[go: up one dir, main page]

DE102008040639A1 - Pressure-balanced control valve for internal combustion engine, has high pressure chamber loaded with fuel through hole under system pressure, and another high pressure chamber formed in region between valve piece and valve element - Google Patents

Pressure-balanced control valve for internal combustion engine, has high pressure chamber loaded with fuel through hole under system pressure, and another high pressure chamber formed in region between valve piece and valve element Download PDF

Info

Publication number
DE102008040639A1
DE102008040639A1 DE102008040639A DE102008040639A DE102008040639A1 DE 102008040639 A1 DE102008040639 A1 DE 102008040639A1 DE 102008040639 A DE102008040639 A DE 102008040639A DE 102008040639 A DE102008040639 A DE 102008040639A DE 102008040639 A1 DE102008040639 A1 DE 102008040639A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
seat
switching valve
pressure
valve element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102008040639A
Other languages
German (de)
Inventor
Jochen Glasbrenner
Ralf Gragen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102008040639A priority Critical patent/DE102008040639A1/en
Publication of DE102008040639A1 publication Critical patent/DE102008040639A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0031Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0031Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/004Sliding valves, e.g. spool valves, i.e. whereby the closing member has a sliding movement along a seat for opening and closing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0031Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0043Two-way valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/007Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of the groups F02M63/0014 - F02M63/0059
    • F02M63/0073Pressure balanced valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/007Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of the groups F02M63/0014 - F02M63/0059
    • F02M63/0077Valve seat details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/007Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of the groups F02M63/0014 - F02M63/0059
    • F02M63/0078Valve member details, e.g. special shape, hollow or fuel passages in the valve member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/16Sealing of fuel injection apparatus not otherwise provided for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Lift Valve (AREA)

Abstract

The valve (10) has a valve element (12) for opening or closing a valve seat (28) and cooperating with a valve piece (22) of the valve. The valve piece decompresses or pressurizes a high pressure chamber (26) under system pressure. The high pressure chamber is loaded with fuel through a hole (24) under system pressure. Another high pressure chamber (52) is formed in a region between the valve piece and the valve element. The high pressure chambers are in flow connection, and are pressurized when the valve element with the valve seat lies at a seat surface (30) of the valve piece.

Description

Stand der TechnikState of the art

DE 10 2005 039 911 A1 bezieht sich auf eine Anordnung mit einem Piezoaktor. In einem inneren Raum des Piezoaktors ist ein Piezoelement angeordnet, das bei einer Betätigung über eine sich hier senkrecht unterhalb befindliche, mechanische Anordnung mit einem Koppler auf eine Düsennadel wirkt. Dadurch erfolgt die Freigabe einer Düsenöffnung. Im Inneren des Kraftstoffinjektors enthaltener Kraftstoff kann somit in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine eingespritzt werden. Bei dieser Ausführungsform sind ein Düsenmodul, in dem ein nadelförmig ausgebildetes Einspritzventil geführt ist, eine Drosselplatte und ein Distanzrohr, in welchem der Piezoaktor aufgenommen ist, mittels einer Düsenspannmutter gegeneinander verschraubt und in axialer Richtung gesehen vorgespannt. DE 10 2005 039 911 A1 refers to an arrangement with a piezoelectric actuator. In an inner space of the piezoelectric actuator, a piezoelectric element is arranged, which acts on a nozzle needle when actuated by a mechanical arrangement located here below, with a coupler. As a result, the release of a nozzle opening takes place. Fuel contained in the interior of the fuel injector can thus be injected into the combustion chamber of an internal combustion engine. In this embodiment, a nozzle module, in which a needle-shaped injection valve is guided, a throttle plate and a spacer tube, in which the piezoelectric actuator is accommodated, screwed by means of a nozzle lock nut against each other and biased seen in the axial direction.

DE 100 31 265 A1 bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil, welches einen Ventilkörper aufweist, in dem eine Bohrung ausgebildet ist. Die Bohrung wird an ihrem brennraumseitigen Ende von einem Ventilsitz begrenzt, von dem mindestens eine Einspritzöffnung abgeht, die in Einbaulage des Kraftstoffeinspritzventils in den Brennraum der Brennkraftmaschine mündet. In der Bohrung befindet sich eine kolbenförmige Ventilnadel, die längs verschiebbar ist. Diese weist an ihrem brennraumseitigen, d. h. dem dem Ventilsitz zugewandten Ende eine Ventildichtfläche auf, mit der die Ventilnadel mit dem Ventilsitz zusammenwirkt. Hierbei wird in Schließrichtung der Ventilnadel, dies bedeutet, wenn die Ventilnadel mit ihrer Ventildichtfläche auf dem Ventilsitz aufliegt, mindestens eine Einspritzöffnung verschlossen. Bei vom Ventilsitz abgehobener Ventilnadel fließt Kraftstoff zwischen der Ventildichtfläche und dem Ventilsitz hindurch, den Einspritzöffnungen zu und wird von dort in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt. DE 100 31 265 A1 refers to a fuel injection valve having a valve body in which a bore is formed. The bore is delimited at its combustion-chamber-side end by a valve seat, from which at least one injection opening terminates, which opens into the combustion chamber of the internal combustion engine in the installation position of the fuel injection valve. In the bore is a piston-shaped valve needle, which is longitudinally displaceable. This has at its combustion chamber side, ie the valve seat facing the end of a valve sealing surface with which the valve needle cooperates with the valve seat. Here, in the closing direction of the valve needle, this means when the valve needle rests with its valve sealing surface on the valve seat, at least one injection port closed. When lifted from the valve seat valve needle fuel flows between the valve sealing surface and the valve seat, the injection openings and is injected from there into the combustion chamber of the internal combustion engine.

DE 10 2007 009 168 bezieht sich auf einen Dichtsitz. Der Dichtsitz ist in einem Schaltventil ausgebildet, welches einen Ventilsitz umfasst und von einem Ventilelement geöffnet oder verschlossen wird. Das Ventilelement wirkt mit einem Ventilstück des Schaltventils zusammen, das einen unter Systemdruck stehenden Hochdruckraum druckentlastet oder druckbeaufschlagt, dem der Ventilsitz zugeordnet ist. Am Ventilsitz verläuft zwischen dem Ventilelement und dem Ventilstück eine durch eine Sitzabsetzkante begrenzte Sitzbegrenzungsfläche, die entweder am Ventilelement oder am Ventilstück ausgeführt ist. DE 10 2007 009 168 refers to a sealing seat. The sealing seat is formed in a switching valve, which comprises a valve seat and is opened or closed by a valve element. The valve element cooperates with a valve piece of the switching valve, which depressurizes or pressurizes a high pressure chamber under system pressure, to which the valve seat is assigned. At the valve seat extends between the valve member and the valve member limited by a Sitzabsetzkante seat boundary surface, which is carried out either on the valve element or on the valve piece.

Bei druckausgeglichenen Schaltventilen wird das unter Druck stehende Medium, so zum Beispiel Kraftstoff, in geschlossenem Zustand des Schaltventils üblicherweise in einer Druckkammer eingeschlossen. Die Druckkammer ist auf einer Seite durch ehre Führung und auf einer anderen Seite durch einen Dichtsitz begrenzt. Die Führung und der Dichtsitz weisen exakt denselben Durchmesser auf. Dadurch entsteht keine in Öffnungs- oder Schließrichtung wirkende Kraft auf das Ventilelement. Mit fortschreitendem Betrieb des Schaltventils kommt es zu einem Angleich zwischen der Dichtfläche des Ventilstücks und der relativ zu dieser bewegbaren Dichtfläche am Ventilelement. Dieser Angleich verläuft vom Durchmesser ausgehend nur zu einer Seite hin, sodass dies eine Veränderung des wirksamen Sitzdurchmessers und damit die Erzeugung einer in Öffnungsrichtung wirkenden Kraft auf das Ventilelement zur Folge hat. Dadurch ist das ursprünglich druckausgeglichen ausgebildete Schaltventil hinsichtlich des Druckausgleichs gestört. Damit einher geht eine Änderung seines dynamischen Verhaltens bis hin zur statischen Undichtheit.at pressure compensated switching valves is the pressurized Medium, such as fuel, in the closed state of the Switching valve usually enclosed in a pressure chamber. The pressure chamber is on one side through your guidance and bounded on another side by a sealing seat. The Guide and the sealing seat have exactly the same diameter on. This creates no in the opening or closing direction acting force on the valve element. As the operation progresses of the switching valve, it comes to a match between the sealing surface the valve piece and the relative to this movable sealing surface on the valve element. This adjustment runs from the diameter starting only to one side, so this is a change the effective seat diameter and thus the generation of an opening direction has acting force on the valve element result. This is originally designed pressure-balanced switching valve disturbed in terms of pressure equalization. Associated with it goes through a change in his dynamic behavior for static leakage.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, bei Schaltventilen, die mit einem hohen Druck beaufschlagt sind, den dort stets auftretenden Verschleiß zum Konstanthalten des Schaltverhaltens des Schaltventils auszunutzen. Bislang wird bei Schaltventilen ein Sitzangleich über deren Lebensdauer vorgenommen, bei dem sich einerseits eine Vergrößerung des Ankerhubs einstellt und andererseits eine Druckstufe entsteht. Die entstehende Druckstufe führt über die Lebensdauer des Schaltventils gesehen zur Entstehung einer in Öffnungsrichtung des Schaltventils wirkenden, zusätzlichen Kraft. Daraus ergibt sich, dass sich infolge einer längeren Öffnungsdauer und eines vergrößerten Ankerhubwegs ein Mengenanstieg einstellt und sich zum anderen infolge der erhöhten Öffnungskraft ein früheres Öffnen einstellt, was ebenfalls zu einer längeren Öffnungsdauer führt.According to the invention proposed, in switching valves, which acts at a high pressure are, the wear occurring there to keep constant exploit the switching behavior of the switching valve. So far in the case of switching valves, a seating match is made over their service life, in which on the one hand an enlargement of the Anchor hubs sets and on the other hand creates a pressure stage. The resulting pressure level leads over the life the switching valve seen to the emergence of an opening direction the switching valve acting, additional force. It results itself, that as a result of a longer opening duration and an increased armature stroke increase in volume and on the other due to the increased opening force an earlier opening sets, which is also too a longer opening period leads.

Der erfindungsgemäßen Lösung folgend wird vorgeschlagen, die auftretenden Verschleißmechanismen so auszunutzen, dass diese gegeneinander wirken. Damit kann im Idealfall die Funktion eines derartigen Schaltventils konstant gehalten werden, eine Beeinträchtigung des Ventilverhaltens reduziert oder zumindest kompensiert werden, insbesondere über die Lebensdauer eines derartigen Schaltventils gesehen.Of the following solution according to the invention proposed, the wear mechanisms occurring so exploit that they work against each other. This can ideally the function of such a switching valve are kept constant, a Impairment of the valve behavior is reduced or at least be compensated, in particular over the life of a seen such switching valve.

Anstelle einer bisher am Schaltventil ausgebildeten positiven Sitzwinkeldifferenz zwischen einem stationär angeordneten Ventilstück und einem relativ zu diesem bewegbaren Ventilelement, welches zum Beispiel hülsenförmig ausgebildet ist, wird eine negative Sitzwinkeldifferenz ausgeführt. Dadurch liegt der Dichtsitz nicht mehr an einer Innenkante des hülsenförmig ausgebildeten Ventilelements bei einem Durchmesser d, sondern an einer Außenkante der Sitzbegrenzung des stationär angeordneten Ventilstücks an einem Durchmesser d + 2x. Das Wirkprinzip kann auch umgekehrt verwirklicht werden, so an einem stationären, hülsenförmigen Ventilstück und an einem relativ zu diesem beweglichen, bolzenförmigen Ventilelement. Damit ist bereits im Neuzustand des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schaltventils eine definierte Druckstufe vorhanden. Der Dichtdurchmesser ist gegeben durch den Durchmesser d + 2x, wodurch auch die in Öffnungsrichtung wirkende, zusätzliche Kraft definiert ist. Diese zusätzliche, in Öffnungsrichtung des Schaltventils wirkende Kraft ist kleiner als die dieser entgegenwirkende, über die Schließfeder aufgebrachte Ventilfederkraft FS, um die Dichtfunktion zu gewährleisten. Über die Lebensdauer des Schaltventils gesehen vergrößert sich der Ankerhub, die Druckstufe mit Dichtdurchmesser d + 2x wird hingegen infolge der sich über die Lebensdauer des Schaltventils einstellenden Sitzangleichung kleiner. Aufgrund dieses Umstandes wirkt eine geringer resultierende Gesamtöffnungskraft einem sich vergrößernden Ankerhub entgegen. Eine geringer resultierende Gesamtöffnungskraft führt zu einem späteren Öffnen und damit einer kürzeren Öffnungsdauer, während der das erfindungsgemäß vorgeschlagene Schaltventil offen steht. Ein vergrößerter Ankerhub bewirkt hingegen eine verlängerte Öffnungsdauer. Somit wirkt die geringer erzielte, resultierende Gesamtöffnungskraft, die, wie oben dargelegt, zu einer kürzeren Öffnungsdauer führt, der durch den vergrößerten Ankerhub bewirkten, verlängerten Öffnungsdauer entgegen.Instead of a previously formed on the switching valve positive seat angle difference between a stationary valve member and a valve member movable relative to this, which is for example sleeve-shaped, a negative seat angle difference is performed. As a result, the sealing seat is no longer located at an inner edge of the sleeve-shaped valve element at a diameter d, but at one Outer edge of the seat boundary of the stationary valve piece at a diameter d + 2x. The operating principle can also be realized vice versa, so on a stationary, sleeve-shaped valve piece and on a relative to this movable, bolt-shaped valve element. This is already in the new state of the inventively proposed switching valve, a defined pressure level available. The sealing diameter is given by the diameter d + 2x, whereby the additional force acting in the opening direction is defined. This additional, acting in the opening direction of the switching valve force is smaller than that counteracting, applied via the closing spring valve spring force F S , to ensure the sealing function. Seen over the life of the switching valve increases the armature stroke, the pressure level with sealing diameter d + 2x, however, is smaller due to the adjusting over the life of the switching valve seat alignment. Due to this circumstance, a lower resulting total opening force counteracts an increasing armature stroke. A lower resulting total opening force leads to a later opening and thus a shorter opening duration during which the switching valve proposed according to the invention is open. An enlarged armature stroke, however, causes a prolonged opening duration. Thus, the lower achieved, resulting total opening force, which, as stated above, leads to a shorter opening duration, caused by the increased armature stroke, counteracts extended opening duration.

Mit gleichbleibendem Öffnungsverhalten aufgrund der einander entgegengesetzten, oben dargelegten Effekte der gering resultierenden Gesamtöffnungskraft und dem vergrößerten Ankerhub bleibt das Einspritzverhalten eines Kraftstoffinjektors, der mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schaltventil ausgestattet ist, konstant. Der Sitzwinkel, die negative Sitzwinkeldifferenz, der Sitzdurchmesser, die Sitzbegrenzung, Werkstoff, Härte und Beschichtung etc. der Komponenten werden so ausgelegt, dass sich die Funktionseinflüsse infolge des sich über die Lebensdauer des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schaltventils reduzieren oder gegenseitig kompensieren.With constant opening behavior due to each other opposite, outlined above effects of low resulting Total opening force and the enlarged Anchor stroke remains the injection behavior of a fuel injector, the with the inventively proposed switching valve equipped, constant. The seat angle, the negative seat angle difference, the seat diameter, the seat limit, material, hardness and coating etc. of the components are designed so that the functional influences as a result of over the life of the inventively proposed Reduce or compensate for switching valve.

Die aus DE 10 2007 009 168 A1 ursprünglich vorhandene Sitzbegrenzung am Ventilstück ist bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung zwingend erforderlich, um die anfängliche Größe der definierten Druckstufe im Neuzustand genau zu definieren (Dicht-Durchmesser = Durchmesser d + 2x). Durch die Sitzbegrenzung ist in jedem Fall die statische Dichtheit des Schaltventils über dessen Lebensdauer hin gewährleistet. Des Weiteren kann die anfänglich auftretende und in Öffnungsrichtung wirkende Druckkraft nicht ansteigen, da die Druckstufe nicht größer werden kann – sie wird im Gegenteil kleiner.From DE 10 2007 009 168 A1 originally existing seat limit on the valve piece is absolutely necessary in the proposed solution according to the invention to define the initial size of the defined pressure level in the new state exactly (sealing diameter = diameter d + 2x). Due to the seat limitation, the static tightness of the switching valve is guaranteed over its lifetime in any case. Furthermore, the initially occurring and acting in the opening direction compressive force can not increase, since the pressure level can not be larger - it is on the contrary smaller.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.Based In the drawings, the invention will be described in more detail below.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines druckausgeglichenen Schaltventils gemäß dem Stand der Technik, 1 a schematic representation of a pressure-balanced switching valve according to the prior art,

2 ein erfindungsgemäß vorgeschlagenes, außen dichtendes, druckausgeglichenes Schaltventil mit Sitzbegrenzung und negativer Sitzwinkeldifferenz im Neuzustand, 2 an inventively proposed, outside sealing, pressure compensated switching valve with seat limitation and negative seat angle difference when new,

3 eine mögliche Verschleißform, die sich am erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schaltventil über dessen Lebensdauer hin einstellt, wobei ein Verschleiß am Ventilstück auftritt, 3 a possible form of wear, which adjusts itself to the switching valve proposed according to the invention over its service life, whereby a wear occurs on the valve piece,

4 eine mögliche sich einstellende Verschleißform am Schaltventil über dessen Lebensdauer gesehen, mit sich am Ventilelement einstellendem Verschleiß, 4 a possible self-adjusting wear on the switching valve seen over its lifetime, with the valve element adjusting wear,

5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß vorgeschlagenen, jedoch innen dichtenden, druckausgeglichenen Schaltventils mit Sitzbegrenzung und negativer Sitzwinkeldifferenz im Neuzustand und in einer Schließstellung, wobei das Ventilelement als Vollkörper im Ventilgehäuse aufgenommen ist, 5 a further embodiment of the inventively proposed, but internally sealing, pressure-balanced switching valve with seat limitation and negative seat angle difference in the new state and in a closed position, wherein the valve element is received as a solid body in the valve housing,

6 einen Teilschnitt des als Vollkörper ausgebildeten Ventilelements gemäß 5 in einer Offenstellung, in der das Ventilelement mit seinem Ventilsitz von der Sitzfläche des Ventilgehäuses abgehoben ist. 6 a partial section of the trained as a solid body valve element according to 5 in an open position in which the valve element is lifted with its valve seat from the seat surface of the valve housing.

Der Darstellung gemäß 1 ist ein druckausgeglichen ausgebildetes Schaltventil gemäß dem Stand der Technik zu entnehmen.The representation according to 1 is to take a pressure balanced trained switching valve according to the prior art.

Ein in 1 dargestelltes Schaltventil 10 umfasst neben einem außen liegenden hülsenförmig ausgebildeten Ventilelement 12 ein Ventilstück 22. Das Schaltventil 10 ist symmetrisch zu seiner Symmetrielinie 11 aufgebaut, kann jedoch auch asymmetrisch ausgeführt sein, mit einem Versatz zwischen Einspritzventilglied und Ventilglied. Das hülsenförmige Ventilelement 12 ist mit einer Innenmantelfläche 18 an einer Führung 16 des Ventilstücks 22 geführt. Zwischen der Innenmantelfläche 18 des Ventilelementes 12 und der Außenumfangsfläche des Ventilstücks 22 befindet sich ein Spalt 20, der eine eng tolerierte Führung 16 des Ventilelementes 12 darstellt. Gemäß der Darstellung in 1 ist das Ventilelement 12 in einen Ventilsitz 28 gestellt. Dadurch wird das Abströmen von unter Systemdruck stehendem Kraftstoff aus einem Hochdruckraum 26 über den Ventilsitz 28 verhindert. Der Hochdruckraum 26, gebildet durch eine ringförmig verlaufende, taschenförmige Ausnehmung zwischen der Innenmantelfläche 18 des Ventilelementes 12 und dem Ventilstück 22, wird über mindestens eine Bohrung 24 mit unter Systemdruck stehendem Kraftstoff befüllt. Bei geschlossenem Ventilsitz 28 steht der unter Systemdruck stehende Kraftstoff im Hochdruckraum 26 an. Im Bereich des Ventilsitzes 28 weist das Ventilelement 12 einen Sitzdurchmesser 32 auf. Das hülsenförmige Ventilelement 12 sitzt in der Darstellung gemäß 1 auf einer Sitzfläche 30 des Ventilstücks 22 auf und bildet eine Kontaktlinie 34. Diese ist bei der Relativbewegung des hülsenförmig ausgebildeten Ventilelements 12 relativ zum stationären Ventilstück 22 im Kraftstoffinjektor des Schaltventils 10 sehr hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt.An in 1 illustrated switching valve 10 comprises in addition to an outer sleeve-shaped valve element 12 a valve piece 22 , The switching valve 10 is symmetrical to its symmetry line 11 constructed, but can also be designed asymmetrically, with an offset between the injection valve member and the valve member. The sleeve-shaped valve element 12 is with an inner circumferential surface 18 at a guided tour 16 of the valve piece 22 guided. Between the inner circumferential surface 18 of the valve element 12 and the outer peripheral surface of the valve piece 22 there is a gap 20 who has a narrowly tolerated leadership 16 of the valve element 12 represents. As shown in 1 is the valve ment 12 in a valve seat 28 posed. As a result, the outflow of fuel under system pressure from a high-pressure chamber 26 over the valve seat 28 avoided. The high pressure room 26 , formed by an annular, pocket-shaped recess between the inner circumferential surface 18 of the valve element 12 and the valve piece 22 , will have at least one hole 24 filled with fuel at system pressure. With the valve seat closed 28 the fuel under system pressure is in the high-pressure chamber 26 at. In the area of the valve seat 28 has the valve element 12 a seat diameter 32 on. The sleeve-shaped valve element 12 sits in the presentation according to 1 on a seat 30 of the valve piece 22 and forms a contact line 34 , This is during the relative movement of the sleeve-shaped valve element 12 relative to the stationary valve piece 22 in the fuel injector of the switching valve 10 exposed to very high mechanical stresses.

Ausführungsformen:Embodiments:

Der Darstellung gemäß 2 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen außen dichtenden, druckausgeglichenen Ventils mit Sitzbegrenzung und negativer Sitzwinkeldifferenz im Neuzustand zu entnehmen.The representation according to 2 is an embodiment of the inventively proposed outside sealing, pressure balanced valve with seat limitation and negative seat angle difference in new condition to remove.

Aus 2 sowie 5 und 6 geht hervor, dass das Schaltventil 10 das hülsenförmig ausgebildete Ventilelement 12 umfasst, welches symmetrisch zur Symmetrielinie 11 ausgebildet ist.Out 2 such as 5 and 6 it turns out that the switching valve 10 the sleeve-shaped valve element 12 which is symmetrical to the symmetry line 11 is trained.

An der Innenmantelfläche 18 des zum Beispiel hülsenförmig ausgebildeten Ventilelementes 12 liegt der Sitzdurchmesser 32. Eine Dichtfläche 40 des zum Beispiel hülsenförmig ausgeführten Ventilelements 12 weist der Sitzfläche 30 des stationär ausgebildeten Ventilstücks 22 zu. Zwischen der Dichtfläche 40 und der Sitzfläche 30 verläuft ein keilförmiger Druckraum 52, der in einem Neuzustand 50 des Schaltventils 10 – wie in 2 dargestellt – ein zum Beispiel keilförmiges Aussehen hat und sich in radialer Richtung nach innen zwischen den genannten Flächen 30, 40, ausgehend von der Kontaktlinie 34, erstreckt. Der Druckraum 52 kann auch – alternativ zu seiner keilförmigen Konfiguration – gerundete Konturen aufweisen. Die Kontaktlinie 34 gemäß der Darstellung in 2 wirkt im Neuzustand 50 des Schaltventils 10 mit einem Dichtdurchmesser 48 zusammen. Im Neuzustand 50 der Sitzfläche 30 bzw. der Dichtfläche 40 liegt entsprechend einer Sitzbegrenzung 42 eine Druckstufe 46 vor. Die Druckstufe 46 kann mit der Sitzbegrenzung 42 zusammenfallen. Innerhalb des keilförmigen Druckraums 52 zwischen der Sitzfläche 30 und der Dichtfläche 40 liegt der im Hochdruckraum 26 herrschende Systemdruck an. Unter Systemdruck wird ein Druckniveau verstanden, mit welchem der Druckraum 26 über die Bohrung 24 im stationär ausgebildeten Ventilstück 22 beaufschlagt wird. Bei Hochdruckspeichersystemen ist der Systemdruck durch den Druck gegeben, der im Hochdruckspeicherraum (Common-Rail) eines Hochdruckspeicher-Einspritzsystems im Hochdruckspeicher durch ein Hochdruckforderaggregat, wie zum Beispiel eine Hochdruckpumpe, erzeugt wird. Wie aus der Darstellung gemäß 2 weiter hervorgeht, wird der Dichtsitz 28 aufgrund einer Schließkraft FS geschlossen, die in vertikaler Richtung auf das hülsenförmig ausgebildete Ventilelement 12 ausgeübt wird. Die Schließkraft FS wird durch ein in 2 nicht dargestelltes Federelement erzeugt, welches das am Ventilstück 22 geführte Ventilelement 12 in vertikaler Richtung beaufschlagt. Durch den im Hochdruckraum 26 über die Bohrung 24 anstehenden Systemdruck wird im keilförmigen Druckraum 52 im Neuzustand 50 eine der Schließkraft FS entgegenwirkende, in Öffnungsrichtung gerichtete zusätzliche Öffnungskraft erzeugt. Aufgrund der definierten Durchmesser 48, 32, 14 ist eine im Neuzustand 50 in Öffnungsrichtung am hülsenförmig ausgebildeten Ventilelement 12 wirkende Öffnungskraft F wohl definiert. Daher kann diese bei der Auslegung der Schließkraft FS berücksichtigt werden.At the inner lateral surface 18 of the sleeve-shaped valve element, for example 12 is the seat diameter 32 , A sealing surface 40 of the sleeve-shaped valve element, for example 12 has the seat 30 the stationary formed valve piece 22 to. Between the sealing surface 40 and the seat 30 runs a wedge-shaped pressure chamber 52 in a new condition 50 the switching valve 10 - as in 2 shown - has a wedge-shaped appearance, for example, and in the radial direction inwardly between said surfaces 30 . 40 , starting from the contact line 34 , extends. The pressure room 52 can also - as an alternative to its wedge-shaped configuration - have rounded contours. The contact line 34 as shown in 2 works in new condition 50 the switching valve 10 with a sealing diameter 48 together. In mint condition 50 the seat 30 or the sealing surface 40 lies according to a seat limit 42 a pressure level 46 in front. The pressure level 46 can with the seat limit 42 coincide. Inside the wedge-shaped pressure chamber 52 between the seat 30 and the sealing surface 40 is the in the high pressure room 26 prevailing system pressure. System pressure is understood to mean a pressure level with which the pressure chamber 26 over the hole 24 in the stationary trained valve piece 22 is charged. In high-pressure accumulator systems, the system pressure is given by the pressure which is generated in the high-pressure accumulator space (common rail) of a high-pressure accumulator injection system in the high-pressure accumulator by a high-pressure demand unit, such as a high-pressure pump. As shown in the illustration 2 further, the sealing seat becomes 28 closed due to a closing force F S , in the vertical direction on the sleeve-shaped valve element 12 is exercised. The closing force F S is indicated by a in 2 not shown spring element generates which on the valve piece 22 guided valve element 12 acted upon in the vertical direction. By the in the high pressure room 26 over the hole 24 pending system pressure is in the wedge-shaped pressure chamber 52 in new condition 50 generates a closing force F S counteracting, directed in the opening direction additional opening force. Due to the defined diameter 48 . 32 . 14 is one in new condition 50 in the opening direction on the sleeve-shaped valve element 12 acting opening force F well defined. Therefore, this can be taken into account in the design of the closing force F S.

Wie aus den 2, 5, 6 weiterhin hervorgeht, liegt zwischen der Sitzfläche 30 am Ventilstück 22 und der Dichtfläche 40 des hülsenförmigen Ventilelements 12 eine negative Sitzwinkeldifferenz 44 vor. Dadurch wird bewirkt, dass der Ventilsitz 28 nicht mehr an der Innenkante des hülsenförmig ausgebildeten Ventilelementes 12 beim Sitzdurchmesser 32 liegt, sondern an der Außenkante der Sitzbegrenzung 42 des stationär aufgenommenen Ventilstücks 22 am Dichtdurchmesser 48. Dadurch wird die bereits erwähnte definierte Druckstufe 46 erzeugt, welche die zusätzliche, wohl definierte Kraft F in Öffnungsrichtung auf das hülsenförmig ausgebildete Ventilelement 12 bringt. Diese Kraft F ist kleiner als die in Schließrichtung des Ventilsitzes 28 das hülsenförmige Ventilelement 12 beaufschlagende Schließkraft FS.Like from the 2 . 5 . 6 continues to show, lies between the seat 30 at the valve piece 22 and the sealing surface 40 the sleeve-shaped valve element 12 a negative seat angle difference 44 in front. This causes the valve seat 28 no longer on the inner edge of the sleeve-shaped valve element 12 at the seat diameter 32 but at the outer edge of the seat boundary 42 the stationary recorded valve piece 22 at the sealing diameter 48 , As a result, the already mentioned defined pressure level 46 generates, which the additional, well-defined force F in the opening direction on the sleeve-shaped valve element 12 brings. This force F is smaller than that in the closing direction of the valve seat 28 the sleeve-shaped valve element 12 applied closing force F S.

Die ursprünglich vorhandene Sitzbegrenzung 42 am stationär gelagerten Ventilstück 22 ist erforderlich, um die anfängliche Größe der Druckstufe 46 im Neuzustand 50 genau zu definieren. Durch die Sitzbegrenzung 42 ist in jedem Fall die statische Dichtheit des Schaltventils 10 gemäß der Darstellung in 2 über dessen Lebensdauer gewährleistet. Zudem kann die anfänglich auftretende, in Öffnungsrichtung wirkende Druckkraft F nicht steigen, da die Druckstufe 46, ausgehend vom Neuzustand 50, nicht größer werden kann, sie wird, wie nachfolgend im Zusammenhang mit der Erläuterung der 3 und 4 dargelegt, über die Betriebszeit des Schaltventils 10 immer kleiner.The originally existing seat limit 42 on the stationary mounted valve piece 22 is required to the initial size of the compression stage 46 in new condition 50 to define exactly. By the seat limit 42 is in any case the static tightness of the switching valve 10 as shown in 2 ensured over its lifetime. In addition, the initially occurring, acting in the opening direction compressive force F does not rise, since the pressure stage 46 , starting from new condition 50 , it can not become larger, it becomes, as in connection with the explanation of the 3 and 4 set out over the operating time of the switching valve 10 always smaller.

3 ist eine Verschleißform des Ventil- bzw. Dichtsitzes über die Lebensdauer des Schaltventils gemäß der Darstellung in 2 zu entnehmen, wobei sich Verschleißerscheinungen am stationären Ventilstück einstellen. 3 is a wear form of the valve or sealing seat over the life of the switching valve as shown in FIG 2 to remove, with set wear on the stationary valve piece.

Wie aus der Darstellung gemäß 3 hervorgeht, tritt als eine mögliche Verschleißform ein Verschleiß am stationär angeordneten Ventilstück 22 auf. An diesem stellt sich an der Sitzfläche 30 ein Angleich 54 ein. Aufgrund des Angleichs 54 wird aus der in 2 dargestellten Kontaktlinie 34 eine Kontaktfläche 60. Aufgrund dieses Umstandes wird der im Neuzustand 50 gemäß 2 durch Bezugszeichen 52 indizierte keilförmige Druckraum zu einem zweiten reduzierten keilförmigen Druckraum 56. Durch das verringerte Volumen des zweiten reduzierten keilförmigen Druckraums 56, in dem unter Systemdruck stehender Kraftstoff ansteht, wirkt auf das hülsenförmig ausgebildete Ventilelement 12 nur eine reduzierte zusätzliche Öffnungskraft F, da die Druckstufe 46, die sich im Neuzustand gemäß 2 einstellt, auf eine erste reduzierte Druckstufe 58 verkleinert ist. Dadurch nimmt die in Öffnungsrichtung wirkende Öffnungskraft F, die der Schließkraft FS entgegenwirkt, ab. Durch den auftretenden Verschleiß wird die erste reduzierte Druckstufe 58 infolge des Angleichs 54 (vergleiche 4) stetig kleiner. Aufgrund des sich einstellenden Verschleißes durch den Übergang von der Kontaktlinie 34 zur Kontaktfläche 60 wird die in Öffnungsrichtung erzeugte zusätzliche Kraft F kleiner, während der Hubweg (Ankerhub), welchen das hülsenförmige Dichtelement 12 in vertikaler Richtung zurückzulegen hat, größer wird. Wie eingangs bereits dargestellt, steht eine geringere resultierende Gesamtöffnungs kraft, was ein späteres Öffnen und eine kürzere Öffnungsdauer nach sich zieht, einem vergrößerten Ankerhub und damit einer längeren Öffnungsdauer entgegen.As shown in the illustration 3 As can be seen, wear occurs as a possible form of wear on the stationarily arranged valve piece 22 on. At this adjusts itself to the seat 30 a match 54 one. Due to the adjustment 54 will be out of the 2 illustrated contact line 34 a contact surface 60 , Because of this circumstance is the new condition 50 according to 2 by reference numerals 52 indicated wedge-shaped pressure chamber to a second reduced wedge-shaped pressure chamber 56 , Due to the reduced volume of the second reduced wedge-shaped pressure chamber 56 , in which there is fuel under system pressure fuel acts on the sleeve-shaped valve element 12 only a reduced additional opening force F, since the pressure level 46 , in new condition according to 2 adjusts to a first reduced pressure level 58 is reduced. As a result, the opening force F acting in the opening direction, which counteracts the closing force F S , decreases. Due to the occurring wear becomes the first reduced pressure stage 58 as a result of the adjustment 54 (see 4 ) steadily smaller. Due to the resulting wear due to the transition from the contact line 34 to the contact surface 60 is the additional force F generated in the opening direction, while the stroke (armature stroke), which the sleeve-shaped sealing element 12 in the vertical direction, gets bigger. As already mentioned, a lower resulting total opening force, which entails a later opening and a shorter opening time, counteracts an increased armature stroke and thus a longer opening duration.

Das in den 5 und 6 nur teilweise dargestellte Schaltventil 10 unterscheidet sich vom Schaltventil 10 gemäß 1 bis 4 dadurch, dass das Ventilelement 12 als Vollkörper bzw. als bolzenförmiges Ventilelement 12 ausgebildet ist. Die übrigen an dieser Stelle nicht weiter beschriebenen, jedoch in den 5 und 6 dargestellten, mit Bezugzeichen kenntlich gemachten Bauteile des Schaltventils 10 sind in den Beschreibungsteilen zu den 1 bis 4 ausführlich erläutert.That in the 5 and 6 only partially shown switching valve 10 differs from the switching valve 10 according to 1 to 4 in that the valve element 12 as a solid body or as a bolt-shaped valve element 12 is trained. The rest not further described at this point, but in the 5 and 6 shown, identified with reference numerals components of the switching valve 10 are in the description parts to the 1 to 4 explained in detail.

Das Schaltventil 10 umfasst neben dem außen liegenden hülsenförmig ausgebildeten Ventilstück 22, das Teil eines in der Zeichnung nicht dargestellten Ventilkörpers des Schaltventils 10 ist, das Ventilelement 12, das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Vollkörper mit einem Außendurchmesser 68 ausgebildet ist. Das Ventilelement 12 besteht im Wesentlichen aus einem hier nicht dargestellten Druckkörper, auf dem eine ebenfalls nicht dargestellte Stellfeder angeordnet ist, die das Ventilelement 12 in Richtung des Ventilsitzes 28 im Ventilstück 22 drückt und dadurch für einen guten Dichtsitz sorgt.The switching valve 10 includes in addition to the outer sleeve-shaped valve piece 22 , The part of a valve body, not shown in the drawing of the switching valve 10 is the valve element 12 that in the illustrated embodiment as a solid body with an outer diameter 68 is trained. The valve element 12 consists essentially of a pressure element, not shown here, on which a likewise not shown rest spring is arranged, which is the valve element 12 in the direction of the valve seat 28 in the valve piece 22 pushes and thereby ensures a good seal.

Das Schaltventil 10 ist symmetrisch zu seiner Symmetrielinie 70 aufgebaut, kann jedoch auch asymmetrisch ausgeführt sein, mit einem Versatz zwischen Ventilstück 22 und Ventilglied. Das hülsenförmige Ventilelement 12 ist mit der Innenmantelfläche 18 an der Führung 16 des Ventilstücks 22 geführt. Zwischen der Innenmantelfläche 18 des Ventilelements 12 und einer Innenumfangsfläche 21 des Ventilstücks 22 befindet sich der Spalt 20, der die eng tolerierte Führung 16 des Ventilelements 12 darstellt. Gemäß der Darstellung in 5 ist das Ventilelement 12 in den Ventilsitz 28 gestellt und befindet sich dadurch in einer die Ventilöffnung verschließenden Stellung. Dadurch wird das Abströmen von unter Systemdruck stehendem Kraftstoff aus dem Hochdruckraum 26 über den Ventilsitz 28 verhindert.The switching valve 10 is symmetrical to its symmetry line 70 constructed, but can also be designed asymmetrically, with an offset between the valve piece 22 and valve member. The sleeve-shaped valve element 12 is with the inner circumferential surface 18 at the lead 16 of the valve piece 22 guided. Between the inner circumferential surface 18 of the valve element 12 and an inner peripheral surface 21 of the valve piece 22 is the gap 20 who has the tightly tolerated leadership 16 of the valve element 12 represents. As shown in 5 is the valve element 12 in the valve seat 28 placed and is thereby in a valve opening closing position. As a result, the outflow of system under pressure fuel from the high-pressure chamber 26 over the valve seat 28 avoided.

Der Hochdruckraum 26 ist durch eine ringförmig verlaufende, taschenförmige Ausnehmung zwischen einer Außenmantelfläche 19 des Ventilelements 12 und der Innenmantelfläche 21 des Ventilstücks 22 gebildet. Der Hochdruckraum 26 wird über mindestens einen Hochdruckzulauf, insbesondere über die Bohrung 24, mit unter Systemdruck stehendem Kraftstoff befüllt. Bei geschlossenem Schaltventil 10 steht der unter Systemdruck stehende Kraftstoff im Hochdruckraume 26 an. Im Bereich des Ventilsitzes 28 weist das Ventilelement 12 einen Sitzdurchmesser 72 auf. Das hülsenförmige Ventilelement 12 sitzt in der Darstellung gemäß 1 auf der Sitzfläche 30 des Ventilstücks 22 auf und bildet hierdurch die Kon taktlinie 34. Diese ist bei der Relativbewegung des als Vollkörper ausgebildeten Ventilelements 12 relativ zum stationären Ventilstück 22 im Kraftstoffinjektor des Schaltventils 10 sehr hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt.The high pressure room 26 is through an annular, pocket-shaped recess between an outer circumferential surface 19 of the valve element 12 and the inner circumferential surface 21 of the valve piece 22 educated. The high pressure room 26 is via at least one high-pressure inlet, in particular via the bore 24 , filled with fuel at system pressure. With closed switching valve 10 the fuel under system pressure is in the high-pressure room 26 at. In the area of the valve seat 28 has the valve element 12 a seat diameter 72 on. The sleeve-shaped valve element 12 sits in the presentation according to 1 on the seat 30 of the valve piece 22 and thereby forms the contact line 34 , This is the case of the relative movement of the valve element designed as a solid body 12 relative to the stationary valve piece 22 in the fuel injector of the switching valve 10 exposed to very high mechanical stresses.

4 zeigt eine sich möglicherweise einstellende Verschleißform des hülsenförmigen oder bolzenförmigen Ventilelements 12. 4 shows a possibly adjusting wear shape of the sleeve-shaped or bolt-shaped valve element 12 ,

Während gemäß der Darstellung in 3 eine Abplattung der Sitzfläche 30 und die Ausbildung einer Kontaktfläche 60 erfolgt, gräbt sich gemäß 4 die Dichtfläche 30 des stationären Ventilstücks 22 in eine Ausnehmung 62 der Dichtfläche 40 des hülsenförmig ausgebildeten Ventilelements 12. In der Darstellung gemäß 4 ist der Angleich größer ausgefallen, d. h. cm größerer Abschnitt der Sitzfläche 30 des Ventilstücks 22 ist in die Ausnehmung 62 eingefahren. Aufgrund der vergrößerten Kontaktfläche 60, die sich in der möglichen Verschleißform gemäß 4 einstellen kann, ist der keilförmige Druckraum 52, der sich im Neuzustand 50 des Schaltventils 10 einstellt, nochmals verkleinert und durch einen zweiten zusätzlich reduzierten keilförmigen Druckraum 64 bezeichnet. Aufgrund der nochmaligen Verkleinerung des keilförmigen Druckraums, wie in 4 durch Bezugszeichen 64 gegenüber der Ausführungsform gemäß 3 angedeutet, ist auch eine zweite reduzierte Druckstufe 66, die sich an der verbleibenden Dichtfläche 40 des hülsenförmigen Ventilelementes 12 ausbildet, nochmals verkleinert. Aus der Darstellung gemäß 4 geht hervor, dass die Kontaktlinie 34, die sich im Neuzustand zwischen der Dichtfläche 40 und der Sitzfläche 30 einstellt, in radialer Richtung weiter nach innen gewandt ist und den Zwickel des zweiten reduzierten keilförmigen Druckraums 64 identifiziert. Wie 4 weiter zeigt, ist aufgrund der zweiten reduzierten Druckstufe 66 die zusätzliche in Öffnungsrichtung wirkende Kraft F im Vergleich zur Darstellung gemäß 2, die den Neuzustand 50 des Schaltventils 10 kennzeichnet, nochmals reduziert. Der Übergang der Sitzfläche 30 von einem linienförmigen Kontakt 34 im Neuzustand 50 in einen flächigen Kontakt unter Ausbildung der Kontaktfläche 60 der Sitzfläche 30 in die Ausnehmung 62 der Dichtfläche 40 kann auch als Mischverschleißform, d. h. aus beiden Phänomenen gleichzeitig, zusammengesetzt sein, also als Kombination der Verschleißform gemäß den 3 und 4 auftreten. Von Bedeutung ist bei der auftretenden Verschleißform der Umstand, dass ausgehend von der wohl definierten Druckstufe 46 (2, 5, 6) im Neuzustand 50 bei Ausbildung der Kontaktlinie 34 am Dichtdurchmesser 48 eine sukzessive Verkleinerung der Druckstufen 58, 66 erfolgt, sodass gegenläufig dazu eine Verlängerung des Ankerhubs erreicht wird. Einer sich stetig verringernden resultierenden Gesamtöffnungskraft, welche ein späteres Öffnen und eine kürzere Öffnungsdauer ergibt, läuft ein sich gleichzeitig kontinuierlich ver größernder Ankerhub, der eine längere Öffnungsdauer des Ventilsitzes 28 bewirkt, entgegen, sodass sich in Summe gesehen die beiden Mechanismen kompensieren und die Funktion des Schaltventils 10 im Idealfall konstant gehalten werden kann.While as shown in 3 a flattening of the seat 30 and the formation of a contact surface 60 takes place, digs according to 4 the sealing surface 30 of the stationary valve piece 22 in a recess 62 the sealing surface 40 the sleeve-shaped valve element 12 , In the illustration according to 4 the adjustment is greater, ie cm larger portion of the seat 30 of the valve piece 22 is in the recess 62 retracted. Due to the enlarged contact surface 60 , which are in the possible form of wear according to 4 can adjust is the wedge-shaped pressure chamber 52 in new condition 50 the switching valve 10 adjusted, again reduced and by a second additional reduced wedge-shaped pressure room 64 designated. Due to the renewed reduction of the wedge-shaped pressure chamber, as in 4 by reference numerals 64 compared to the embodiment according to FIG 3 implied, is also a second reduced pressure level 66 that attach to the remaining sealing surface 40 the sleeve-shaped valve element 12 training, again reduced. From the illustration according to 4 it shows that the contact line 34 that is in new condition between the sealing surface 40 and the seat 30 adjusts, is turned inward in the radial direction and the gusset of the second reduced wedge-shaped pressure chamber 64 identified. As 4 Further shows is due to the second reduced pressure level 66 the additional force F acting in the opening direction in comparison to the illustration according to FIG 2 that the new condition 50 the switching valve 10 indicates, again reduced. The transition of the seat 30 from a linear contact 34 in new condition 50 in a flat contact forming the contact surface 60 the seat 30 into the recess 62 the sealing surface 40 can also be composed as mixed wear form, ie from both phenomena at the same time, ie as a combination of the wear form according to 3 and 4 occur. Of importance in the occurring wear form the fact that starting from the well-defined pressure stage 46 ( 2 . 5 . 6 ) in new condition 50 in training the contact line 34 at the sealing diameter 48 a successive reduction of the pressure levels 58 . 66 takes place, so that in opposite to an extension of the anchor stroke is achieved. A steadily decreasing resulting total opening force, which results in a later opening and a shorter opening duration, runs at the same time continuously ver increasing anchor stroke, the longer opening duration of the valve seat 28 causes, so that seen in sum, the two mechanisms compensate each other and the function of the switching valve 10 Ideally, it can be kept constant.

Die in 3 dargestellte Verschleißform stellt sich dann ein, wenn zum Beispiel die Harte des Werkstoffs des Ventilstücks 22 kleiner ist als die Härte bzw. die Beschichtung, mit der die Dichtfläche 40 des hülsenförmig ausgebildeten Ventilelements 12 beschichtet ist. Die Verschleißform gemäß 4 kann sich zum Beispiel dann einstellen, wenn die Härte bzw. der Werkstoff des stationär angeordneten Ventilstücks 22 an der Sitzfläche 30 größer ist als die Härte der dieser gegenüberliegenden Dichtfläche 40 des hülsenförmig ausgebildeten Ventilelementes 12 des Schaltventils 10. Die Sitzwinkeldifferenz, insbesondere die negative Sitzwinkeldifferenz 44, der Sitzdurchmesser 32, die Sitzbegrenzung 42 sowie Werkstoff, Härte und Beschichtungen sind so ausgelegt, dass die Funktionseinflüsse des Schaltventils 10 infolge des auftretenden mechanischen Verschleißes reduziert werden oder sich, wie oben dargelegt, gegenseitig kompensieren.In the 3 shown wear shape then turns when, for example, the hardness of the material of the valve piece 22 smaller than the hardness or the coating with which the sealing surface 40 the sleeve-shaped valve element 12 is coated. The wear shape according to 4 can, for example, then adjust when the hardness or the material of the stationary valve member 22 on the seat 30 greater than the hardness of this opposite sealing surface 40 of the sleeve-shaped valve element 12 the switching valve 10 , The seat angle difference, in particular the negative seat angle difference 44 , the seat diameter 32 , the seat limit 42 as well as material, hardness and coatings are designed so that the functional influences of the switching valve 10 be reduced due to the mechanical wear occurring or, as stated above, compensate each other.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102005039911 A1 [0001] - DE 102005039911 A1 [0001]
  • - DE 10031265 A1 [0002] DE 10031265 A1 [0002]
  • - DE 102007009168 [0003] - DE 102007009168 [0003]
  • - DE 102007009168 A1 [0009] DE 102007009168 A1 [0009]

Claims (13)

Schaltventil (10) mit einem einen Ventilsitz (28) öffnenden oder verschließenden Ventilelement (12), welches mit einem Ventilstück (22) des Schaltventils (10) zusammenwirkt, das einen unter Systemdruck stehenden Hochdruckraum (26) druckentlastet oder druckbeaufschlagt, der durch eine Bohrung (24) mit unter Systemdruck stehendem Kraftstoff beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Bereich zwischen dem Ventilstück (22) und dem Ventilelement (12) ein weiterer Hochdruckraum (52) gebildet ist.Switching valve ( 10 ) with a valve seat ( 28 ) opening or closing valve element ( 12 ), which with a valve piece ( 22 ) of the switching valve ( 10 ), which is a high-pressure space under system pressure ( 26 ) is depressurized or pressurized through a bore ( 24 ) is acted upon by fuel under system pressure, characterized in that at least in the region between the valve piece ( 22 ) and the valve element ( 12 ) another high pressure room ( 52 ) is formed. Schaltventil (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ventilsitz (28) des Ventilelements (12) und dem Ventilstück (22) des Schaltventils (10) der weitere Hochdruckraum (52) gebildet ist.Switching valve ( 10 ) according to claim 1, characterized in that between the valve seat ( 28 ) of the valve element ( 12 ) and the valve piece ( 22 ) of the switching valve ( 10 ) the further high-pressure space ( 52 ) is formed. Schaltventil (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hochdruckräume (26, 52) in Durchflussverbindung stehen und druckbeaufschlagt sind, insbesondere wenn das Ventilelement (12) mit seinem Ventilsitz (28) an einer Sitzfläche (30) des Ventilstücks (22) des Schaltventils (10) anliegt.Switching valve ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the two high pressure spaces ( 26 . 52 ) are in flow communication and are pressurized, in particular when the valve element ( 12 ) with its valve seat ( 28 ) on a seat surface ( 30 ) of the valve piece ( 22 ) of the switching valve ( 10 ) is present. Schaltventil (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ventilstück (22) und dem Ventilelement (12) eine negative Sitzwinkeldifferenz (44) ausgeführt ist und der Ventilsitz (28) in Bezug auf einen Sitzdurchmesser (32) auf einem vergrößerten Dichtdurchmesser (48) liegt.Switching valve ( 10 ) according to claim 1, characterized in that between the valve piece ( 22 ) and the valve element ( 12 ) a negative seat angle difference ( 44 ) is executed and the valve seat ( 28 ) with respect to a seat diameter ( 32 ) on an enlarged sealing diameter ( 48 ) lies. Schaltventil (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Neuzustand (50) des Schaltventils (10) am Ventilsitz (28) eine Kontaktlinie (34) zwischen der Sitzfläche (30) und einer Dichtfläche (40) ausgebildet ist.Switching valve ( 10 ) according to claim 1, characterized in that in a new state ( 50 ) of the switching valve ( 10 ) on the valve seat ( 28 ) a contact line ( 34 ) between the seat ( 30 ) and a sealing surface ( 40 ) is trained. Schaltventil (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Neuzustand (50) des Schaltventils (10) der Druckraum (52) durch die Kontaktlinie (34), die Dichtfläche (40) und die Sitzfläche (30) begrenzt ist.Switching valve ( 10 ) according to claim 1, characterized in that when new ( 50 ) of the switching valve ( 10 ) the pressure chamber ( 52 ) through the contact line ( 34 ), the sealing surface ( 40 ) and the seat ( 30 ) is limited. Schaltventil (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (12) hülsenförmig oder als Vollkörper ausgebildet ist und das Ventilstück (22) vom hülsenförmigen Ventilelement (12) umgeben ist oder das Ventilstück (22) den Vollkör per des Ventilelements (12) ummantelt, wobei im Neuzustand (50) des Schaltventils (10) eine Druckstufe (46) durch eine Sitzbegrenzung (42) am Ventilstück (22) und zumindest eines Teils der Dichtfläche (40) des Ventilelements (12) gebildet ist, wobei das Ventilelement entgegen der Wirkung einer Schließkraft (FS) in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist.Switching valve ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the valve element ( 12 ) is sleeve-shaped or formed as a solid body and the valve piece ( 22 ) of the sleeve-shaped valve element ( 12 ) is surrounded or the valve piece ( 22 ) the Vollkör by the valve element ( 12 ), while in new condition ( 50 ) of the switching valve ( 10 ) a pressure stage ( 46 ) by a seat limitation ( 42 ) on the valve piece ( 22 ) and at least part of the sealing surface ( 40 ) of the valve element ( 12 ) is formed, wherein the valve element against the action of a closing force (F S ) is acted upon in the opening direction. Schaltventil (10) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Öffnungsrichtung wirkende zusätzliche Öffnungskraft (F) kleiner ist als die das hülsenförmige Ventilelement (12) in Schließrichtung beaufschlagende Schließkraft (FS).Switching valve ( 10 ) according to one or more of the preceding claims, characterized in that an additional opening force (F) acting in the opening direction is smaller than that of the sleeve-shaped valve element ( 12 ) acting in the closing direction closing force (F S ). Schaltventil (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (28) an der Außenkante der Sitzbegrenzung (42) liegt.Switching valve ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the valve seat ( 28 ) on the outer edge of the seat limit ( 42 ) lies. Schaltventil (10) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (10) im Bereich des Ventilsitzes (28) nach einer Betriebszeit einen reduzierten Druckraum (56) bildet, der in Schließstellung des Schaltventils (10) mit dem ersten Druckraum (26) in Durchflussverbindung steht und am Schaltventil (10) durch einen Angleich (54) begrenzt wird, der durch eine Kontaktfläche (60) zwischen dem Ventilelement (12) und dem anliegenden Ventilstück (22) gebildet ist.Switching valve ( 10 ) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the switching valve ( 10 ) in the region of the valve seat ( 28 ) after a period of operation a reduced pressure space ( 56 ), which in the closed position of the switching valve ( 10 ) with the first pressure chamber ( 26 ) is in flow connection and at the switching valve ( 10 ) by matching ( 54 ) bounded by a contact surface ( 60 ) between the valve element ( 12 ) and the adjoining valve piece ( 22 ) is formed. Schaltventil (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über die Lebensdauer des Schaltventils (10) die in Öffnungsrichtung wirkende, an der Druckstufe (46) angreifende Kraft (F) kontinuierlich abnimmt und ein Hubweg des hülsenförmig ausgebildeten Ventilelementes (12) entlang einer Führung (16) kontinuierlich zunimmt.Switching valve ( 10 ) according to claim 1, characterized in that over the life of the switching valve ( 10 ) acting in the opening direction, at the pressure stage ( 46 ) engaging force (F) decreases continuously and a stroke of the sleeve-shaped valve element ( 12 ) along a guide ( 16 ) increases continuously. Schaltventil (10) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (10) in einem Kraftstoffinjektor aufgenommen ist und den unter Systemdruck stehenden Hochdruckraum (26) druckentlastet.Switching valve ( 10 ) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the switching valve ( 10 ) is received in a fuel injector and the high-pressure space under system pressure ( 26 ) depressurized. Schaltventil (10) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mit unter Systemdruck stehendem Kraftstoff beaufschlagte Hochdruckraum (26) mit dem zweiten Druckraum (56, 64) verbunden ist.Switching valve ( 10 ) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the high-pressure space acted upon by fuel under system pressure ( 26 ) with the second pressure chamber ( 56 . 64 ) connected is.
DE102008040639A 2007-10-04 2008-07-23 Pressure-balanced control valve for internal combustion engine, has high pressure chamber loaded with fuel through hole under system pressure, and another high pressure chamber formed in region between valve piece and valve element Withdrawn DE102008040639A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008040639A DE102008040639A1 (en) 2007-10-04 2008-07-23 Pressure-balanced control valve for internal combustion engine, has high pressure chamber loaded with fuel through hole under system pressure, and another high pressure chamber formed in region between valve piece and valve element

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007047429 2007-10-04
DE102007047429.8 2007-10-04
DE102008040639A DE102008040639A1 (en) 2007-10-04 2008-07-23 Pressure-balanced control valve for internal combustion engine, has high pressure chamber loaded with fuel through hole under system pressure, and another high pressure chamber formed in region between valve piece and valve element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008040639A1 true DE102008040639A1 (en) 2009-04-09

Family

ID=40418318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008040639A Withdrawn DE102008040639A1 (en) 2007-10-04 2008-07-23 Pressure-balanced control valve for internal combustion engine, has high pressure chamber loaded with fuel through hole under system pressure, and another high pressure chamber formed in region between valve piece and valve element

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008040639A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010139500A1 (en) * 2009-06-05 2010-12-09 Robert Bosch Gmbh Control valve
US20120216772A1 (en) * 2009-11-10 2012-08-30 Robert Bosch Gmbh Fuel injector

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10031265A1 (en) 2000-06-27 2002-01-10 Bosch Gmbh Robert Fuel injection valve for internal combustion engines
DE102005039911A1 (en) 2005-08-24 2007-03-08 Robert Bosch Gmbh Arrangement with a piezoelectric actuator
DE102007009168A1 (en) 2007-02-26 2008-08-28 Robert Bosch Gmbh Pressure-compensated control valve, has seat limiting surface running between valve element and valve piece, where seat limiting surface is limited by seat disposing edge, which is guided at valve element or at valve piece

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10031265A1 (en) 2000-06-27 2002-01-10 Bosch Gmbh Robert Fuel injection valve for internal combustion engines
DE102005039911A1 (en) 2005-08-24 2007-03-08 Robert Bosch Gmbh Arrangement with a piezoelectric actuator
DE102007009168A1 (en) 2007-02-26 2008-08-28 Robert Bosch Gmbh Pressure-compensated control valve, has seat limiting surface running between valve element and valve piece, where seat limiting surface is limited by seat disposing edge, which is guided at valve element or at valve piece

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010139500A1 (en) * 2009-06-05 2010-12-09 Robert Bosch Gmbh Control valve
US20120216772A1 (en) * 2009-11-10 2012-08-30 Robert Bosch Gmbh Fuel injector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2183476B1 (en) Fuel injection valve with improved tightness on the sealing seat of a pressure-compensated control valve
EP3478957B1 (en) Valve for injecting gaseous fuel
EP2103853A2 (en) Pressure maintenance valve
DE102011086339A1 (en) Fuel injector, in particular common rail injector
EP2294309A1 (en) Fuel injector
DE102008040639A1 (en) Pressure-balanced control valve for internal combustion engine, has high pressure chamber loaded with fuel through hole under system pressure, and another high pressure chamber formed in region between valve piece and valve element
DE102010030429A1 (en) Injector i.e. common-rail injector, for injecting fuel into combustion chamber of internal combustion engine, has seat surface whose sealing seat is formed at armature, and valve element formed in ball shape
DE102009003145A1 (en) Fuel injector for internal combustion engine for injecting fuel under high pressure, comprises nozzle needle and control valve which controls nozzle needle for opening and closing injection opening
DE102015226070A1 (en) fuel injector
DE102007005382A1 (en) Injector i.e. common rail injector, for injecting fuel e.g. diesel, into combustion chamber of internal-combustion engine, has control valve for varying control pressure, and fuel tank connected with nozzle chamber via throttle channel
DE102007010498A1 (en) Injector, particularly common-rail-injector for injecting fuel into combustion chamber of internal-combustion engine, has control valve connected with high pressure area and separated from low pressure area in primary switching position
EP2156044B1 (en) Injector having a pressure-compensated control valve
DE102010063183A1 (en) Fuel injector with pressure compensated control valve
DE102007001549A1 (en) Dehnhülsenbefestigung
DE10050599B4 (en) Injection valve with a pump piston
DE102007001365A1 (en) Common rail injector, for injecting e.g. petrol, into combustion chamber of internal combustion engine, has switching chamber connected with low pressure area by connecting channel that is closed and opened by control valve
EP2426349B1 (en) Fuel injector
DE102011082666A1 (en) Fuel injector, particularly for common-rail-injection system, has nozzle needle, which closes nozzle hole assembly in nozzle body in closed position, where nozzle needle is arranged in high-pressure chamber in nozzle body
DE102004046886A1 (en) Fuel injector especially for IC engine has a coaxial design with one seal seat having an elastic seal for the second valve
DE102007040248A1 (en) Control valve for a fuel injector
DE102007013248A1 (en) Fuel injector, has pressure-balanced switching valve actuated by solenoid valve and seat surface formed in area of valve seat, where seat surface increases outwards in radial direction
DE102008040342A1 (en) Pressure amplifier for fuel injection device of internal combustion engine, has amplifier piston with partial pistons separated from each other and axially lying in series, where partial pistons are drive-coupled in compression direction
DE102014225323A1 (en) Shift or pressure control valve for a fuel injection system
DE102011089130A1 (en) Fuel injection valve for common-rail injection system in internal combustion engine, has guide sleeve whose front sides lie opposite to each other and include radially rotating inner and outer bevels that are identically formed
DE102012213535A1 (en) Fuel injector has outer contour whose diameter on case inner surface is smaller than diameter of outer contour on case outer surface

Legal Events

Date Code Title Description
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination