegenden Ankeranschlagseite 14 eine Ankeranschlagfläche 15 aus. Das Polstück 11 bildet an seiner dem Anker 10 gegenüberliegenden Polstückanschlagseite 16 eine Polstückanschlagfläche 17 aus. In Figur 2, die eine Offenstellung (d. h. einen Betriebszustand, in dem Fluid hindurchgelassen wird) zu der ersten Ventilbaugruppe 5 zeigt, stützen sich die Ankeranschlagfläche 15 und die Polstückanschlagfläche 17 gegeneinander ab. Abweichend davon ist in Figur 4, die eine Geschlossenstellung (d. h. einen Betriebszustand, in dem kein Fluid hindurchgelassen wird) der ersten Ventilbaugruppe 5 zeigt, zwischen der Ankeranschlagfläche 15 und der Polstückanschlagfläche 17 ein mit Fluid gefüllter Spalt 18, der eine begrenzte axiale Erstreckung aufweist, gebildet. Der Spalt 18 wird unmittelbar von der Ankeranschlagfläche 15 und von der Polstückanschlagfläche 17 berandet.
Zu der ersten Ventilbaugruppe 5 gehört ein verformbares erstes Ringelement 19 und ein verformbares zweites Ringelement 20. In dem Beispiel ist das erste Ringelement 19 in einer an der Ankeranschlagseite 14 ausgebildeten ersten Ringnut 21 ange¬ ordnet, und dass zweite Ringelement 20 ist in einer ebenfalls an der Ankeranschlagseite 14 ausgebildeten zweiten Ringnut 22 angeordnet. Die Ausgestaltung ist insbesondere im Hinblick auf den gezeigten Querschnitt der Ringelemente 19, 20 und auf die Tiefe der Ringnuten 21, 22 so gewählt, dass, wenn (wie in Figur 4 gezeigt) der Spalt 18 vorhanden ist, dass erste Ringelement 19 aus der ersten Ringnut 21 axial über die Ankeranschlagfläche 15 in Richtung zu dem Polstück 11 hinausragt und dass das zweite Ringelement 20 aus der zweiten Ringnut 22 über die Ankeran¬ schlagfläche 15 in axialer Richtung zu dem Polstück 11 hi-nausragt. Figur 3 verdeutlicht, dass bei einer Betrachtung entlang der Längsmittelachse L eine Innenkontur 23 des ersten Ringelementes 19 außerhalb einer Außenkontur 24 des zweiten Ringelementes 20 verläuft. In dem Beispiel verlaufen die Ringelemente 19, 20 und die Ringnuten 21, 22 jeweils kreisförmig. Die Innenkontur 23 entspricht daher einer Kreislinie mit dem Innendurchmesser Di des ersten Ringelementes 19, und die Au¬ ßenkontur 24 des zweiten Ringelementes 20 entspricht einem Kreis mit dem Außendurchmesser da des zweiten Ringelementes 20. Wie zum Beispiel Figur 2 verdeutlicht, ist der Innendurchmesser Di in dem Beispiel größer als der Außendurchmesser da gewählt. In dem
Beispiel sind die Ringnuten 21, 22 in einer Betrachtung entlang der Längsmittelachse L (insofern könnte man auch von einer Projektionsbetrachtung auf eine gemeinsame Bezugsebene spre¬ chen) konzentrisch zueinander angeordnet. In der besagten Betrachtung ist die Innenkontur 23 entlang ihres gesamten um die Längsmittelachse L führenden Umfanges quer zu der Umfangs- richtung U in einem gleichbleibenden Abstand a von der Außenkontur 24 des zweiten Ringelementes 20 beabstandet. In dem Beispiel handelt es sich bei den Ringelementen 19, 20 um Gummiringe, die in den Ringnuten 21, 22 angeordnet sind. Ein Querschnittsdurchmesser d der Ringelemente 19, 20 ist etwas größer als die Tiefe t der beiden Ringnuten 21, 22 gewählt. Daraus folgt, dass, wenn der in Figur 4 gezeigte Spalt 18 vorhanden ist, die verformbaren Ringelemente 19, 20 axial, d. h. in einer Richtung entlang der Längsmittelachse L, über die Ankeranschlagfläche 15 in Richtung zu dem Polstück 11 hinausragen. Der in dem Beispiel bei beiden Ringelementen 19, 20 gleiche axiale Überstand ist in Figur mit x bezeichnet. Figur 2 zeigt im Vergleich dazu, dass, wenn der Anker 10 gegen das Polstück 11 anliegt, d. h. der Spalt 18 verschwunden ist, die Ringelemente 19, 20 in die Ringnuten 21, 22 hineingedrückt sind, so dass kein Überstand x mehr besteht.
Wenn der Anker 10, ausgehend von der in Figur 4 gezeigten Position, in die in Figur 2 gezeigte Lage bewegt wird, um das Fluidventil zu öffnen, treten die über die Ankeranschlagfläche 15 hinausragenden Abschnitte der Ringelemente 19, 20 in Kontakt mit der Polstückanschlagfläche 17. Dabei schließen die An¬ keranschlagfläche 15, die Polstückanschlagfläche 17 und die Ringelemente 19, 20 oberhalb der mit A bezeichneten Ringfläche ein Fluidvolumen ein. Abhängig von der von den Ringelementen 19, 20 erzeugten Dichtwirkung wird dieses als Polster wirkende
Fluidvolumen bei einer weiteren Annäherung des Ankers 10 an das Polstück 11 komprimiert und die weitere Annäherung pneumatisch gedämpft. Hinzu kommt, dass auch die Verformung der Ringelemente 19, 20 Energie verbraucht, wodurch die Annäherung ebenfalls verlangsamt wird. In dem Beispiel sind die Ankeranschlagfläche 15 und die Polstückanschlagfläche 17 jeweils eben gebildet und erstrecken sich senkrecht zu der Längsmittelachse L. Die Ringnuten 21, 22 sind ausgehend von der Ankeranschlagfläche 15 in den Anker 10 eingetieft.
Figur 1 veranschaulicht, dass das Polstück 11 in Bezug auf eine Ventillängsrichtung VL zwischen dem Anker 10 und dem Fluideinlass 3 angeordnet ist, so dass die Ankeranschlagfläche 15 und die Polstückanschlagfläche 17 eine axiale Bewegung der Ventilnadel 7 in einer zu dem Fluideinlass 3 gerichteten Richtung begrenzen. Dabei besitzt die erste Ventilbaugruppe 5 einen mit dem Ven¬ tilgehäuse 2 axial gekoppelten Ventilsitz 25, der eine axiale Bewegung der Ventilnadel 7 in einer von dem Fluideinlass 3 weg gerichteten Richtung begrenzt. Die erste Ventilbaugruppe 5 ist somit von dem sog. nach innen öffnenden Typ. Außerdem besitzt die erste Ventilbaugruppe 5 eine Rückstellfeder 26; im Beispiel handelt es sich um eine Zylinderdruckfeder. Ihr erstes Federlängsende 26 ist in Richtung zu dem Fluideinlass indirekt an dem Ventilgehäuse 2 abgestützt. Das zweite Federlängsende 28 ist in Richtung zu dem Fluidauslass 4 an der Ventilnadel 7 abgestützt, wobei die Rückstellfeder 26 in vorgespanntem, d. h. komprimiertem, Zustand eingebaut ist. Die Rückstellfeder 26 überträgt somit auf die Ventilnadel 7 eine in Richtung zu dem Fluidauslass
4 wirkende Federkraft.
In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Fluidventil 1 eine zweite Ventilbaugruppe 6. Diese ist in Bezug auf die Fluiddurchlassrichtung FD zu der ersten Ventilbaugruppe
5 stromabwärts (also nachgeschaltet) angeordnet. Ein Flu- idauslassbereich 29 der ersten Ventilbaugruppe 5 steht in direkter fluidischer Verbindung zu einem Fluideinlassbereich 30 der zweiten Ventilbaugruppe 6. Die zweite Ventilbaugruppe 6 umfasst eine eigene Ventilnadel 31 und eine eigene Rückstellfeder 32. Die Ventilnadel 31 ist entlang eines Hohlraumes 33 in dem Ventilgehäuse 2 entlang der Längsmittelachse L entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 32 von einer Geschlossenstellung in eine Offenstellung bewegbar. In der Geschlossenstellung wirkt die Spitze 34 der Ventilnadel 31 mit der Mündung des Flu- idauslasses 4 dichtend zusammen. In der Offenstellung tritt die Spitze 34 etwas aus der Mündung nach außen hervor, wodurch die Dichtung aufgehoben wird. Die zweite Ventilbaugruppe 6 ent¬ spricht also dem sog. nach außen öffnenden Ventiltyp.
Es wird nun die Funktionsweise des in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Fluidventils 1 beschrieben. Betrachtet man zunächst den ge¬ schlossenen Ventilzustand, so ist die Spule 12 stromlos ge¬ schaltet. Folglich befindet sich der Anker 10 aufgrund der Rückstellfeder 26 in der in Figur 4 gezeigten Position. Die erste Ventilbaugruppe 5 ist geschlossen. Demzufolge kann aus Richtung des Fluideinlasses 3 kein Fluid in den Fluideinlassbereich 30 gelangen. Folglich bewirkt die Rückstellfeder 32, dass auch die zweite Ventilbaugruppe 6 geschlossen ist.
Wird, ausgehend von diesem geschlossenen Zustand, die Spule 12 von einem elektrischen Strom durchflössen, wird der Anker 10 zufolge der resultierenden elektromagnetischen Kraft von dem Polstück 11 angezogen und, da die elektromagnetische Kraft größer als die Kraft der Rückstellfeder 26 ist, in die in Figur 2 gezeigte Position bewegt. Dadurch wird auch die Ventilnadel 7 axial bewegt, wodurch ihr kugelförmiges Längsende aus dem Ventilsitz 25 gehoben wird. Die erste Ventilbaugruppe 5 wird dadurch geöffnet. Durch den zwischen dem Ventilsitz 25 und der Ventilnadel 7 gebildeten Durchlass strömt Fluid in den Flu- id-Einlassbereich 30 hinein. Dadurch wird eine perforierte Druckplatte 35, die fest mit der Ventilnadel 31 verbunden ist, in Richtung zu dem Fluidauslass 4 mit Fluiddruck beaufschlagt. Sobald die resultierende Kraft die in die Gegenrichtung wirkende Kraft der Rückstellfeder 32 überschreitet, wird die Ventilnadel 31 von dem Fluideinlass 3 weg gerichtet bewegt und dadurch auch die zweite Ventilbaugruppe 6 geöffnet. Es wird angemerkt, dass in den gezeigten Figuren nicht alle vorhandenen Durchtrittskanäle für Fluid mit dargestellt sind.
Figur 5 zeigt in einer zu Figur 4 vergleichbaren Darstellung einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Fluidventils 1 gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel. Der Unterschied zu
Figur 4 liegt in der Positionierung der verformbaren Ringelemente 19, 20. Die erste Ringnut 21 und die zweite Ringnut 22 sind an der Polstückanschlagseite 16 ausgehend von der Polstückan¬ schlagfläche 17 ausgebildet. Zu den Wirkungen und Vorteilen wird auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels Bezug genommen .
Figur 6 zeigt, in einer zu den Figuren 4 und 5 vergleichbaren Darstellungsweise, einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Fluidventils 1 gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungs¬ beispiel. Die Anordnung der verformbaren Ringelemente 19, 20 ist dort wiederum anders. In dem Beispiel von Figur 6 ist die erste Ringnut 21 an der Ankeranschlagseite 14 ausgehend von der Ankeranschlagfläche 15 ausgebildet, und die zweite Ringnut 22 ist an der Polstückanschlagseite 16 ausgehend von der Polstück¬ anschlagfläche 17 ausgebildet. Auch mittels einer solchen Ausgestaltung werden die zuvor beschriebenen Wirkungen und Vorteile erreicht. Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. Die Unteransprüche charakterisieren mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, ins¬ besondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen .

Claims

Patentansprüche
1. Fluidventil (1), insbesondere Gasventil, das ein sich entlang einer Längsmittelachse (L) von einem Fluideinlass (3) zu einem Fluidauslass (4) erstreckendes Ventilgehäuse (2) und zumindest eine erste Ventilbaugruppe (5) umfasst, wobei die erste Ventilbaugruppe (5) eine Ventilnadel (7) und eine elektro¬ magnetische Betätigungseinrichtung (8) aufweist, wobei die Ventilnadel (7) in einem Hohlraum (9) des Ventilgehäuses (2) entlang der Längsmittelachse (L) bewegbar ist, wobei die elektromagnetische Betätigungseinrichtung (8) einen Anker (10), der mit der Ventilnadel (7) gekoppelt ist, und ein Polstück (11), das mit dem Ventilgehäuse (2) gekoppelt ist, aufweist, wobei der Anker (10) an einer dem Polstück (11) gegenüberliegenden An- keranschlagseite (14) eine Ankeranschlagfläche (15) aufweist und das Polstück (11) an einer dem Anker (10) gegenüberliegenden Polstückanschlagseite (16) eine Polstückanschlagfläche (17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ventilbaugruppe (5) ein verformbares erstes Ringelement (19) und ein verformbares zweites Ringelement (20) zwischen der Ankeranschlagseite (14) und der Polstückanschlagseite (16) aufweist, und dass in einer Betrachtung entlang der Längsmittelachse (L) eine Innenkontur
(23) des ersten Ringelements (19) außerhalb einer Außenkontur
(24) des zweiten Ringelements (20) verläuft.
2. Fluidventil (1) gemäß Anspruch 1, das insbesondere ein Gas-Einblasventil ist, wobei zur Dämpfung einer Bewegung der Ankeranschlagfläche (15) in Richtung zur der Polstückanschlagfläche (17) hin zwischen der Ankeranschlagfläche (15) und der Polstückanschlagfläche (17) mittels der Ringelemente (19, 20) ein Gaspolster einschließbar ist, das in radialer Richtung von dem ersten Ringelement (19) und dem zweiten Ringelement (20) begrenzt wird. 3. Fluidventil (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Betrachtung entlang der Längsmittelachse (L) die Innenkontur (23) des ersten Rin¬ gelements (19), insbesondere entlang des gesamten um die Längsmittelachse (L) führenden Umfanges, quer zu der Um- fangsrichtung (U) von der Außenkontur (24) des zweiten Ringelements (20) beabstandet ist. 4. Fluidventil (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste und das zweite Ringelement (19, 20) von einer ersten Dichtlippe und einer zweiten Dichtlippe eines Elastomerrings gebildet sind, wobei beide Dichtlippen in Richtung der Ankeranschlagfläche (15) oder in Richtung der Polstückan- schlagfläche (17) weisende Vorsprünge des Elastomerrings sind, die erste Dichtlippe um die zweite Dichtlippe herum verläuft und der Elastomerring insbesondere an seiner von den Dichtlippen abgewandten Seite in einer Ringnut des Ankers bzw. des Polstücks aufgenommen ist.
5. Fluidventil (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ankeranschlagseite (14) oder an der Polstückanschlagseite (16) eine erste Ringnut (21) im Anker (10) bzw. im Polstück (11) ausgebildet ist, in der das erste Rin- gelement (19) angeordnet ist, und dass an der Ankeranschlagseite (14) oder an der Polstückanschlagseite (16) eine zweite Ringnut (22) im Anker (10) bzw. im Polstück (11) ausgebildet ist, in der das zweite Ringelement (20) angeordnet ist, wobei, wenn ein Spalt (18) zwischen der Ankeranschlagfläche (15) und der Polstück- anschlagfläche (17) gebildet ist, das erste Ringelement (19) aus der ersten Ringnut (21) und das zweite Ringelement (20) aus der zweiten Ringnut (22) axial hinausragen.
6. Fluidventil (1) gemäß dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ringnut (21) und die zweite
Ringnut (22) in einer Betrachtung entlang der Längsmittelachse (L) konzentrisch zueinander angeordnet sind.
7. Fluidventil (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ringnut (21) und/oder die zweite Ringnut (22) kreisrund oder polygonal oder mehreckig, insbesondere quadratisch, geformt ist oder sind, und /oder dass das erste Ringelement (19) in die erste Ringnut (21) eingelegt oder eingespritzt oder auf andere Weise darin befestigt ist und/oder dass das zweite Ringelement (20) in die zweite Ringnut (22) eingelegt oder eingespritzt oder auf andere Weise darin befestigt ist.
8. Fluidventil (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ringelement (19) und das zweite Ringelement (20) aus elastisch verformbarem Material, insbesondere aus Kunststoff, Gummi, Elastomer oder dergleichen, hergestellt sind.
9. Fluidventil (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ankeranschlagfläche (15) und/oder die Polstückanschlagfläche (17) senkrecht zu der Längsmittelachse (L) erstreckt oder erstrecken.
10. Fluidventil (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polstück (11) in Bezug auf eine Ventillängsrichtung (VL) zwischen dem Anker (10) und dem Fluideinlass (3) angeordnet ist, so dass die Ankeranschlagfläche (15) und die Polstückanschlagfläche (17) eine axiale Bewegung der Ventilnadel (7) in einer zu dem Fluideinlass (3) gerichteten Richtung begrenzen. 11. Fluidventil (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ventilbaugruppe (5) einen mit dem Ventilgehäuse (2) axial gekoppelten oder an dem Ventilgehäuse (2) ausgebildeten Ventilsitz (25) aufweist, der eine axiale Bewegung der Ventilnadel (7) in einer von dem Fluideinlass (3) weg gerichteten Richtung begrenzt.
12. Fluidventil (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ventilbaugruppe (5) eine Rückstellfeder (26) aufweist, bei der es sich insbesondere um eine Zylinderdruckfeder handelt, deren eines Federlängsende (26) direkt oder indirekt an dem Ventilgehäuse (2) abgestützt ist und deren zweites Federlängsende (28) direkt oder indirekt an der Ventilnadel (7) abgestützt ist, so dass die Rückstellfeder (26) die Ventilnadel (7) in Richtung zu dem Fluidauslass (4) mit Federkraft beaufschlagt.
13. Fluidventil (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidventil (1) eine zweite Ventilbaugruppe (6) umfasst, die in Bezug auf eine Flu- iddurchlassrichtung (FD) des Fluidventils (1) zu der ersten Ventilbaugruppe (5) stromabwärts angeordnet ist, dass ein Fluidauslassbereich (29) der ersten Ventilbaugruppe (5) in fluidischer Verbindung zu einem Fluideinlassbereich (30) der zweiten Ventilbaugruppe (6) steht, dass die zweite Ventil¬ baugruppe (6) eine eigene Ventilnadel (31) und eine eigene Rückstellfeder (32) umfasst, wobei die Ventilnadel (31) der zweiten Ventilbaugruppe (6) in einem Hohlraum des (33) Ven- tilgehäuses entlang der Längsmittelachse (L) entgegen der
Federkraft der Rückstellfeder (32) der zweiten Ventilbaugruppe (6), insbesondere von einer Geschlossenstellung in eine Offenstellung, bewegbar ist. 14. Verfahren zur Steuerung der Zufuhr von Fluid, insbesondere von Gas, in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluidventil (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche bereitgestellt wird und dass die elektromagnetische Betätigungseinrichtung (8) aktiviert wird, so dass der Anker (10) zum Öffnen des Fluidventils (1) von dem Polstück (11) elektromagnetisch angezogen wird, wodurch das erste verformbare Ringelement (19) und das zweite verformbare Ringelement (20) zunehmend verformt werden. 15. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (10) von dem Polstück (11) bis zum Anschlagen der Ankeranschlagfläche (15) gegen die Polstückanschlagfläche (17) angezogen wird.
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EP18785338.7A EP3695109A1 (de) 2017-10-12 2018-10-09 Fluidventil und verfahren zur steuerung der zufuhr von fluid
KR1020207013110A KR20200058556A (ko) 2017-10-12 2018-10-09 유체 밸브 및 유체 공급 제어 방법
US16/846,334 US20200240366A1 (en) 2017-10-12 2020-04-11 Fluid valve and method for controlling the supply of fluid

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230053845A1 (en) * 2020-01-31 2023-02-23 Robert Bosch Gmbh Gas metering valve for internal combustion engines
WO2023111047A1 (de) * 2021-12-15 2023-06-22 Liebherr-Components Deggendorf Gmbh Injektor zum einspritzen von kraftstoff

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018122250A1 (de) * 2018-09-12 2020-03-12 Liebherr-Components Deggendorf Gmbh Ventil eines Kraftstoffinjektors
DE102020203194A1 (de) 2020-03-12 2021-09-16 Erwin Junker Grinding Technology A.S. Verbrennungskraftmaschine für den betrieb mit gasförmigem kraftstoff, insbesondere wasserstoff, und hochdruckventil zum einbringen von gasförmigem kraftstoff in die verbrennungskraftmaschine
CN113202658B (zh) * 2021-05-08 2022-03-04 河南航天液压气动技术有限公司 一种小流量微型电磁阀及其装配调节方法
GB2617859A (en) * 2022-04-22 2023-10-25 Delphi Tech Ip Ltd Fuel injector
GB2624454A (en) * 2022-11-18 2024-05-22 Clean Air Power Gt Ltd Fuel injector

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10017030A1 (de) * 2000-03-31 2001-10-11 Rausch & Pausch Magnetventil
DE102004013239A1 (de) * 2004-03-18 2005-10-06 Robert Bosch Gmbh Magnetventil mit einstellbarem Ankerhub und Verfahren zur Einstellung desselben
WO2010000507A1 (de) * 2008-06-30 2010-01-07 Robert Bosch Gmbh Magnetventil, kraftstoff-injektor sowie herstellungsverfahren
EP2378106A1 (de) 2010-04-13 2011-10-19 Continental Automotive GmbH Ventilanordnung für ein Einspritzventil und Einspritzventil
EP2602476A1 (de) 2011-12-07 2013-06-12 Continental Automotive GmbH Ventilanordnung für ein Einspritzventil und Einspritzventil
EP2918816A1 (de) * 2014-03-14 2015-09-16 Continental Automotive GmbH Kraftstoffeinspritzdüse
DE102015211667A1 (de) * 2015-06-24 2016-12-29 Robert Bosch Gmbh Ventil zum Zumessen eines Fluids

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10305985A1 (de) * 2002-12-13 2004-07-15 Robert Bosch Gmbh Prellerfreier Magnetsteller für Einspritzventile
JP2004293523A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Denso Corp 流体噴射弁
JP2004346856A (ja) * 2003-05-23 2004-12-09 Denso Corp 流体噴射弁
DE10326343A1 (de) * 2003-06-11 2004-12-30 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10017030A1 (de) * 2000-03-31 2001-10-11 Rausch & Pausch Magnetventil
DE102004013239A1 (de) * 2004-03-18 2005-10-06 Robert Bosch Gmbh Magnetventil mit einstellbarem Ankerhub und Verfahren zur Einstellung desselben
WO2010000507A1 (de) * 2008-06-30 2010-01-07 Robert Bosch Gmbh Magnetventil, kraftstoff-injektor sowie herstellungsverfahren
EP2378106A1 (de) 2010-04-13 2011-10-19 Continental Automotive GmbH Ventilanordnung für ein Einspritzventil und Einspritzventil
EP2602476A1 (de) 2011-12-07 2013-06-12 Continental Automotive GmbH Ventilanordnung für ein Einspritzventil und Einspritzventil
EP2918816A1 (de) * 2014-03-14 2015-09-16 Continental Automotive GmbH Kraftstoffeinspritzdüse
DE102015211667A1 (de) * 2015-06-24 2016-12-29 Robert Bosch Gmbh Ventil zum Zumessen eines Fluids

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230053845A1 (en) * 2020-01-31 2023-02-23 Robert Bosch Gmbh Gas metering valve for internal combustion engines
US11873784B2 (en) * 2020-01-31 2024-01-16 Robert Bosch Gmbh Gas metering valve for internal combustion engines
WO2023111047A1 (de) * 2021-12-15 2023-06-22 Liebherr-Components Deggendorf Gmbh Injektor zum einspritzen von kraftstoff

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Publication number Publication date
EP3695109A1 (de) 2020-08-19
US20200240366A1 (en) 2020-07-30
KR20200058556A (ko) 2020-05-27
CN111247327A (zh) 2020-06-05
DE102017218267A1 (de) 2019-04-18
DE102017218267B4 (de) 2019-05-02

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