DE102007004870A1

DE102007004870A1 - Gasoline fuel injection valve for use in motor vehicle, has hollow body with outer side connected with fluid to be controlled to provide counterforce against pretensioning force when fluid pressure deforms body

Info

Publication number: DE102007004870A1
Application number: DE200710004870
Authority: DE
Inventors: Dietmar Schmieder
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-07

Abstract

The valve has a valve member (2) releasing and locking an injecting opening (4) arranged at a valve seat. Actuators (8-10, 17) are connected with the valve member. A pretensioning device pretensions on the valve member, where a flexible hollow body (7) of the pretensioning device is filled with gas or vacuum. An outer side of the body is in connection with the fluid to be controlled to provide counterforce against a pretensioning force of the pretensioning device when fluid pressure deforms the body. A spring unit is arranged in the body for providing a portion of the force.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zum Steuern von Fluiden und insbesondere ein Brennstoffeinspritzventil zur Einspritzung eines Brennstoffs.The The present invention relates to a valve for controlling fluids and more particularly, a fuel injection valve for injection a fuel.

Ventile zum Steuern von Fluiden sind beispielsweise in Form von Brennstoffeinspritzventilen im Kraftfahrzeugbereich in verschiedensten Ausgestaltungen bekannt. Die bekannten Ventile mit einem nach innen öffnenden Ventilglied, z. B. einer Ventilnadel oder einer Ventilkugel, dichten dabei an einem Ventilsitz am Sitzdurchmesser ab. In jüngster Zeit werden jedoch in größerem Umfang immer höhere Drücke zur Einspritzung verwendet, so dass an der Innenseite des Ventilglieds ein sehr hoher Druck anliegt. Dementsprechend muss dabei eine Öffnungskraft des Ventils vergrößert werden. Dies bedeutet beispielsweise bei Magnetventilen, dass insbesondere die magnetische Auslegung angepasst werden muss, was zu einem vergrößerten Bauraum für die magnetischen Ventilkomponenten führt. Aufgrund der notwendigen Öffnungskräfte zum Öffnen des Ventilglieds ist ferner nur ein kleiner Sitzdurchmesser möglich, an welchem das Ventilglied am Ventilsitz abdichtet. Auch fuhren die großen Öffnungskräfte zu hohen elektrischen Leitungen, was ebenfalls nachteilig hinsichtlich Bauraum und Kosten ist.valves for controlling fluids are for example in the form of fuel injection valves in Automotive area known in various configurations. The known valves with an inwardly opening valve member, for. B. a valve needle or a valve ball, thereby sealing a valve seat at the seat diameter. Most recently However, time is becoming greater ever higher pressures to Injection used so that on the inside of the valve member a very high pressure is applied. Accordingly, it must have an opening force of the valve can be increased. This means, for example, in solenoid valves that particular the magnetic design must be adjusted, resulting in an enlarged space for the magnetic Valve components leads. Due to the necessary opening forces for opening the valve member Furthermore, only a small seat diameter is possible, on which the valve member seals at the valve seat. Also, the large opening forces lead to high electrical lines, which is also disadvantageous in terms of space and costs.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Ventil zum Steuern von unter Druck stehenden Fluiden weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine Öffnungskraft zum Öffnen des Ventils deutlich geringer als im Stand der Technik ist. Hierdurch kann ein Ventil mit einem besonders kleinen Bauraum, insbesondere für magnetische Komponenten, bereitgestellt werden. Ferner kann das Ventil einen vergrößerten Sitzdurchmesser aufweisen. Darüber hinaus kann das Ventil derart vorgesehen werden, dass auch bei unterschiedlichen Druckhöhen des Fluids nur eine Ventilauslegung, insbesondere für ein Öffnungsmodul zum Öffnen des Ventils, notwendig ist. Hierdurch kann ein großer Gleichteileanteil für unterschiedliche Ventile von verschiedenen Fahrzeugherstellern sichergestellt werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Ventil eine Vorspanneinrichtung mit einem mit Gas oder Vakuum gefüllten Hohlkörper umfasst, welcher mit dem unter Druck stehenden Fluid in Verbindung ist. Der Hohlkörper stellt eine Vorspannkraft auf das Ventilglied bereit. Das unter Druck stehende Fluid ist dabei an der Außenseite des elastischen Hohlkörpers angeordnet. Da der Fluiddruck den elastischen Hohlkörper verformt, wird eine Gegenkraft gegen die Vorspannkraft bereitgestellt, so dass eine Öffnungskraft, welche zum Öffnen des Ventils notwendig ist, im Wesentlichen unabhängig von einer Druckhöhe relativ klein und konstant ist. Somit ist ein gewisser Kraftausgleich gegeben, so dass die Öffnungskraft auch bei verschiedenen Druckhöhen im Wesentlichen konstant bleibt. Demnach sind die Öffnungskräfte zum Öffnen des Ventils auch bei steigenden Drücken des Fluids in einem Bereich, in dem keine Bauteile mit übermäßig großen Abmessungen oder zu hohe elektrische Leistungen benötigt werden. Dadurch kann das gesamte Ventil sehr kompakt und kleinbauend bereitgestellt werden.The inventive valve for controlling pressurized fluids, on the other hand Advantage on that an opening force to open the valve is significantly lower than in the prior art. hereby can be a valve with a very small space, in particular for magnetic Components are provided. Furthermore, the valve can a Have enlarged seat diameter. About that In addition, the valve can be provided such that even at different pressure levels of Fluids only one valve design, in particular for an opening module for opening the valve, necessary is. This allows a large share of equal parts for different Valves are ensured by different vehicle manufacturers. This is inventively characterized achieved that the valve has a biasing means with a Gas or vacuum filled hollow body which communicates with the pressurized fluid is. The hollow body provides a biasing force on the valve member. The under Pressure fluid is arranged on the outside of the elastic hollow body. Since the fluid pressure deforms the elastic hollow body, a counterforce against provided the biasing force, so that an opening force, which is used to open the Valve is necessary, essentially independent of a pressure level relative small and constant. Thus, a certain force balance is given, so that the opening force also at different pressure levels remains essentially constant. Accordingly, the opening forces for opening the Valve even with increasing pressures of the fluid in an area where no components of excessively large dimensions or too high electrical power is needed. This can do that entire valve can be provided very compact and physically small.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The under claims show preferred developments of the invention.

Bevorzugterweise stellt der Hohlkörper selbst ausschließlich die Vorspannkraft auf das Ventilglied bereit. Dadurch kann eine besonders geringe Teilezahl erreicht werden.preferably, represents the hollow body itself exclusively the biasing force on the valve member ready. This can be a particularly small number of parts can be achieved.

Weiter bevorzugt umfasst die Vorspanneinrichtung ein Federelement, welches im Hohlkörper angeordnet ist und welches zumindest einen Teil der Vorspannkraft auf ein Ventilglied bereitstellt. Hierdurch ist es möglich, einen besonders einfach aufgebauten Hohlkörper zu verwenden.Further Preferably, the biasing means comprises a spring element, which arranged in the hollow body is and which at least a part of the biasing force on a valve member provides. This makes it possible to use a particularly simple structure hollow body.

Vorzugsweise ist der elastische Hohlkörper ein Wellbalg, welcher im Wesentlichen rohrförmig mit wellenartigen, ringförmigen Einschneidungen und ringförmigen Ausbuchtungen ausgebildet ist. Der Wellbalg ist dabei in axialer Richtung flexibel, in radialer Richtung jedoch steif ausgebildet. Der Wellbalg ist dabei besonders bevorzugt konzentrisch zu einer Mittelachse ausgebildet. Durch die Flexibilität in axialer Richtung des Ventils kann der Wellbalg somit bei steigendem Druck des Fluids, welches sich an der Außenseite des Wellbalgs befindet, etwas zusammengedrückt werden. Dadurch erhöht sich jedoch die durch den Wellbalg bereitgestellte Gegenkraft, so dass eine Öffnungskraft zum Öffnen des Ventils im Wesentlichen konstant bleibt. Dabei kann der Hohlkörper zusätzlich eine Vorspannfunktion für ein Ventilglied übernehmen, um das Ventilglied in einer geschlossenen Position zu halten.Preferably is the elastic hollow body Bellows, which is substantially tubular with wave-like, annular cuts and annular Bulges is formed. The bellows is in axial Direction flexible, but stiff in the radial direction. The corrugated bellows is particularly preferably concentric with a central axis educated. Due to the flexibility in the axial direction of the valve The bellows can thus with increasing pressure of the fluid, which on the outside of the bellows is slightly compressed. This increases However, the provided by the corrugated counterforce, so that an opening force to open the valve remains substantially constant. In this case, the hollow body additionally a Preload function for take over a valve member, to hold the valve member in a closed position.

Das Ventil ist besonders bevorzugt ein Magnetventil mit einem Magnetanker, wobei der Hohlkörper unmittelbar am Magnetanker oder über ein weiteres Bauteil am Magnetanker, wie z. B. einen Anschlagring zur Begrenzung eines Hubes des Ventilglieds, fixiert ist.The Valve is particularly preferably a solenoid valve with a magnet armature, wherein the hollow body directly on the magnet armature or over another component on the armature, such. B. a stop ring to limit a stroke of the valve member, is fixed.

Um einen möglichst guten Kraftausgleich zwischen Vorspannkraft und die auf den Hohlkörper wirkende Druckkraft des Fluids zu erreichen, liegt das unter Druck stehende Fluid vorzugsweise an einem Außenumfang des Wellbalgs und an einem Bereich mit reduziertem Durchmesser an. Hierdurch steht ein großer Flächenbereich mit dem Fluid in Kontakt.Around one possible good force balance between biasing force and acting on the hollow body Pressure to reach the fluid is the pressurized Fluid preferably at an outer periphery of the corrugated bellows and at a reduced diameter area. This is a big one area in contact with the fluid.

Der Hohlkörper ist vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Federstahl hergestellt. Dadurch ist der Hohlkörper einfach und kostengünstig herstellbar.Of the hollow body is preferably made of metal, in particular made of spring steel. This is the hollow body easy and inexpensive produced.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein hydraulischer Durchmesser des Wellbalgs ungefähr gleich groß wie ein Sitzdurchmesser des Ventils. Hierbei wird unter einem hydraulischen Durchmesser des Wellbalgs ein Durchmesser verstanden, an welchem über die gesamte axiale Länge des Wellbalgs gesehen das unter Druck stehende Fluid angreift, um eine Gegenkraft gegen die Vorspannkraft bereitzustellen.According to one Another preferred embodiment of the present invention a hydraulic diameter of the bellows about the same size as a Seat diameter of the valve. This is under a hydraulic Diameter of the bellows understood a diameter at which on the total axial length seen the corrugated bellows attacks the pressurized fluid to to provide a counterforce against the biasing force.

Weiter bevorzugt umfasst das Ventil einen in einem Ventilgehäuse angeordneten Innenpol, wobei der Hohlkörper im Innenpol angeordnet ist und der Innenpol wenigstens eine Zulaufbohrung aufweist. Das unter Druck stehende Fluid wird dabei durch die Zulaufbohrung zur Außenseite des Hohlkörpers und von dort weiter bis zum Ventilsitz zugeführt.Further Preferably, the valve comprises a valve housing arranged in a Inner pole, the hollow body is arranged in the inner pole and the inner pole at least one inlet bore having. The pressurized fluid is thereby through the inlet bore to the outside of the hollow body and from there further supplied to the valve seat.

Vorzugsweise ist der Wellbalg einstückig hergestellt oder der Wellbalg umfasst eine Vielzahl von Lochscheiben sowie eine Vielzahl von Verbindungselementen, welche zueinander benachbarte Lochscheiben abwechselnd an deren Innenumfang und deren Außenumfang miteinander verbinden. Die Verwendung von Lochscheiben und Verbindungselementen kann dabei einen besonders kostengünstig herstellbaren Wellbalg ermöglichen.Preferably the corrugated bellows is made in one piece or the corrugated bellows comprises a plurality of perforated discs and a Variety of fasteners, which adjacent perforated discs alternately connect to each other at the inner circumference and the outer circumference. The use of perforated discs and fasteners can thereby a particularly inexpensive to produce Allow bellows.

Der Wellbalg umfasst gemäß einer weiteren bevorzugten Alternative der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Ringelementen mit im Wesentlichen U-förmigem Querschnitt. Die Ringelemente sind dabei derart miteinander verbunden, dass der U-förmige Querschnitt abwechselnd radial nach innen und radial nach außen gerichtet ist. Dadurch wird die Wellbalgform erreicht.Of the Bellows includes according to a Another preferred alternative of the present invention a Variety of ring elements having a substantially U-shaped cross-section. The ring elements are connected to each other in such a way that the U-shaped cross section alternately directed radially inward and radially outward. Thereby the corrugated bellows shape is reached.

Das erfindungsgemäße Ventil ist besonders bevorzugt ein Brennstoffeinspritzventil zur Einspritzung eines Kraftstoffs in eine Brennkraftmaschine.The inventive valve Particularly preferred is a fuel injection valve for injection a fuel in an internal combustion engine.

Zeichnungdrawing

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:following become preferred embodiments the invention with reference to the accompanying drawings in Detail described. In the drawing is:

1 eine schematische Schnittansicht eines Ventils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 1 a schematic sectional view of a valve according to a first embodiment of the present invention, and

2 eine schematische Schnittansicht eines Ventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 2 a schematic sectional view of a valve according to a second embodiment of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 1 ein Ventil 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Das Ventil 1 ist ein Brennstoffeinspritzventil und wird in einem Kraftfahrzeug zur Einspritzung eines Brennstoffs verwendet. Insbesondere ist das Ventil 1 ein nach innen öffnendes Benzindirekteinspritzventil, welches Brennstoff direkt in einen Brennraum einspritzt.The following is with reference to 1 a valve 1 according to a preferred embodiment of the invention described in detail. The valve 1 is a fuel injector and is used in a motor vehicle for injecting a fuel. In particular, the valve 1 an inward opening gasoline direct injection valve which injects fuel directly into a combustion chamber.

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst das Ventil 1 ein Ventilglied 2, welches in diesem Ausführungsbeispiel eine Ventilkugel 2a und eine mit der Ventilkugel 2a verbundene Ventilnadel 2b umfasst. Die Ventilkugel 2a dichtet auf einem Ventilsitz 3 mit einem Dichtdurchmesser D2 ab. Im Ventilsitz 3 sind mehrere Einspritzöffnungen 4 vorgesehen, welche sich innerhalb des Dichtdurchmessers D2 befinden. Der Ventilsitz 3 ist mittels Schweißen an einem Ventilgehäuse 5 befestigt, welches im Wesentlichen länglich ausgebildet ist. An dem zur Ventilkugel 2 entgegengesetzten Ende ist eine Ventilnadel 2b mit einem Anker 8 verbunden. Der Anker 8 ist Teil einer Betätigungseinrichtung des Ventils, welche zusätzlich noch einen Innenpol 9, eine Spule 10 sowie einen außen am Ventilgehäuse 5 angeordneten Magnettopf 17 umfasst. Das Bezugszeichen 16 kennzeichnet einen elektrischen Anschluss der Spule 10.How out 1 can be seen, includes the valve 1 a valve member 2 , which in this embodiment, a valve ball 2a and one with the valve ball 2a connected valve needle 2 B includes. The valve ball 2a seals on a valve seat 3 with a sealing diameter D2 from. In the valve seat 3 are several injection ports 4 provided, which are located within the sealing diameter D2. The valve seat 3 is by welding to a valve body 5 attached, which is formed substantially elongated. At the valve ball 2 opposite end is a valve needle 2 B with an anchor 8th connected. The anchor 8th is part of an actuator of the valve, which additionally has an inner pole 9 , a coil 10 and one outside the valve housing 5 arranged magnetic pot 17 includes. The reference number 16 indicates an electrical connection of the coil 10 ,

Der Innenpol 9 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist einen zentralen Hohlraum auf, in welchen ein Vorspannelement angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Vorspannelement ein Wellbalg 7, welcher aus einem Federstahl einstückig hergestellt ist. Der Wellbalg 7 weist eine Vielzahl von rillenförmigen Einschneidungen und ringförmigen Ausbuchtungen auf, welche jeweils abwechselnd nacheinander angeordnet sind. Der Wellbalg 7 ist an einem Ende an einem Anschlagring 11 mittels einer ersten Schweißnaht 12 fixiert und an seinem anderen Ende mittels einer zweiten Schweißnaht 13 an einem stopfenartigen Element 15. Das stopfenartige Element 15 ist seinerseits mittels einer dritten Schweißnaht 14 am Innenpol 9 befestigt. Der Innenpol 9 selbst ist im Ventilgehäuse 5 fixiert. Im Innenpol 9 ist ferner eine Zuleitung 9a vorgesehen, welche das unter Druck stehende Fluid zur Außenseite des Wellbalgs 7 führt. Ferner sind im Anker 8 mehrere Bohrungen 8a vorgesehen, welche das unter Druck stehende Fluid weiter in einem Druckraum 6 zuführt, welcher um die Ventilnadel 2 herum angeordnet ist. Der Anschlagring 11 bildet dabei beim Öffnen des Ventils einen Anschlag für die dem Ventilsitz 3 abgewandte Seite der Ventilnadel 2b.The inner pole 9 is substantially cylindrical and has a central cavity in which a biasing element is arranged. In this embodiment, the biasing element is a corrugated bellows 7 , which is made of a spring steel in one piece. The corrugated bellows 7 has a plurality of groove-shaped incisions and annular bulges, which are each arranged alternately one after the other. The corrugated bellows 7 is at one end to a stop ring 11 by means of a first weld 12 fixed and at its other end by means of a second weld 13 on a plug-like element 15 , The plug-like element 15 is in turn by means of a third weld 14 at the inner pole 9 attached. The inner pole 9 itself is in the valve body 5 fixed. In the inner pole 9 is also a supply line 9a provided, which the pressurized fluid to the outside of the corrugated bellows 7 leads. Further, in the anchor 8th several holes 8a provided, which the pressurized fluid further in a pressure chamber 6 which feeds around the valve needle 2 is arranged around. The stop ring 11 forms a stop for the valve seat when opening the valve 3 opposite side of the valve needle 2 B ,

Wie aus 1 ersichtlich ist, weist der Wellbalg 7 in seinem Inneren einen Hohlraum 7a auf, welcher in diesem Ausführungsbeispiel mit Luft gefüllt ist. Es sei jedoch angemerkt, dass der Hohlraum 7a auch mit einem Vakuum gefüllt sein kann. Erfindungsgemäß wird hierbei unter den Begriffen "Vakuum" ein Zustand verstanden, in welchem im Hohlraum ein Unterdruck herrscht. In 1 ist ein hydraulischer Durchmesser des Wellbalgs 7 mit dem Bezugszeichen D1 gekennzeichnet. Erfindungsgemäß wird hierbei unter einem hydraulischen Durchmesser D1 ein Durchmesser verstanden, an welchem das unter Druck stehende Fluid über die gesamte axiale Länge des Wellbalgs 7 angreift. Der Wellbalg 7 ist dabei derart ausgelegt, dass er trotz der entgegenwirkenden Druckkraft durch das unter Druck stehende Fluid eine Schließkraft auf das Ventilglied 2 ausüben kann.How out 1 can be seen, the corrugated bellows 7 in its interior a cavity 7a on, wel cher is filled with air in this embodiment. It should be noted, however, that the cavity 7a can also be filled with a vacuum. According to the invention, the term "vacuum" here means a state in which there is a negative pressure in the cavity. In 1 is a hydraulic diameter of the bellows 7 denoted by the reference D1. According to the invention, a hydraulic diameter D1 is understood to mean a diameter at which the pressurized fluid over the entire axial length of the corrugated bellows 7 attacks. The corrugated bellows 7 is designed such that, despite the counteracting pressure force by the fluid under pressure, a closing force on the valve member 2 can exercise.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Ventils ist dabei wie folgt: Das unter Druck stehende Fluid wird wie durch den Pfeil A angedeutet, über den Zulauf 9a, an der Außenseite des Wellbalgs 7 und durch die Bohrungen 8a im Anker 8 zum Druckraum 6 zugeführt. Dabei übt das an der Außenseite des Wellbalgs 7 vorbeigeführte Fluid eine Gegenkraft gegen die Schließkraft (Vorspannkraft) des Wellbalgs 7 aus. Dabei ist die Gegenkraft jedoch kleiner als die Schließkraft des Wellbalgs 7, um ein unbeabsichtigtes Öffnen des Ventils zu vermeiden. Wenn nun das Ventil geöffnet werden soll, wird, ausgehend von dem in 1 gezeigten geschlossenen Zustand, die Spule 10 bestromt, wodurch der Anker 8 und damit das Ventilglied 2 in Richtung zum Innenpol 9 bewegt werden. Hierdurch hebt die Ventilkugel 2a vom Ventilsitz 3 ab, so dass das unter Druck stehende Fluid aus dem Druckraum 6 durch die Vielzahl von Einspritzöffnungen 4 beispielsweise in einen Brennraum eingespritzt werden kann. Wenn die Einspritzung beendet werden soll, wird die Bestromung der Spule 10 wieder beendet, so dass der Wellbalg 7 den Anker 8 und das Ventilglied 2 wieder in die Ausgangsposition zurückstellt. Dann dichtet die Ventilkugel 2 wieder am Durchmesser D2 am Ventilsitz 3 ab.The function of the valve according to the invention is as follows: The fluid under pressure, as indicated by the arrow A, via the inlet 9a , on the outside of the bellows 7 and through the holes 8a in the anchor 8th to the pressure room 6 fed. It does this on the outside of the bellows 7 Passed fluid a counter force against the closing force (biasing force) of the bellows 7 out. However, the counterforce is smaller than the closing force of the bellows 7 to prevent unintentional opening of the valve. If now the valve is to be opened, starting from the in 1 shown closed state, the coil 10 energized, causing the anchor 8th and thus the valve member 2 towards the inner pole 9 to be moved. This raises the valve ball 2a from the valve seat 3 so that the pressurized fluid from the pressure chamber 6 through the multiplicity of injection openings 4 For example, it can be injected into a combustion chamber. When the injection is to be finished, the energization of the coil 10 finished again, leaving the corrugated bellows 7 the anchor 8th and the valve member 2 returns to its original position. Then the valve ball seals 2 again at the diameter D2 at the valve seat 3 from.

Durch die Ausbildung des in Axialrichtung elastischen Wellbalgs 7 als mit Luft gefülltem Hohlkörper wird somit erreicht, dass durch den mittels des Fluids bereitgestellten Druck der Wellbalg 7 in Axialrichtung X-X leicht verformt wird. Der über das Fluid auf den Wellbalg 7 ausgeübte Druck ist dabei derart gewählt, dass der Wellbalg 7 trotzdem noch eine Vorspannkraft auf das Ventilglied 2 aufbringt, um dieses im geschlossenen Zustand zu halten. Für das Öffnen des Ventilglieds 2 ist es jedoch nun nicht mehr nötig, die gesamte Vorspannkraft des Wellbalgs 7 zu überwinden, da ein Teil hiervon schon durch das unter Druck stehende Fluid, welches an der Außenseite des Wellbalgs 7 anliegt, im Umfang des hydraulischen Durchmessers D1 übernommen wird. Somit muss lediglich die Differenz durch das Antriebsmodul, welches in diesem Ausführungsbeispiel ein magnetisches Antriebsmodul ist, überwunden werden. Dadurch kann das Ventil 1 sehr kleinbauend ausgeführt werden und für den Betrieb sind nur geringe elektrische Leistungen aufgrund der kleinen Ventilglied-Öffnungskräfte notwendig. Darüber hinaus kann ein größerer Sitzdurchmesser D2 zwischen dem Ventilglied 2 und dem Ventilsitz 3 gewählt werden. Insbesondere bei hohen Fluiddrücken war dies bisher nicht möglich, da aufgrund des hohen Fluiddrucks bei einem großen Sitzdurchmesser die Öffnungskräfte zu groß geworden wären, um noch mit vertretbaren baulichen Maßnahmen ein Öffnen des Ventils sicherzustellen. Durch die vorliegende Erfindung kann jedoch jetzt auch ein Sitzdurchmesser am Ventilsitz 3 vergrößert werden.By forming the axially elastic bellows 7 As air-filled hollow body is thus achieved that provided by means of the fluid pressure of the corrugated bellows 7 is slightly deformed in the axial direction XX. The over the fluid on the bellows 7 exerted pressure is chosen such that the corrugated bellows 7 still a biasing force on the valve member 2 to keep it closed. For opening the valve member 2 However, it is no longer necessary, the entire preload force of the bellows 7 to overcome, since a part thereof already by the pressurized fluid, which on the outside of the corrugated bellows 7 is applied, is taken over in the circumference of the hydraulic diameter D1. Thus, only the difference must be overcome by the drive module, which is a magnetic drive module in this embodiment. This allows the valve 1 be designed very compact and for the operation of only low electrical power due to the small valve member opening forces are necessary. In addition, a larger seat diameter D2 between the valve member 2 and the valve seat 3 to get voted. In particular, at high fluid pressures, this has not been possible because due to the high fluid pressure with a large seat diameter, the opening forces would have become too large to ensure even with reasonable structural measures to open the valve. By the present invention, however, now also a seat diameter on the valve seat 3 be enlarged.

Das erfindungsgemäße Ventil wird insbesondere als Brennstoffeinspritzventil in Kraftfahrzeugen verwendet. Hierbei kommen die erfindungsgemäßen Vorteile sehr gut zur Geltung, da üblicherweise im Motorraum des Kraftfahrzeugs nur ein geringer Platzbedarf vorhanden ist und ferner aufgrund der geringen elektrischen Leistungsaufnahme die elektrische Auslegung der Einspritzinjektoren vereinfacht wird.The inventive valve is used in particular as a fuel injection valve in motor vehicles. Here are the advantages of the invention very well, as usual in the engine compartment of the vehicle only a small amount of space available is and furthermore due to the low electrical power consumption the electrical design of the injection injectors is simplified.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 2 ein Ventil 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.The following is with reference to 2 a valve 1 according to a second embodiment of the invention described in detail. Identical or functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.

Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei im Unterschied dazu im Hohlraum 7a des Wellbalgs 7 zusätzlich noch ein Federelement 18 angeordnet ist. Das Federelement 18 ist eine Druckfeder, welche eine Vorspannkraft auf das Ventilglied 2 ausübt. Dieser Vorspannkraft des Federelements 18 wirkt die über das Fluid auf den Wellbalg 7 ausgeübte Druckkraft am hydraulischen Durchmesser D1 des Wellbalgs 7 entgegen, wobei sich der Wellbalg 7 in Axialrichtung X-X abhängig vom Druck elastisch verformt. Dabei ist die vom Wellbalg 7 ausgeübte Druckkraft kleiner als die Vorspannkraft des Federelements 18, um ein unbeabsichtigtes Öffnen des Ventils zu vermeiden.The second embodiment substantially corresponds to the first embodiment, in contrast to the cavity 7a of the bellows 7 additionally a spring element 18 is arranged. The spring element 18 is a compression spring, which is a biasing force on the valve member 2 exercises. This biasing force of the spring element 18 the fluid acts on the corrugated bellows 7 pressure force exerted on the hydraulic diameter D1 of the bellows 7 opposite, where the corrugated bellows 7 deformed elastically in the axial direction XX depending on the pressure. Here is the corrugated bellows 7 applied compressive force smaller than the biasing force of the spring element 18 to prevent unintentional opening of the valve.

Wie aus 2 ersichtlich ist, stützt sich das Federelement 7 einerseits am stopfenartigen Element 15 ab und andererseits am Anschlagring 11. Wie im ersten Ausführungsbeispiel, muss für eine Betätigung des Ventils nun nur eine geringe Öffnungskraft bereitgestellt werden, da ein Großteil der Schließkraft des Federelements 18 schon durch die elastische Verformung des Wellbalgs 7 kompensiert ist.How out 2 it can be seen, the spring element is supported 7 on the one hand on the plug-like element 15 from and on the other hand at the stop ring 11 , As in the first embodiment, only a small opening force must now be provided for actuation of the valve, since a large part of the closing force of the spring element 18 already by the elastic deformation of the bellows 7 is compensated.

Da die elastische Verformung des Hohlkörpers 7 u. a. vom Druck des Fluids abhängt, ist somit sichergestellt, dass auch bei sehr hohen Drücken eine entsprechende Gegenkraft durch den Wellbalg 7 bereitgestellt werden kann, so dass das Öffnen und die zum Öffnen notwendige Öffnungskraft auch bei unterschiedlichen Drücken im Wesentlichen konstant bleibt. Somit kann erfindungsgemäß sichergestellt werden, dass nur eine Auslegung des magnetischen Betätigungsmoduls notwendig ist, da die Anforderungen bei unterschiedlichen Drücken durch die jeweils vom Druck abhängige axiale Verformung des Wellbalgs 7 abhängt.As the elastic deformation of the hollow body 7 among other things depends on the pressure of the fluid, is thus Ensures that even at very high pressures a corresponding counterforce through the corrugated bellows 7 can be provided, so that the opening and the opening force necessary for opening remains substantially constant even at different pressures. Thus, it can be ensured according to the invention that only one design of the magnetic actuation module is necessary, since the requirements at different pressures due to the respective pressure-dependent axial deformation of the bellows 7 depends.

Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.Otherwise corresponds to this embodiment the previous embodiment, so that reference can be made to the description given there.

Claims

Valve for controlling a pressurized fluid, comprising a valve member ( 2 ) for releasing and closing at least one injection opening arranged on a valve seat ( 4 ), one with the valve member ( 2 ) associated actuator ( 8th . 9 . 10 . 17 ), and biasing means for biasing the valve member (10). 2 ), wherein the biasing means comprises a gas or a vacuum filled, elastic hollow body ( 7 ), the outside of which communicates with the fluid to be controlled to provide a counter force against a biasing force of the biasing means.

Valve according to claim 1, characterized in that only the hollow body ( 7 ) even the biasing force on the valve member ( 2 ).

Valve according to claim 1, characterized in that the biasing means further comprises a spring element ( 18 ), wherein the spring element ( 18 ) for providing at least part of the biasing force to the valve member ( 2 ) in the hollow body ( 7 ) is arranged.

Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow body ( 7 ) is a bellows, which is substantially tubular with wave-like, annular constrictions and annular bulges, wherein the corrugated bellows in the axial direction (XX) of the valve is flexible and is rigid in the radial direction of the valve.

Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve is a solenoid valve with a magnet armature ( 8th ) and a coil ( 10 ) and also a stop ring ( 11 ) to a stroke of the valve member ( 2 ) when opening, with the armature ( 8th ) on the valve member ( 2 ) and the hollow body ( 7 ) on the stop ring ( 11 ) is attached.

Valve according to claim 5, characterized in that the fluid to be controlled on the outer circumference of the hollow body ( 7 ) in a region of smaller diameter on the stop ring ( 11 ) pending.

Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow body ( 7 ) made of metal, in particular spring steel.

Valve according to one of claims 2 to 7, characterized in that a hydraulic diameter (D1) of the hollow body ( 7 ) equal to a seat diameter (D2) on the valve seat ( 3 ).

Valve according to one of claims 5 to 8, further comprising a valve housing (in 5 ) arranged inner pole ( 9 ), wherein the hollow body ( 7 ) in the inner pole ( 9 ) and the inner pole ( 9 ) at least one inlet bore ( 9a ) for the fluid to be controlled.

Valve according to one of claims 4 to 9, characterized that the bellows are integrally formed or that the bellows are a variety of perforated discs and fasteners comprising adjacent perforated disks by means of the connecting elements alternately on the inner circumference and on the outer circumference of the perforated discs are connected fluid-tight, or that the corrugated bellows a variety of Comprises ring elements of substantially U-shaped cross section, which alternately with inwardly or outwardly open cross-section to Formation of the bellows are arranged.

Valve according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the valve is a fuel injection valve.