[go: up one dir, main page]

DE10325734A1 - Valve for controlling fluid, e.g. in vehicle combustion engine, has armature outflow bores, valve stroke formed so lower flow resistance exists between inlet side, valve seat than at valve seat itself - Google Patents

Valve for controlling fluid, e.g. in vehicle combustion engine, has armature outflow bores, valve stroke formed so lower flow resistance exists between inlet side, valve seat than at valve seat itself Download PDF

Info

Publication number
DE10325734A1
DE10325734A1 DE2003125734 DE10325734A DE10325734A1 DE 10325734 A1 DE10325734 A1 DE 10325734A1 DE 2003125734 DE2003125734 DE 2003125734 DE 10325734 A DE10325734 A DE 10325734A DE 10325734 A1 DE10325734 A1 DE 10325734A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
armature
valve seat
valve according
closing member
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Withdrawn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
DE2003125734
Other languages
German (de)
Inventor
Frank Miller
Franz Thoemmes
Kai Kroeger
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 DE2003125734 priority Critical patent/DE10325734A1/en
Priority to FR0405998A priority patent/FR2856458A1/en
Publication of DE10325734A1 publication Critical patent/DE10325734A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644—One-way valve
    • F16K31/0655—Lift valves
    • F16K31/0665—Lift valves with valve member being at least partially ball-shaped
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
    • F02M51/0667—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature acting as a valve or having a short valve body attached thereto
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
    • F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
    • F02M51/0682—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto the body being hollow and its interior communicating with the fuel flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/004—Joints; Sealings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/188—Spherical or partly spherical shaped valve member ends
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644—One-way valve
    • F16K31/0651—One-way valve the fluid passing through the solenoid coil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/30—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped
    • F02M2200/306—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped using mechanical means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

The device has a valve housing (13), an electromagnetic actuating unit, a valve armature (18) biased by a spring (17) with a valve closure element (19) and valve seat (20). The valve armature has outflow bores (24) that are formed so that, in combination with the formation of the valve stroke, a lower flow resistance exists between the inlet aide and the valve seat than at the valve seat itself.

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung geht von einem Ventil zum Steuern eines Fluids gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art aus.The Invention is based on a valve for controlling a fluid according to the Preamble of claim 1 further defined kind.

Ein derartiges Ventil ist aus der Praxis bekannt und beispielsweise bei einer Otto-Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges als Kraftstoffeinspritzventil einsetzbar, das in einen Kraftstoffzuteiler integriert ist.On such valve is known from practice and for example in an Otto engine of a motor vehicle as a fuel injection valve can be used, which is integrated in a fuel rail.

Das bekannte Kraftstoffeinspritzventil umfasst ein Ventilgehäuse, in dem eine elektromagnetische Betätigungseinheit für einen Magnetanker angeordnet ist. Die elektromagnetische Betätigungseinheit umfasst eine Spule, mittels der ein Ventilanker betätigbar ist, der in einer Führungshülse axial verschiebbar geführt ist. Der Magnetanker weist an sei ner freien Stirnseite ein Ventilschließglied auf, das kugelförmig ausgebildet ist und mit einem als Kegelsitz ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt. Der Ventilanker ist zumindest bereichsweise rohrförmig ausgebildet und mit radialen Abströmbohrungen versehen, die vom Inneren des Ventilankers zu einem den Ventilanker radial begrenzenden Druckraum führen, aus dem der Kraftstoff bei geöffnetem Ventilschließglied zu einer Abströmseite des Ventils strömt. Stromab des Ventilsitzes ist des Weiteren eine sogenannte Spritzlochscheibe angeordnet, die mit Düsen versehen ist, durch die der Kraftstoff zerstäubt wird.The Known fuel injection valve comprises a valve housing, in an electromagnetic actuator for one Magnetic armature is arranged. The electromagnetic actuator comprises a coil by means of which a valve armature can be actuated, the axially in a guide sleeve slidably guided is. The magnet armature has a valve closing member on its free end face, that spherical is formed and with a valve seat designed as a cone seat interacts. The valve armature is tubular at least in some areas and with radial outflow bores provided from the inside of the valve armature to a the valve armature lead radially delimiting pressure chamber, from which the fuel is open Valve closure member to an outflow side of the valve flows. Downstream of the valve seat is a so-called spray orifice plate arranged with nozzles is provided, through which the fuel is atomized.

Das bekannte Kraftstoffeinspritzventil lässt nur geringe Massenströme zu, so dass es nicht als Gasventil bei einer Brennstoffzelle oder bei einem Gasmotor eingesetzt werden kann.The known fuel injection valve allows only low mass flows, so that it's not as a gas valve on a fuel cell or on a gas engine can be used.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Das erfindungsgemäße Ventil zum Steuern eines Fluids mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 hat den Vorteil, dass mit ihm auch große Massenströme regelbar sind, die bei Gasanwendungen gefordert werden. Die Abströmbohrungen sind so ausgebildet und der Ventilanker ist mit einem derartigen Ventilhub ausgebildet, dass zwischen der Zuströmseite und dem Ventilsitz ein geringerer Strömungswiderstand als am Ventilsitz selbst herrscht. Es zeigt sich, dass bei dem Ventil nach der Erfindung bis zu hohen Druckdifferenzen zwischen der Zuströmseite und der Abströmseite, die beispielsweise bis zu 10 bar betragen können, ein nahezu line arer Anstieg des Massenstroms in Abhängigkeit von der Öffnungszeit vorliegt. Das Ventil nach der Erfindung, das einen kompakten Aufbau haben kann, bietet also eine einfache Regelung einer Durchflussmenge, wobei es bei Gasen ein stabiles Öffnungsverhalten bis zu hohen Drücken aufweist.The valve according to the invention for controlling a fluid with the features of the claim 1 has the advantage that it can also control large mass flows that are required for gas applications. The drain holes are designed and the valve armature is with such Valve stroke formed that between the inflow side and the valve seat lower flow resistance than prevails at the valve seat itself. It turns out that the valve according to the invention up to high pressure differences between the inflow side and the downstream side, which can be up to 10 bar, for example, an almost linear increase of the mass flow depending from the opening time is present. The valve according to the invention, which has a compact structure offers a simple regulation of a flow rate, with gases it has a stable opening behavior up to high pressures having.

Das Ventil nach der Erfindung ist insbesondere zum Einsatz als Gasventil bei einer Brennstoffzelle oder bei einem gasbetriebenen Verbrennungsmotor ausgelegt und kann dabei zur Regelung eines Brenngasstromes, beispielsweise eines Wasserstoffstroms oder eines CNG(Compressed Natural Gas)-Stroms, dienen.The Valve according to the invention is particularly suitable for use as a gas valve in a fuel cell or in a gas-powered internal combustion engine designed and can control a fuel gas flow, for example a hydrogen stream or a CNG (compressed natural gas) stream.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Ventils nach der Erfindung hat der Ventilanker einen Hub, der größer als 150 μm, vorzugsweise größer als 250 μm ist, wobei die Spule eine niederohmige Spule ist, deren Widerstand beispielsweise zwischen 2 Ω und 3,5 Ω liegt. Durch Einsatz der niederohmigen Spule kann der im Vergleich zu herkömmlichen Benzineinspritzventilen größere Hube durch entsprechend größere Magnetkräfte realisiert werden.at a preferred embodiment of the valve according to the invention, the valve armature has a stroke that larger than 150 μm, is preferably greater than 250 μm, wherein the coil is a low-resistance coil, the resistance of which, for example between 2 Ω and 3.5 Ω. By using the low-resistance coil, it can be compared to conventional Gasoline injectors larger stroke realized by correspondingly larger magnetic forces become.

Bei einem Ventilsitz mit einem Durchmesser von beispielsweise etwa 2,1 mm ist es zweckmäßig, wenn der Ventilanker mindestens vier, vorzugsweise sechs Abströmbohrungen hat, die vorzugsweise jeweils mindestens einen Durchmesser von mindestens 1 mm aufweisen. Grundsätzlich richtet sich die Anzahl der Abströmbohrungen und die Ausrichtung der Abströmbohrungen des Ventilankers nach den bei dem jeweiligen Anwendungsfall gestellten Anforderungen. Diese können durch Simulationsrechnungen oder auch durch experimentelle Untersuchungen festgelegt werden.at a valve seat with a diameter of about 2.1, for example mm it is useful if the valve armature has at least four, preferably six outflow bores has, each preferably at least a diameter of at least 1 mm. in principle the number of outflow bores and the orientation of the discharge bores of the valve armature according to the specific application Conditions. these can determined by simulation calculations or also by experimental investigations become.

Das Ventilschließglied kann im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet sein und mit einem als Kegelsitz ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirken. Der Durchmesser des kugelförmigen Ventilschließglieds beträgt beispielsweise 3 mm. In diesem Fall hat der Ventilsitz, d. h. der freie Strömungsquerschnitt im Bereich des Ventilsitzes, einen Durchmesser von beispielsweise etwa 1,6 mm.The Valve closure member can be essentially spherical be formed and with a valve seat designed as a conical seat interact. The diameter of the spherical valve closing member is for example 3 mm. In this case the valve seat, i.e. H. the free flow cross section in the area of the valve seat, a diameter of, for example about 1.6 mm.

Zusätzlich kann zur weiteren Erhöhung des Massenstroms an dem Ventilsitz ein den Ventilsitz bildendes Bauteil eingesetzt werden, das Kanäle aufweist, die unmittelbar stromauf des Ventilsitzes münden und die zusätzliches Fluid an den Ventilsitz fördern. Das den Ventilsitz bildende Bauteil kann zur Ausbildung der Kanäle nach dem sogenannten MIM(Metall Injection Molding)-Verfahren gefertigt sein. Die Kanäle können einen runden, einen ovalen oder auch einen nierenförmigen Querschnitt aufweisen.In addition can for further increase of the mass flow at the valve seat forms a valve seat Component are used, which has channels that immediately open upstream of the valve seat and the additional Pump fluid to the valve seat. The component forming the valve seat can be used to form the channels the so-called MIM (metal injection molding) process. The canals can a round, oval or kidney-shaped cross-section exhibit.

Zum Verschleißschutz kann das kugelförmige Ventilschließglied mit einer schlagzähen Schicht versehen sein, die beispielsweise aus Kohlenstoff oder einem Gleitlack besteht. Alternativ oder zusätzlich kann auch der Ventilsitz mit einer Verschleißschutzschicht versehen sein.To the wear protection can be spherical Valve closure member with an impact resistant Be provided layer, for example made of carbon or a Sliding varnish exists. Alternatively or additionally, the valve seat can also be used with a wear protection layer be provided.

Zur Geräuschreduzierung beim Schließen des Ventilschließglieds kann der Ventilanker mit einer Dämpfungseinrichtung versehen sein, die beim Schließen des Ventilschließglieds aufpralldämpfend wirkt. Die Dämpfungseinrichtung ist bei spielsweise als Spiralfeder ausgebildet, die den Ventilanker umgreift und sich beim Schließen des Ventilschließglieds an einem den Ventilsitz bildenden Bauteil abstützt. Diese Feder, die ebenfalls mit einem Gleitlack beschichtet sein kann, dient des Weiteren dazu, ein Kippen des Ventilankers zu verhindern bzw. eine günstige Führung des Ventilankers zu gewährleisten.to noise reduction when closing the Valve closing member can the valve armature with a damping device be provided when closing of the valve closing member has an impact-absorbing effect. The damping device is designed for example as a spiral spring that the valve armature grips and when closing of the valve closing member is supported on a component forming the valve seat. This feather, too can be coated with a lubricating varnish, also serves to prevent tilting of the valve armature or a favorable guidance of the Ensure valve anchor.

Des Weiteren kann es bei Gasanwendungen zweckmäßig sein, dass das Ventilschließglied im Dichtbereich mit einer vorzugsweise aus einem Elastomer oder einem Kunststoff gebildeten Dichtung versehen ist. Die Dichtung dient auch als Anschlag beim Schließen des Ventilschließglieds.Of Furthermore, in gas applications, it may be appropriate for the valve closing member to be in the sealing area preferably with an elastomer or a plastic formed seal is provided. The seal also serves as a stop while closing of the valve closing member.

Zur weiteren Reduzierung der Betriebsgeräusche kann das Ventil nach der Erfindung einen Schalldämpfer aufweisen, der aus einer beispielsweise aufgepressten oder angeschweißten Hülse besteht. Die Hülse hat eine Länge, die durch Simulationen und/oder experimentelle Messungen optimiert bzw. an die gestellten Anforderungen angepasst ist.to The valve can be used to further reduce the operating noise the invention a silencer have, which consists of a pressed or welded sleeve, for example. The sleeve has a length which are optimized or optimized through simulations and / or experimental measurements is adapted to the requirements.

Wenn das Ventil nach der Erfindung stromab des Ventilsitzes eine sogenannte Spritzlochscheibe aufweist, ist diese mit einer großen Bohrung versehen, die Massenströme jener Größenordnung zulässt, die bei Gasanwendungen erforderlich sind. Bei dem Ventil nach der Erfindung kann für Gasanwendungen die Spritzlochscheibe jedoch meist entfallen.If the valve according to the invention a so-called downstream of the valve seat Spray hole disc, it is with a large bore provided the mass flows that magnitude allows, required for gas applications. With the valve after the Invention can for Gas applications, however, the spray plate is mostly eliminated.

Das Ventil nach der Erfindung kann auch Bestandteil eines integrierten Gaszuteilers sein.The Valve according to the invention can also be part of an integrated Be a gas distributor.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.Further Advantages and advantageous features of the subject the invention can be found in the description, the drawing and the patent claims.

Zeichnungdrawing

Drei Ausführungsbeispiele des Ventils nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenThree embodiments of the valve according to the invention are schematic in the drawing are shown in simplified form and are described in the following description explained in more detail. It demonstrate

1 einen vereinfachten Längsschnitt durch ein Gasventil nach der Erfindung; 1 a simplified longitudinal section through a gas valve according to the invention;

2 eine alternative Ausführungsform eines Gasventils mit einer Aufpralldämpfung; 2 an alternative embodiment of a gas valve with impact absorption;

3 eine vergrößerte Darstellung der Aufpralldämpfung des Gasventils nach 2; 3 an enlarged view of the impact damping of the gas valve after 2 ;

4 einen Längsschnitt durch ein Gasventil mit einem Schalldämpfer. 4 a longitudinal section through a gas valve with a silencer.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription of the embodiments

In 1 ist ein Gasventil 10 dargestellt, das zum Einsatz bei einer Brennstoffzelle oder bei einem Gasmotor eines Kraftfahrzeuges ausgelegt ist und zur Regelung eines Brenngasstroms, beispielsweise eines Wasserstoffstroms oder eines CNG(Compressed Natural Gas)-Stroms, von einer Zuströmseite 11 zu einer Abströmseite 12 dient.In 1 is a gas valve 10 shown, which is designed for use in a fuel cell or in a gas engine of a motor vehicle and for regulating a fuel gas stream, for example a hydrogen stream or a CNG (compressed natural gas) stream, from an inflow side 11 to an outflow side 12 serves.

Das Gasventil 10 umfasst ein aus mehreren Bauteilen aufgebautes Gehäuse 13, in welchem eine niederohmige, einen elektrischen Widerstand von etwa 3 Ω aufweisende Magnetspule 14 einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung angeordnet ist. Die Magnetspule 14 umgreift eine tiefgezogene Führungshülse 15, in welcher ein im Wesentlichen rohrförmiger Stopfen 16 fixiert ist, der als Polkern wirkt und zur Anlage einer als Vorspannfeder dienenden Spiralfeder 17 ausgebildet ist, die mit einer Federkraft von etwa 2,5 N ausgeführt ist.The gas valve 10 comprises a housing made up of several components 13 , in which a low-resistance magnetic coil with an electrical resistance of approximately 3 Ω 14 an electromagnetic actuator is arranged. The solenoid 14 encompasses a deep-drawn guide sleeve 15 in which a substantially tubular plug 16 is fixed, which acts as a pole core and for the abutment of a coil spring serving as a preload spring 17 is formed, which is designed with a spring force of about 2.5 N.

An der der Zuströmseite 11 abgewandten Seite liegt an der Spiralfeder 17 ein Ventilanker 18 an, der über einen Bereich vergrößerten Durchmessers, der mit einem Gleitlack beschichtet ist, in der Führungshülse 15 axial verschieblich geführt ist und an der Stirnseite eines Bereichs verringerten Durchmessers mit einem kugelförmig ausgebildeten Ventilschließglied 19 versehen ist. Das Ventilschließglied 19 und der Ventilanker 18 sind miteinander verschweißt.On the upstream side 11 opposite side lies on the spiral spring 17 a valve anchor 18 on the over an area of increased diameter, which is coated with a lubricating varnish, in the guide sleeve 15 is guided axially displaceably and on the end face of a region of reduced diameter with a spherical valve closing member 19 is provided. The valve closing member 19 and the valve anchor 18 are welded together.

Das Ventilschließglied 19, das an seinen Führungsflächen mit einem Gleitlack beschichtet ist, wirkt mit einem als Kegelsitz ausgebildeten Ventilsitz 20 zusammen, der an einem im Wesentlichen rohrförmigen Einsatz 21 ausgebildet ist, der an dem der Zuströmseite 11 abgewandten Ende der Führungshülse 15 eingepresst ist. Der Einsatz 21 hat eine zu der Abströmseite 12 führende Abströmöffnung 22, die einen Durchmesser von 1,6 mm aufweist, wobei das kugelförmige Ventilschließglied einen Durchmesser von etwa 3 mm aufweist. Der Durchmesser der Abströmöffnung 22 kann bei spielsweise aber auch mit einem Durchmesser von 2,1 mm gewählt sein. In diesem Fall hat das Ventilschließglied 19 einen entsprechend größeren Durchmesser.The valve closing member 19 , which is coated on its guide surfaces with a lubricating varnish, works with a valve seat designed as a conical seat 20 together, on an essentially tubular insert 21 is formed on the upstream side 11 opposite end of the guide sleeve 15 is pressed. The stake 21 has one on the downstream side 12 leading outflow opening 22 , which has a diameter of 1.6 mm, wherein the spherical valve closing member has a diameter of about 3 mm. The diameter of the outflow opening 22 can also be chosen with a diameter of 2.1 mm for example. In this case, the valve closing member 19 a correspondingly larger diameter.

Der Ventilanker 18 ist im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet und weist einen Innenraum 23 auf, der mit der Zuströmseite 11 in Verbindung steht und von dem über den Umfang verteilt sechs Abströmbohrungen 24 abzweigen, die zu einem Druckraum 25 führen, der zwischen dem Ventilanker 18 und der Führungshülse 15 angeordnet ist. Die Abströmbohrungen 24 sind in dem Bereich verringerten Durchmessers des Ventilankers 18 angeordnet und haben einen Durchmesser von jeweils mindestens 1 mm. Beim Öffnen des Ventilschließglieds 19 strömt das betreffende Gas aus dem Druckraum 25 über die Abströmöffnung 22 des Einsatzes 21 zu der Abströmseite 12 des Ventils 10.The valve anchor 18 is essentially tubular and has an interior 23 on the one with the upstream side 11 is connected and of which six discharge bores distributed over the circumference 24 branch off to a pressure room 25 lead that between the valve armature 18 and the guide sleeve 15 is arranged. The drain holes 24 are reduced in the area Diameter of the valve armature 18 arranged and each have a diameter of at least 1 mm. When opening the valve closing member 19 the gas in question flows out of the pressure chamber 25 via the outflow opening 22 of use 21 to the downstream side 12 of the valve 10 ,

Alternativ kann der Ventilanker 18 auch mit mehr als sechs Abströmbohrungen versehen sein, die einen kleineren, den gleichen oder auch einen größeren Durchmesser aufweisen können, so dass ein optimierter bzw. vergrößerter Massenstrom realisierbar ist.Alternatively, the valve anchor 18 can also be provided with more than six outflow bores, which can have a smaller, the same or a larger diameter, so that an optimized or enlarged mass flow can be achieved.

Der Ventilanker 18 hat einen Hub von etwa 250 μm, der durch einen zwischen dem Ventilanker 18 und dem Stopfen 16 angeordneten Luftspalt 26 festgelegt ist und mittels der niederohmigen Spule 14 überbrückt wird.The valve anchor 18 has a stroke of approximately 250 μm, which is caused by a between the valve anchor 18 and the stopper 16 arranged air gap 26 is fixed and by means of the low-resistance coil 14 is bridged.

Die Anzahl der Abströmbohrungen 24 und deren Durchmesser, der Hub des Ventilankers 18 und der Durchmesser des Ventilsitzes 20 sind so gewählt, dass der Strömungswiderstand zwischen der Zuströmseite 11 und dem Ventilsitz 20 kleiner ist als am Ventilsitz 20, so dass mit dem Ventil 10 große Massenströme steuerbar sind.The number of drain holes 24 and their diameter, the stroke of the valve armature 18 and the diameter of the valve seat 20 are chosen so that the flow resistance between the inflow side 11 and the valve seat 20 is smaller than at the valve seat 20 so with the valve 10 large mass flows are controllable.

In den 2 und 3 ist eine alternative Ausführungsform eines Ventils 30 zur Regelung eines Gasstroms bei einer Brennstoffzelle oder bei einem Gasmotor dargestellt. Das Gasventil 30 entspricht im Wesentlichen dem Ventil nach 1, unterscheidet sich von diesem aber dadurch, dass es eine schiefstandsoptimierte Feder 31 aufweist, die den Bereich verringerten Durchmessers des Magnetankers 18 umgibt und ein Verkippen des Magnetankers 18 verhindert sowie als Aufpralldämpfung beim Schließen des Ventilschließglieds 19 dient. Die schiefstandsoptimierte Feder 31 wirkt hierzu mit einer Stirnseite des rohrförmigen Einsatzes 21 zusammen, an dem der Ventilsitz 20 ausgebildet ist. Im Übrigen entspricht der Aufbau des Gasventils 30 dem Aufbau des Gasventils nach 1.In the 2 and 3 is an alternative embodiment of a valve 30 shown for regulating a gas flow in a fuel cell or in a gas engine. The gas valve 30 essentially corresponds to the valve 1 , differs from this but in that it is a crooked spring 31 has the area of reduced diameter of the armature 18 surrounds and tilting of the magnet armature 18 prevents as well as impact absorption when closing the valve closing member 19 serves. The feather-optimized spring 31 acts with an end face of the tubular insert 21 together at which the valve seat 20 is trained. Otherwise, the structure of the gas valve corresponds 30 the structure of the gas valve 1 ,

In 4 ist eine weitere Ausführungsform eines Ventils 40 zur Regelung eines Gasstroms bei einer Brennstoffzelle oder einem Gasmotor dargestellt. Das Gasventil 40 entspricht ebenfalls im Wesentlichen dem Ventil nach 1, unterscheidet sich von diesem aber dadurch, dass es einen Schalldämpfer 41 aufweist, der hülsenförmig ausgebildet ist und an dem der Zuströmseite 11 abgewandten Seite der Führungshülse 15 auf diese aufgepresst ist. Alternativ kann die Hülse 41 auch mit der Führungshülse 15 verschweißt sein. Im Übrigen entspricht der Aufbau des Gasventils 40 demjenigen des Gasventils nach 1.In 4 is another embodiment of a valve 40 shown for regulating a gas flow in a fuel cell or a gas engine. The gas valve 40 also essentially corresponds to the valve 1 , differs from this but in that it has a silencer 41 has, which is sleeve-shaped and on which the inflow side 11 opposite side of the guide sleeve 15 is pressed onto this. Alternatively, the sleeve 41 also with the guide sleeve 15 be welded. Otherwise, the structure of the gas valve corresponds 40 that of the gas valve 1 ,

In 5 ist ein Einsatz 51 dargestellt, der bei den Ventilen nach den 1, 2 und 4 jeweils anstatt des Einsatzes 21 eingesetzt werden kann und zur weiteren Erhöhung des Massenstroms an dem ebenfalls als Kegelsitz ausgebildeten Ventilsitz 20 dient.In 5 is a bet 51 shown that the valves according to the 1 . 2 and 4 each instead of the stake 21 can be used and to further increase the mass flow at the valve seat, which is also designed as a conical seat 20 serves.

Der Einsatz 51 ist nach dem sogenannten MIM(Metall Injection Modling)-Verfahren gefertigt und umfasst einen Grundkörper 52, der wiederum im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet ist, und in dessen Innenraum der als Kegelsitz ausgebildete Ventilsitz 20 angeordnet ist. Stromab des Kegelsitzes 20 münden mehrere Kanäle 53A, 53B, die mit dem Druckraum 25 in Verbindung stehen und zusätzliches Fluid bzw. Gas bei geöffnetem Ventilschließglied an den Ventilsitz 20 fördern, welches dann über die Abströmöffnung 22 zu der Abströmseite des jeweiligen Ventils strömen kann. Die Kanäle 53A, 53B haben jeweils einen nierenförmigen Querschnitt.The stake 51 is manufactured according to the so-called MIM (Metal Injection Modling) process and comprises a basic body 52 , which in turn is essentially tubular, and in the interior of which is designed as a conical seat 20 is arranged. Downstream of the cone seat 20 open several channels 53A . 53B that with the pressure room 25 are connected and additional fluid or gas to the valve seat when the valve closing member is open 20 convey, which then via the outflow opening 22 can flow to the downstream side of the respective valve. The canals 53A . 53B each have a kidney-shaped cross section.

Claims (13)

Ventil zum Steuern eines Fluids, umfassend ein Ventilgehäuse (13), eine elektromagnetische Betätigungseinheit mit einer Spule (14), einen mit radialen Abströmbohrungen (24) versehenen und zumindest bereichsweise rohrförmig ausgebildeten Ventilanker (18), der mittels einer Feder (17) vorgespannt ist und axial verschiebbar in einer Führungshülse (15) geführt ist, wobei an dem Ventilanker (18) ein Ventilschließglied (19) ausgebildet ist, das mit einem Ventilsitz (20) zusammenwirkt und das einen Fluidstrom zwischen einer Zuströmseite (11) und einer Abströmseite (12) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Abströmbohrungen (24) so ausgebildet sind und der Ventilanker (18) mit einem derartigen Hub ausgebildet ist, dass zwischen der Zuströmseite (11) und dem Ventilsitz (20) ein geringerer Strömungswiderstand als am Ventilsitz (20) selbst herrscht.A valve for controlling a fluid, comprising a valve housing ( 13 ), an electromagnetic actuator with a coil ( 14 ), one with radial outflow bores ( 24 ) provided and at least partially tubular valve armature ( 18 ) by means of a spring ( 17 ) is biased and axially displaceable in a guide sleeve ( 15 ) is guided, whereby on the valve armature ( 18 ) a valve closing member ( 19 ) is designed with a valve seat ( 20 ) interacts and that a fluid flow between an inflow side ( 11 ) and an outflow side ( 12 ) controls, characterized in that the outflow bores ( 24 ) are designed and the valve armature ( 18 ) is designed with a stroke such that between the inflow side ( 11 ) and the valve seat ( 20 ) a lower flow resistance than at the valve seat ( 20 ) rules itself. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilanker (18) einen Hub hat, der größer als 150 μm, vorzugsweise größer als 250 μm ist, und dass die Spule (14) eine niederohmige Spule ist.Valve according to claim 1, characterized in that the valve armature ( 18 ) has a stroke that is greater than 150 μm, preferably greater than 250 μm, and that the coil ( 14 ) is a low-resistance coil. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilanker (18) mindestens vier vorzugsweise sechs Abströmbohrungen (24) hat.Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the valve armature ( 18 ) at least four, preferably six outflow bores ( 24 ) Has. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abströmbohrungen (24) jeweils einen Durchmesser von mindestens 1 mm aufweisen.Valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outflow bores ( 24 ) each have a diameter of at least 1 mm. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließglied (19) im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet ist.Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the valve closing member ( 19 ) is essentially spherical. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das kugelförmige Ventilschließglied (19) mit einer schlagzähen Schicht versehen ist.Valve according to claim 5, characterized in that the spherical valve closing member ( 19 ) With is provided with an impact-resistant layer. Ventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das kugelförmige Ventilschließglied und der Ventilanker einstückig hergestellt sind.Valve according to claim 5 or 6, characterized in that the spherical Valve closure member and the valve armature in one piece are made. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilanker (18) mit einer Dämpfungseinrichtung (31) versehen ist, die beim Schließen des Ventilschließglieds (19) aufpralldämpfend wirkt.Valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that the valve armature ( 18 ) with a damping device ( 31 ) is provided, which when closing the valve closing member ( 19 ) has an impact-absorbing effect. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (31) eine Spiralfeder ist, die den Ventilanker (18) umgreift und sich beim Schließen des Ventilschließglieds (19) an einem den Ventilsitz (20) bildenden Bauteil (21) abstützt.Valve according to claim 8, characterized in that the damping device ( 31 ) is a spiral spring that connects the valve armature ( 18 ) engages and when closing the valve closing member ( 19 ) on one of the valve seats ( 20 ) forming component ( 21 ) supports. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralfeder (31) mit einem Gleitlack beschichtet ist.Valve according to claim 9, characterized in that the spiral spring ( 31 ) is coated with a lubricating varnish. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließglied im Dichtbereich mit einer vorzugsweise aus einem Elastomer oder einem Kunststoff gebildeten Dichtung versehen ist.Valve according to one of claims 1 to 10, characterized in that that the valve closing member in Sealing area with a preferably made of an elastomer or Plastic formed seal is provided. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz im Dichtbereich mit einer vorzugsweise aus einem Elastomer oder einem Kunststoff gebildeten Dichtung versehen ist.Valve according to one of claims 1 to 10, characterized in that that the valve seat in the sealing area preferably with a Elastomer or a plastic formed seal is provided. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch einen Schalldämpfer (41).Valve according to one of claims 1 to 12, characterized by a silencer ( 41 ).
DE2003125734 2003-06-06 2003-06-06 Valve for controlling fluid, e.g. in vehicle combustion engine, has armature outflow bores, valve stroke formed so lower flow resistance exists between inlet side, valve seat than at valve seat itself Withdrawn DE10325734A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003125734 DE10325734A1 (en) 2003-06-06 2003-06-06 Valve for controlling fluid, e.g. in vehicle combustion engine, has armature outflow bores, valve stroke formed so lower flow resistance exists between inlet side, valve seat than at valve seat itself
FR0405998A FR2856458A1 (en) 2003-06-06 2004-06-03 FLUID CONTROL VALVE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003125734 DE10325734A1 (en) 2003-06-06 2003-06-06 Valve for controlling fluid, e.g. in vehicle combustion engine, has armature outflow bores, valve stroke formed so lower flow resistance exists between inlet side, valve seat than at valve seat itself

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10325734A1 true DE10325734A1 (en) 2004-12-23

Family

ID=33482646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2003125734 Withdrawn DE10325734A1 (en) 2003-06-06 2003-06-06 Valve for controlling fluid, e.g. in vehicle combustion engine, has armature outflow bores, valve stroke formed so lower flow resistance exists between inlet side, valve seat than at valve seat itself

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10325734A1 (en)
FR (1) FR2856458A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2226492A1 (en) * 2009-03-04 2010-09-08 Continental Automotive GmbH Injection valve having kinetic energy absorbing valve needle
EP2226493A1 (en) * 2009-03-04 2010-09-08 Continental Automotive GmbH Injection valve
DE102023102763A1 (en) * 2023-02-06 2024-08-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Valve arrangement and fuel cell arrangement

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2226492A1 (en) * 2009-03-04 2010-09-08 Continental Automotive GmbH Injection valve having kinetic energy absorbing valve needle
EP2226493A1 (en) * 2009-03-04 2010-09-08 Continental Automotive GmbH Injection valve
DE102023102763A1 (en) * 2023-02-06 2024-08-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Valve arrangement and fuel cell arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
FR2856458A1 (en) 2004-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1579137B1 (en) Valve for controlling a fluid
EP1801410B1 (en) Valve for control of a fluid
DE10122353A1 (en) Fuel injector
DE102021000617A1 (en) Injector for blowing a gas into a combustion chamber or into an intake manifold of a motor vehicle
EP1907689B1 (en) Fuel injector
EP1931872B1 (en) Valve for controlling a fluid
EP3280901A1 (en) Gas valve
EP1561027B1 (en) Valve for control of a fluid
EP0890735A2 (en) Fuel injection valve
DE10325734A1 (en) Valve for controlling fluid, e.g. in vehicle combustion engine, has armature outflow bores, valve stroke formed so lower flow resistance exists between inlet side, valve seat than at valve seat itself
DE10352287A1 (en) Valve for control of gas supply to vehicle fuel cells or gas engine has tubular vibration damper downstream from valve seat plate which has radial apertures passing through tube walls
DE102007006946A1 (en) Injector for injecting fuel into combustion chambers of internal combustion engines
EP1115969B1 (en) Valve for the dosed introduction of a volatilized combustible fuel into the intake line of an internal combustion engine
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
DE102006050812A1 (en) Fuel injector for internal-combustion engine, has bushing closing annular groove outwards in its closed valve position, and opening connection of groove to low pressure side in its opened valve position, which is moved towards chamber
DE102006054063A1 (en) fuel injector
DE102016221543A1 (en) Fuel injection valve for injecting a gaseous and / or liquid fuel
DE102006050810A1 (en) Fuel injector for internal combustion engines, comprises control valve with stationary valve pin which has internal relief duct that extends from control chamber to annular groove of valve pin
DE10322916B4 (en) Valve for controlling a fluid
DE10304143A1 (en) Electromagnetically operated valve for the control of compressed natural gas has armature with radial gas flow ports
DE102005019312A1 (en) Gas control valve e.g. for gas cell or gas engine of motor vehicle, has axially adjustable valve sealing plate provided to interior of armature and biased towards valve closing direction by return spring
DE102007018005A1 (en) injector
DE102004048604A1 (en) Valve for in particular gaseous media
DE102009046082A1 (en) Electromagnetically operated quantity control valve, particularly for controlling output of fuel-high pressure pump, comprises movement space and moving part of electromagnetic actuating device which is arranged in movement space
DE102011007887A1 (en) Nozzle assembly for an injection valve and injection valve

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee