DE102007044361A1 - Control valve for a fuel injector - Google Patents

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DE102007044361A1
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Rudolf Heinz
Ralf Nussbaumer
Nadja Eisenmenger
Michael Mennicken
Holger Rapp
Christian Faltin
Bernd Streicher
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Es wird ein Steuerventil (13) zum Ansteuern eines Steuerraums (20) eines Kraftstoffinjektors mit einem Ventilstück (25) und einer Ventilhülse (30) vorgeschlagen. Die Ventilhülse (30) ist axial beweglich geführt und drückt mit einer Schließkraft gegen einen am Ventilstück (25) ausgebildeten Ventilsitz (38). Die Ventilhülse (30) ist mit einer Außenumfangsfläche (34) in einer Führungshülse (50) geführt, welche als ein von dem Ventilstück (25) separates Bauteil ausgebildet ist. Auf die Führungshülse (50) wirkt eine Niederhaltefeder (47) derart ein, dass die Führungshülse (50) selbstzentrierend zur Achse einer konischen Außenfläche (28) auf dem Ventilstück (25) aufliegt.A control valve (13) for actuating a control chamber (20) of a fuel injector with a valve piece (25) and a valve sleeve (30) is proposed. The valve sleeve (30) is guided axially movable and presses with a closing force against a valve seat (25) formed valve seat (38). The valve sleeve (30) is guided with an outer peripheral surface (34) in a guide sleeve (50) which is formed as a separate from the valve member (25) component. On the guide sleeve (50), a hold-down spring (47) acts in such a way that the guide sleeve (50) rests self-centering on the axis of a conical outer surface (28) on the valve piece (25).

Description

Die Erfindung betrifft ein kraftausgeglichenes Steuerventil zur Steuerung eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a force balanced control valve for control a fuel injector of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Ein kraftausgeglichenes Steuerventil für einen Kraftstoffinjektor ist aus EP 1 612 403 A1 bekannt, bei dem an einem Führungszapfen eines Ventilstücks eine Ventilhülse axial beweglich geführt ist. Die Ventilhülse begrenzt eine Ventilkammer nach außen, die mit einem Steuerraum einer Düsennadel des Kraftstoffinjektors über eine Ablaufbohrung verbunden ist. Durch eine Schließfeder wird die Ventilhülse gegen einen am Ventilstück ausgebildeten Ventilsitz gepresst und verschließt dadurch die Ventilkammer nach außen. Die Ventilhülse wird von einem elektromagnetischen Stellelement bewegt und dabei kraftausgeglichen betrieben, d. h., dass auf die Ventilhülse durch den Kraftstoff in der Ventilkammer keine resultierende Kraft in deren Bewegungsrichtung ausgeübt wird. Zum Ansteuern der Düsennadel des Kraftstoffinjektors wird der Steuerraum der Düsennadel über den Ventilsitz mit einem Niederdruck/Rücklaufsystem verbunden und in Folge dessen druckentlastet.A force balanced control valve for a fuel injector is off EP 1 612 403 A1 known in which on a guide pin of a valve member, a valve sleeve is guided axially movable. The valve sleeve defines a valve chamber to the outside, which is connected to a control chamber of a nozzle needle of the fuel injector via a drain hole. By a closing spring, the valve sleeve is pressed against a valve seat formed on the valve seat and thereby closes the valve chamber to the outside. The valve sleeve is moved by an electromagnetic actuator and thereby operated balanced force, ie, that on the valve sleeve by the fuel in the valve chamber no resultant force is exerted in the direction of movement. To control the nozzle needle of the fuel injector, the control chamber of the nozzle needle is connected via the valve seat with a low pressure / return system and as a result pressure relieved.

Derartige kraftausgeglichene Steuerventile zeichnen sich dadurch aus, dass wegen der hohen Kraftstoffdrücke von über 2000 bar aus Festigkeitsgründen ein vergleichsweise großer Ventilsitzdurchmesser notwendig ist, da ansonsten die Gefahr eines Bruchs des Ventilstücks im Bereich der vorliegenden Bohrungsverschneidungen besteht.such Force balanced control valves are characterized in that because of the high fuel pressures of over 2000 bar for reasons of strength a comparatively large Valve seat diameter is necessary, otherwise there is a risk of breakage of the valve piece in the area of the present bore intersections consists.

Aus diesem Grunde ist bereit in der DE-Patentanmeldung 10 2006 021 736.5 vorgeschlagen worden, dass die Ventilhülse einen separaten Druckstift umschließt, der lediglich die Aufgabe hat, die innerhalb der Ventilhülse sich befindende Ventilkammer in axialer Richtung nach oben abzudichten. Durch die Trennung von Ventilstück und Druckstift entfallen die komplizierten Bohrungsverschneidungen und damit insbesondere die mit hohen Zugspannungen belasteten Bereiche des Ventilstücks. In der Folge kann der Ventilsitzdurchmesser deutlich kleiner ausgelegt werden, als dies bei dem aus der EP 1 612 403 A1 bekannten Stand der Technik der Fall ist.For that reason is ready in the DE patent application 10 2006 021 736.5 has been proposed that the valve sleeve encloses a separate pressure pin, which only has the task of sealing the valve sleeve located within the valve chamber in the axial direction upwards. The separation of valve piece and pressure pin eliminates the complicated Bohrungsverschneidungen and thus in particular the high tensile stresses loaded areas of the valve piece. As a result, the valve seat diameter can be designed much smaller than that of the EP 1 612 403 A1 known prior art is the case.

Um die Führung der Ventilhülse zu vereinfachen, wurde außerdem in der DE-Patentanmeldung 10 2007 022 586.7 vorgeschlagen, die Ventilhülse an ihrem Außenumfang in einer Führungshülse zu führen, die als ein vom Ventilstück separates Bauteil ausgebildet und am Ventilstück mittels eines selbsthemmenden Reibschlusses festgelegt ist.To simplify the guidance of the valve sleeve, was also in the DE patent application 10 2007 022 586.7 proposed to guide the valve sleeve at its outer periphery in a guide sleeve which is formed as a separate component from the valve member and fixed to the valve member by means of a self-locking frictional engagement.

Beim Vorschlag der DE-Patentanmeldung 10 2006 021 736.5 ist durch die ausgebildete Führung am Ventilstück der Ventilsitz in der Führung versenkt, so dass die Oberfläche des Ventilsitzes nicht mehr frei zugänglich ist. Dadurch ist der Ventilsitz nur durch eine aufwendige Schleiftechnik bearbeitbar. Auch bei einer notwendigen Beschichtung der Oberfläche ist der Ventilsitz für den Beschichtungsprozess nur sehr schwer zugänglich. Darüber hinaus kann der am Grund der Führungsbohrung befindliche Ventilsitz nur noch als Flachsitz oder als konkaver Kegelsitz ausgeführt werden, nicht jedoch als konvexer Kegelsitz, wobei letztere Sitzausführung aus Robustheitsgründen vorteilhaft ist.At the suggestion of DE patent application 10 2006 021 736.5 is sunk by the trained guide on the valve piece of the valve seat in the guide, so that the surface of the valve seat is no longer freely accessible. As a result, the valve seat can only be processed by a complex grinding technique. Even with a necessary coating of the surface of the valve seat for the coating process is very difficult to access. In addition, the valve seat located at the bottom of the guide bore can only be designed as a flat seat or as a concave conical seat, but not as a convex conical seat, the latter seat design being advantageous for reasons of robustness.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Führung für die Ventilhülse mit der gleichen Genauigkeit zu schaffen, wie dies bei der bisherigen technischen Lösung der Fall ist. Die Geometrie der Führung sollte es aber dabei erlauben, dass der Ventilsitz für die Bearbeitung und die Beschichtung der Oberfläche frei zugänglich ist.task The present invention is a guide for to create the valve sleeve with the same accuracy as is the case with the previous technical solution is. But the geometry of the leadership should allow it that the valve seat for machining and coating the surface is freely accessible.

Darlegung der ErfindungPresentation of the invention

Die Aufgabe der Erfindung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Auf die Führungshülse wirkt eine Niederhaltefeder ein, derart, dass die Führungshülse selbstzentrierend zur Achse der konischen Außenfläche auf dem Ventilstück aufliegt. Aufgrund der Federkraft der Niederhaltefeder liegt die Führungshülse mit einer Vorspannkraft auf dem Ventilstück auf. Dadurch richtet sich die Führungshülse koaxial zur Achse der konischen Außenfläche am Ventilstück aus. Da die Symmetrieachsen der konischen Außenfläche und der Ventilsitzfläche durch eine gemeinsame Bearbeitung identische Symmetrieachsen am Ventilstück aufweisen, ist durch die Ausrichtung der Führungshülse an der konischen Außenfläche die Führungshülse und damit auch die Ventilhülse zentriert zum Ventilsitz am Ventilstück ausgerichtet. Es entfällt somit eine aufwendige, aufeinander abgestimmte Bearbeitung von Führungsfläche und Ventilsitzfläche, um zu gewährleisten, dass die Symmetrieachse der Führung für die Ventilhülse und die Symmetrieachse des Ventilsitzes übereinstimmen. Zusätzlich ist die Ventilsitzfläche für eine Bearbeitung und/oder Beschichtung nach außen vorstehend und damit frei zugänglich.The The object of the invention is with the characterizing features of Claim 1 solved. On the guide sleeve acts a hold-down spring, such that the guide sleeve self-centering to the axis of the conical outer surface rests on the valve piece. Due to the spring force of Hold-down spring is the guide sleeve with a Preload force on the valve piece. This is determined the guide sleeve coaxial with the axis of the conical Outside surface on the valve piece off. Because the Symmetry axes of the conical outer surface and the valve seat surface by a common processing identical Have symmetry axes on the valve piece is through the Alignment of the guide sleeve to the conical Outer surface of the guide sleeve and thus also the valve sleeve centered to the valve seat aligned with the valve piece. It thus disappears a complex, coordinated machining of guide surface and valve seat area to ensure that the symmetry axis of the guide for the valve sleeve and the symmetry axis of the valve seat coincide. In addition, the valve seat surface is for a Processing and / or coating to the outside above and thus freely accessible.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Maßnahmen der Unteransprüche möglich.advantageous Further developments of the invention are by the measures the dependent claims possible.

Eine sichere Selbstzentrierung der Führungshülse wird erreicht, wenn die Führungshülse mit einer umlaufenden Kante auf der konischen Außenfläche des Ventilstücks aufliegt. Dazu weist die Führungshülse eine konische Innenfläche auf, wobei die umlaufende Kante durch eine zwischen der konischen Innenfläche und einer Führungsbohrung vorliegenden Verschneidung gebildet ist. Eine umlaufende, kreisförmige Auflage der Führungshülse auf dem Ventilstück wird erreicht, wenn die konische Außenfläche des Ventilstücks einen Kegelwinkel α und die konische Innenfläche der Führungshülse einen Kegelwinkel β aufweisen, und wenn der Kegelwinkel β der konischen Innenfläche größer ist als der Kegelwinkel α der konischen Außenfläche. Die Niederhaltefeder kann sich entweder an einem gehäusefesten Bauteil abstützen oder in vorteilhafter Weise an der Ventilhülse bzw. am Magnetanker. Im letzteren Fall wird die Differenz aus Ventilfederkraft und Niederhaltefederkraft als mechanische Schließkraft auf den Ventilsitz der Ventilhülse wirken. Damit bei offenen Ventilsitz die aus der Ventilkammer abströmende Kraftstoffmenge ungehindert abströmen kann, ist eine hydraulische Verbindung zwischen einem Ringraum und dem die Ventilhülse umgebenden Niederdruckraum vorhanden. Die hydraulische Verbindung kann dabei durch mindestens eine Querbohrung in der Führungshülse und/oder durch mindestens einen Flächenanschliff an der Ventilhülse und/oder durch mindestens eine Abströmbohrung im Ventilstück, die dann den Absteuerstoß, z. B. auch nach unten vom Niederdruckraum weg, abführen kann, ausgeführt sein.A secure self-centering of the guide sleeve is achieved when the guide sleeve rests with a circumferential edge on the conical outer surface of the valve piece. For this purpose, the guide sleeve has a conical inner surface, wherein the peripheral edge by a between the koni inner surface and a guide bore present intersection is formed. A circumferential, circular bearing of the guide sleeve on the valve piece is achieved when the conical outer surface of the valve piece a cone angle α and the conical inner surface of the guide sleeve have a cone angle β, and if the cone angle β of the conical inner surface is greater than the cone angle α of the conical outer surface , The hold-down spring can either be supported on a housing-fixed component or advantageously on the valve sleeve or on the magnet armature. In the latter case, the difference between valve spring force and hold-down spring force will act as a mechanical closing force on the valve seat of the valve sleeve. In order for the amount of fuel flowing out of the valve chamber to flow freely when the valve seat is open, there is a hydraulic connection between an annular space and the low-pressure space surrounding the valve sleeve. The hydraulic connection can be achieved by at least one transverse bore in the guide sleeve and / or by at least one Flächenanschliff on the valve sleeve and / or by at least one outflow hole in the valve piece, which then the Absteuerstoß, z. B. also down from the low pressure chamber, can dissipate, be executed.

Ausführungsbeispielembodiment

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines steuerventilseitigen Ausschnitts eines Kraftstoffinjektors in Verbindung mit einem Common-Rail-System.One Embodiment of the invention is in the drawing shown and in the following description in more detail explained. The figure shows a schematic representation a control valve-side section of a fuel injector in conjunction with a common rail system.

Der dargestellte steuerventilseitige Ausschnitt eines Kraftstoffinjektors 1 ist an ein Common-Rail-System einer Brennkraftmaschine angeschlossen. Das Common-Rail-System umfasst eine Rücklaufleitung 2, einen Vorratsbehälter 3, eine Hochdruckpumpe 4, einen Kraftstoffspeicher 5 (Common-Rail) und eine Kraftstoffversorgungsleitung 6.The illustrated control valve side section of a fuel injector 1 is connected to a common rail system of an internal combustion engine. The common rail system comprises a return line 2 , a storage container 3 , a high pressure pump 4 , a fuel storage 5 (Common rail) and a fuel supply line 6 ,

Der steuerventilseitige Ausschnitt des Kraftstoffinjektors 1 zeigt einen Ventilkörper 11, einen Düsenadelkolben 12 einer nicht dargestellten Düsennadel, ein Steuerventil 13, ein elektromagnetisches Stellelement 14 und ein Gehäuse 15 für das Stellelement 14. Das elektromagnetische Stellelement 14 umfasst eine Magnetspule 43, die in einer Aufnahme 44 des Gehäuses 15 fixiert ist.The control valve side section of the fuel injector 1 shows a valve body 11 , a nozzle needle piston 12 a nozzle needle, not shown, a control valve 13 , an electromagnetic actuator 14 and a housing 15 for the actuator 14 , The electromagnetic actuator 14 includes a magnetic coil 43 in a shot 44 of the housing 15 is fixed.

Der Ventilkörper 11 ist in einem nicht dargestellten Injektorgehäuse hydraulisch dicht eingesetzt und trennt einen Niederdruckraum 17 von einem Hochdruckraum 18. An den Hochdruckraum 18 ist die Kraftstoffversorgungsleitung 6 angeschlossen, die den Hochdruckraum 18 mittels der Hochdruckpumpe 4 mit Systemdruck des Hochdruckspeichers 5 versorgt. Der Niederdruckraum 17 ist an die Rücklaufleitung 2 angeschlossen, die mit Lecköldruck beaufschlagt ist und zu einem Niderdruck-/Rücklaufsystem gehört.The valve body 11 is used hydraulically sealed in an injector, not shown, and separates a low-pressure chamber 17 from a high pressure room 18 , To the high pressure room 18 is the fuel supply line 6 connected to the high pressure room 18 by means of the high-pressure pump 4 with system pressure of high-pressure accumulator 5 provided. The low pressure room 17 is to the return line 2 connected, which is charged with leakage oil pressure and belongs to a Niderdruck- / return system.

Der Düsennadelkolben 12 ist im Ventilkörper 11 geführt und mit einer Druckfläche 21 einem Steuerraum 20 ausgesetzt. Vom Hochdruckraum 18 führt eine Zulaufbohrung 23 mit einer Zulaufdrossel in den Steuerraum 20.The nozzle needle piston 12 is in the valve body 11 guided and with a printing surface 21 a control room 20 exposed. From the high pressure room 18 leads an inlet bore 23 with an inlet throttle in the control room 20 ,

Das Steuerventil 13 umfasst ein Ventilstück 25, eine Ventilhülse 30 und eine Führungshülse 50. Das Ventilstück 25 ist einstückig mit dem Ventilkörper 11 verbunden. Das Ventilstück 25 ist mit einem ersten konischen Abschnitt 26, einem zweiten konischen Abschnitt 27 und mit einer koaxialen zylindrischen Vertiefung 37 ausgeführt. Der erste konische Abschnitt 26 bildet eine konische Außenfläche 28 mit einem Winkel α. Der zweite konische Abschnitt 27 bildet ein konische Ventilsitzfläche 29.The control valve 13 includes a valve piece 25 , a valve sleeve 30 and a guide sleeve 50 , The valve piece 25 is integral with the valve body 11 connected. The valve piece 25 is with a first conical section 26 a second conical section 27 and with a coaxial cylindrical recess 37 executed. The first conical section 26 forms a conical outer surface 28 with an angle α. The second conical section 27 forms a conical valve seat surface 29 ,

Die Ventilhülse 30 weist einen tellerförmigen Magnetanker 31, eine Aufnahmebohrung 32, eine stirnseitige Ringfläche 33 und eine Außenumfangsfläche 34 auf. In der Aufnahmebohrung 32 ist eine Druckstange 35 aufgenommen, die sich am Gehäuse 15 des Stellelements 14 abstützt. Die Druckstange 35 weist eine ventilsitzseitige Stirnfläche 36 auf. Die stirnseitige Ringfläche 33 verläuft konisch, so dass diese mit einer Dichtkante mit der konischen Ventilsitzfläche 29 des Ventilstücks 25 zusammenwirkt und mit dieser einen Ventilsitz 38 ausbildet. Innerhalb der Ventilhülse 30 bildet sich unterhalb der Stirnfläche 36 der Druckstange 35 eine Ventilkammer 40 aus, die über eine Bohrung 41 mit einer Ablaufdrossel 42 mit dem Steuerraum 20 hydraulisch verbunden ist.The valve sleeve 30 has a plate-shaped armature 31 , a receiving hole 32 , a frontal ring surface 33 and an outer peripheral surface 34 on. In the receiving hole 32 is a push rod 35 taken up, located on the housing 15 of the actuating element 14 supported. The push rod 35 has a valve seat side end face 36 on. The frontal ring surface 33 runs conically, so this with a sealing edge with the conical valve seat surface 29 of the valve piece 25 interacts and with this one valve seat 38 formed. Inside the valve sleeve 30 forms below the face 36 the push rod 35 a valve chamber 40 out, over a hole 41 with a drain throttle 42 with the control room 20 hydraulically connected.

Aufgrund der Tatsache, dass die Ventilhülse 30 keine in axialer Richtung wirkende Druckangriffsfläche für den Kraftstoff innerhalb der Ventilkammer 40 aufweist, handelt es sich bei dem Steuerventil 13 um ein in axialer Richtung druckausgeglichenes Servo-Ventil.Due to the fact that the valve sleeve 30 no axially acting pressure application surface for the fuel within the valve chamber 40 has, it is the control valve 13 around a pressure balanced in the axial direction servo valve.

Die Führungshülse 50 weist eine Führungsbohrung 51 auf, in der die Außenumfangsfläche 34 der Ventilhülse 30 geführt ist. Die Führungshülse 50 ist an einer zum Ventilstück 25 weisenden Stirnfläche mit einer konischen Innenfläche 52 mit einem Kegelwinkel β ausgeführt. Zweckmäßigerweise ist der Kegelwinkel β der konischen Innenfläche 52 geringfügig größer als der Kegelwinkel α der konischen Außenfläche 28 des konischen Abschnitts 26 des Ventilstücks 25. Dadurch bildet die Verschneidung zwischen der konischen Innenfläche 52 und der Führungsbohrung 51 eine kreisförmige Kante 54 aus, mit der die Führungshülse 50 auf der konischen Außenfläche 28 des Ventilstücks 25 aufliegt. Dadurch richtet sich die Führungshülse 50 koaxial und parallel zur Achse des konischen Abschnitts 26 am Ventilstück 25 aus. Da der konische Abschnitt 26 und die den Ventilsitz 38 ausbildende konische Ventilsitzfläche 29 die gleiche Symmetrieachse besitzen, ist durch die Führung der Ventilhülse 30 in der Führungshülse 50 auch die Ventilhülse 30 mit ihrer stirnseitigen Ringfläche 33 koaxial zur konischen Ventilsitzfläche 29 des Ventilstücks 25 ausgerichtet. Dadurch liegt der Ventilsitz 38 zwischen Ventilhülse 30 und Ventilsstück 25 als eine geschlossene, umlaufende Linienauflage vor.The guide sleeve 50 has a guide hole 51 on, in which the outer peripheral surface 34 the valve sleeve 30 is guided. The guide sleeve 50 is at one to the valve piece 25 facing end face with a conical inner surface 52 executed with a cone angle β. Conveniently, the cone angle β of the conical inner surface 52 slightly larger than the cone angle α of the conical outer surface 28 of the conical section 26 of the valve piece 25 , As a result, the intersection between the conical inner surface forms 52 and the pilot hole 51 a circular edge 54 out, with the guide sleeve 50 on the conical outer surface 28 of the valve piece 25 rests. By doing so the guide sleeve 50 coaxial and parallel to the axis of the conical section 26 at the valve piece 25 out. Because the conical section 26 and the valve seat 38 forming conical valve seat surface 29 have the same axis of symmetry is through the leadership of the valve sleeve 30 in the guide sleeve 50 also the valve sleeve 30 with its frontal ring surface 33 coaxial with the conical valve seat surface 29 of the valve piece 25 aligned. This is the valve seat 38 between valve sleeve 30 and valve piece 25 as a closed, circumferential line pad.

Zwischen Ventilstück 25, Ventilhülse 30 und Führungshülse 50 ist weiterhin ein Ringraum 55 angeordnet, der über eine durch die Führungshülse 50 geführte Bohrung 56 mit dem Niederdruckraum 17 verbunden ist. Die als hydraulische Verbindung ausgeführte Bohrung 56 kann jedoch auch mittels eines Flächenanschliffs an der Ventilhülse 30 oder durch mindestens eine Abströmbohrung im Ventilstück 25, die dann den Absteuerstoß in den Niederdruckraum 17 abführt, ausgeführt sein. Ebenso kann statt der Bohrung 56 eine oder mehrere radial verlaufende Nuten in der konischen Innenfläche 52 vorgesehen sein.Between valve piece 25 , Valve sleeve 30 and guide sleeve 50 is still an annulus 55 arranged over the one through the guide sleeve 50 guided drilling 56 with the low-pressure room 17 connected is. The bore made as a hydraulic connection 56 However, also by means of a Flächenanschliffs on the valve sleeve 30 or through at least one outflow hole in the valve piece 25 , which then the Absteuerstoß in the low pressure space 17 dissipates, be executed. Likewise, instead of drilling 56 one or more radially extending grooves in the conical inner surface 52 be provided.

Die Ventilhülse 30 ist mittels einer ersten Schließfeder 46 in Schließrichtung des Ventilsitzes 38 gegen die konische Ringfläche 29 vorgespannt. Die Führungshülse 50 wird mittels einer zweiten Niederhaltefeder 47, die sich beispielsweise an der Ventilhülse 30 abstützt, gegen das Ventilstück 25 gedrückt. Um eine Schließkraft für die Ventilhülse 30 und Ventilsitz 38 zu erzielen, ist es notwendig, dass die Kraft der Schließfeder 46 größer ist als die Druckkraft der Niederhaltefeder 47, denn die mechanische Schließkraft für den Ventilsitz 38 ergibt sich aus der Differenz der Federkräfte von Schließfeder 46 und Niederhaltefeder 47.The valve sleeve 30 is by means of a first closing spring 46 in the closing direction of the valve seat 38 against the conical ring surface 29 biased. The guide sleeve 50 is by means of a second hold-down spring 47 , for example, on the valve sleeve 30 supported, against the valve piece 25 pressed. To a closing force for the valve sleeve 30 and valve seat 38 To achieve, it is necessary that the force of the closing spring 46 greater than the pressure force of the hold-down spring 47 , because the mechanical closing force for the valve seat 38 results from the difference of the spring forces of closing spring 46 and hold-down spring 47 ,

Zum Ansteuern der Düsennadel wird das Stellelement 14 betätigt, indem der Magnetanker 31 zur Magnetspule 43 gezogen wird. Dabei bewegt sich die Ventilhülse 30 in axialer Richtung nach oben und der Ventilsitz 38 wird freigegeben. Dadurch entsteht eine hydraulische Verbindung zwischen Ventilkammer 40 und dem Niederdruckraum 17 über den Ringraum 55 und die Bohrung 56. Über die Ablaufbohrung 41 mit der Ablaufdrossel 42 wird infolgedessen der Steuerraum 20 mit dem Niederdruckraum 17 verbunden und dadurch druckentlastet. Auf eine nicht dargestellte Druckschulter der Düsennadel wirkt eine vom Hochdruckraum 18 ausgehende Öffnungskraft, die größer ist als die im Steuerraum 20 auf die Druckfläche 21 wirkende Schließkraft. Infolgedessen hebt die Düsennadel vom Düsennadelsitz ab und Kraftstoff wird mit dem Systemdruck des Kraftstoffhochdruckspeichers 6 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt.To control the nozzle needle is the actuator 14 operated by the magnet armature 31 to the solenoid 43 is pulled. The valve sleeve moves 30 in the axial direction upward and the valve seat 38 will be released. This creates a hydraulic connection between the valve chamber 40 and the low-pressure room 17 over the annulus 55 and the hole 56 , About the drain hole 41 with the outlet throttle 42 As a result, the control room becomes 20 with the low-pressure room 17 connected and thereby depressurized. On a pressure shoulder, not shown, of the nozzle needle acts from the high-pressure chamber 18 outgoing opening force, which is greater than that in the control room 20 on the printing surface 21 acting closing force. As a result, the nozzle needle lifts off the nozzle needle seat and fuel becomes at the system pressure of the high-pressure fuel accumulator 6 injected into the combustion chamber of the internal combustion engine.

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Claims (8)

Steuerventil für ein Kraftstoffinjektor mit einem Ventilstück (25) und einer Ventilhülse (30), die axial beweglich geführt ist und mit einer Schließkraft gegen einen am Ventilstück (25) ausgebildeten Ventilsitz (38) rückt, wobei das Ventilstück (25) eine konischen Außenfläche (28) aufweist, wobei die Ventilhülse (30) von einem Stellelement (14) betätigbar ist, wobei zwischen Ventilhülse (30) und Ventilstück (25) eine Ventilkammer (40) ausgebildet ist, wobei die Ventilkammer (40) über eine Ablaufbohrung (41) mit einem Steuerraum (20) einer Düsennadel hydraulisch verbunden ist, wobei die Ventilkammer (40) in einen Niederdruckraum (17), der mit einem Niederdruck-/Rücklaufsystem hydraulisch verbunden ist, über den Ventilsitz (38) druckentlastbar ist, und wobei die Ventilhülse (30) an einer Außenumfangsfläche (34) von einer Führungshülse (50) geführt ist, welche als ein von dem Ventilstück (25) separates Bauteil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Niederhaltefeder (47) vorgesehen ist, die auf die Führungshülse (50) einwirkt, derart, dass die Führungshülse (50) selbstzentrierend zur Achse der konischen Außenfläche (28) auf dem Ventilstück (25) aufliegt.Control valve for a fuel injector with a valve piece ( 25 ) and a valve sleeve ( 30 ), which is guided axially movably and with a closing force against one on the valve piece ( 25 ) formed valve seat ( 38 ), wherein the valve piece ( 25 ) a conical outer surface ( 28 ), wherein the valve sleeve ( 30 ) of an actuator ( 14 ) is operable, wherein between the valve sleeve ( 30 ) and valve piece ( 25 ) a valve chamber ( 40 ), wherein the valve chamber ( 40 ) via a drain hole ( 41 ) with a control room ( 20 ) is hydraulically connected to a nozzle needle, wherein the valve chamber ( 40 ) into a low-pressure space ( 17 ), which is hydraulically connected to a low-pressure / return system, via the valve seat ( 38 ) is pressure relieved, and wherein the valve sleeve ( 30 ) on an outer peripheral surface ( 34 ) of a guide sleeve ( 50 ), which acts as one of the valve piece ( 25 ) is formed separate component, characterized in that a hold-down spring ( 47 ) is provided, which on the guide sleeve ( 50 ), in such a way that the guide sleeve ( 50 ) self-centering to the axis of the conical outer surface ( 28 ) on the valve piece ( 25 ) rests. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Führungshülse (50) eine umlaufende Kante (54) ausgebildet ist, mit der die Führungshülse (50) auf der konischen Außenfläche (28) des Ventilstücks (25) aufliegt.Control valve according to claim 1, characterized in that on the guide sleeve ( 50 ) a circumferential edge ( 54 ) is formed, with which the guide sleeve ( 50 ) on the conical outer surface ( 28 ) of the valve piece ( 25 ) rests. Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (40) eine konische Innenfläche (52) aufweist, und dass die umlaufende Kante (54) durch eine zwischen der konischen Innenfläche (52) und einer Führungsbohrung (51) vorliegenden Verschneidung gebildet ist.Control valve according to claim 2, characterized in that the guide sleeve ( 40 ) a conical inner surface ( 52 ), and that the peripheral edge ( 54 ) by a between the conical inner surface ( 52 ) and a guide bore ( 51 ) is formed. Steuerventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die konische Außenfläche (28) des Ventilstücks (25) einen Kegelwinkel α und die konische Innenfläche (52) der Führungshülse (50) einen Kegelwinkel β aufweisen, und dass der Kegelwinkel β der konischen Innenfläche (52) größer ist als der Kegelwinkel α der konischen Außenfläche (28).Control valve according to claim 2 or 3, characterized in that the conical outer surface ( 28 ) of the valve piece ( 25 ) a cone angle α and the conical inner surface ( 52 ) of the guide sleeve ( 50 ) have a cone angle β, and that the cone angle β of the conical inner surface ( 52 ) is greater than the cone angle α of the conical outer surface ( 28 ). Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Niederhaltefeder (47) an einem gehäusefesten Bauteil oder an der Ventilhülse (30) abstützt.Control valve according to claim 1, characterized in that the hold-down spring ( 47 ) on a housing-fixed component or on the valve sleeve ( 30 ) is supported. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ventilhülse (30), der Führungshülse (50) und dem Ventilstück (25) ein Ringraum (55) ausgebildet ist, der über einen Verbindungskanal (56) hydraulisch mit dem Niederdruckraum (17) verbunden ist.Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that between the valve sleeve ( 30 ), the guide sleeve ( 50 ) and the valve piece ( 25 ) an annulus ( 55 ) is formed, which via a connecting channel ( 56 ) hydraulically with the low pressure space ( 17 ) connected is. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ventilhülse (30) eine Aufnahmebohrung (32) zur Aufnahme einer Druckstange (35) ausgebildet ist.Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that in the valve sleeve ( 30 ) a receiving bore ( 32 ) for receiving a push rod ( 35 ) is trained. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Ventilhülse (50) und Ventilstück (25) eine Ventilkammer (40) ausgebildet ist, welche von der Ventilhülse (30) in Zusammenwirken mit dem Ventilsitz (38) und von einer ventilsitzseitigen Stirnfläche (36) der Druckstange (35) begrenzt ist.Control valve according to one of the preceding claims, characterized in that between the valve sleeve ( 50 ) and valve piece ( 25 ) a valve chamber ( 40 ) is formed, which of the valve sleeve ( 30 ) in cooperation with the valve seat ( 38 ) and from a valve seat side end face ( 36 ) of the push rod ( 35 ) is limited.
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