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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Zumessen eines Fluids, insbesondere ein Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Injektoren für Brennstoffeinspritzanlagen von Kraftfahrzeugen, bei denen vorzugsweise eine direkte Einspritzung von Brennstoff in Brennräume einer Brennkraftmaschine erfolgt.
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Aus der
DE 10 2015 217 513 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen dient. Das bekannte Brennstoffeinspritzventil umfasst eine Ventilnadel, die mit einer Ventilsitzfläche zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, und einen an der Ventilnadel angeordneten Anker, der von einer Rückstellfeder in einer Schließrichtung beaufschlagt ist und mit einer Magnetspule zusammenwirkt. Der Anker ist hierbei zwischen zwei Anschlägen fliegend an der Ventilnadel gelagert.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Ventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine verbesserte Ausgestaltung und Funktionsweise ermöglicht sind. Ferner können eine Fertigung vereinfacht und eine kostengünstigere Herstellung ermöglicht werden.
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Bei dem Ventil zum Zumessen des Fluids ist der Anker (Magnetanker) nicht fest mit der Ventilnadel verbunden, sondern zwischen Anschlagelementen fliegend gelagert. Die Anschlagelemente können als Anschlaghülse, Anschlagring oder ähnliches realisiert werden. Ein Anschlagelement kann gegebenenfalls auch an der Ventilnadel ausgeformt sein. Über zumindest eine Ankerfreiwegfeder wird der Anker im Ruhezustand an einen bezüglich der Ventilnadel ortsfesten Anschlag verstellt, so dass der Anker dort anliegt. Bei der Ansteuerung des Ventils steht dann der komplette Ankerfreiweg als Beschleunigungsstrecke zur Verfügung.
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Bei einem fliegend an der Ventilnadel angeordneten Anker ergeben sich gegenüber einer festen Verbindung des Ankers mit der Ventilnadel oder einer einteiligen Nadel unter anderem die Vorteile, dass durch den entstehenden Impuls des Ankers beim Öffnen bei gleicher Magnetkraft die Ventilnadel auch bei höheren Drücken, insbesondere Brennstoffdrücken, sicher geöffnet werden kann, was als dynamische mechanische Verstärkung bezeichnet werden kann, und dass eine Entkopplung der beteiligten Massen erfolgt, wodurch die resultierenden Anschlagkräfte an der Ventilsitzfläche auf zwei Impulse aufgeteilt werden.
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Allerdings ergeben sich spezifische Probleme, die mit der fliegenden Lagerung des Ankers an der Ventilnadel verbunden sind.
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So benötigt bei einer herkömmlichen Ausgestaltung die Ankerfreiwegfeder, die als Zylinderfeder ausgebildet ist, vor allem in radialer Richtung relativ viel Bauraum, der in Form einer Nut im Anker zur Verfügung gestellt werden muss. Ein wesentlicher Grund hierfür ist die große erforderliche Drahtstärke, die im Bereich von 0,4 mm liegt. Außerdem ergeben sich relativ große Fertigungstoleranzen, was die Federkonstante und somit die Federkraft betrifft. Des Weiteren ergibt sich konstruktionsbedingt eine relativ kleine Kontaktfläche zwischen dem Anker und dem Anschlagelement, an dem die Ankerfreiwegfeder angeordnet ist. Dies reduziert die Dämpfung und führt zu einer geringeren Geschwindigkeitsänderung beim Ablösen während eines Schließvorgangs, was sich zum Beispiel auf eine Erkennung (Erfassung) im Rahmen einer geregelten Ventilansteuerung, insbesondere auf eine CVO-Erkennung, auswirken kann. Ein weiterer Nachteil besteht in dem relativ hohen Verschleiß über die Lebensdauer, da die Kontaktfläche klein ist. Außerdem ergeben sich konstruktionsbedingt Zielkonflikte, da ein durch den Ankerraum geführter Brennstoff in der Regel durch Durchgangsbohrungen des Ankers geführt wird. Die Federwindungen einer herkömmlichen Ankerfreiwegfeder können dann einen relativ großen Anteil des Strömungsquerschnitts verdecken, was zu einem Druckabfall führt. Unter anderem wegen einer Aufnahme für die Ankerfreiwegfeder ist außerdem die Bearbeitung des Ankers aufwendig und kostenintensiv, was beispielsweise erforderliche Entgratungen der Bohrungsverschneidungen betreffen kann.
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Bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung ist die Ankerfreiwegfeder als Teller- und/oder Wellenfeder ausgebildet. Je nach Ausgestaltung des Ventils können hierdurch die genannten Nachteile vermieden werden. Die Ausgestaltung der Ankerfreiwegfeder kann hierbei so realisiert werden, dass wesentliche Parameter, beispielsweise ein Arbeitshub und eine Anpresskraft, vorgegeben sind, die sich auch bei einer Zylinderfeder ergeben.
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Somit kann eine aufwendige und kostenintensive Federnut im Anker zur Aufnahme einer Zylinderfeder entfallen. Ferner kann ein freier Durchströmquerschnitt vergrößert werden, so dass sich ein geringerer Druckabfall ergibt. Des Weiteren ist es möglich, die Anschlagfläche beziehungsweise Dämpfungsfläche zwischen dem Anker und dem Anschlagelement beziehungsweise dem vorgeschlagenen Federelement zu vergrößern. Je nach Ausgestaltung können hierbei gegebenenfalls auch kürzere Pausenzeiten bei Mehrfacheinspritzungen realisiert werden und eine bessere CVO-Signalerkennung erreicht werden. Auch ein Verschleiß kann aufgrund der größeren Kontaktfläche verringert werden.
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Speziell können durch die in den Ansprüchen 2 bis 5 angegebenen vorteilhaften Weiterbildungen verbesserte Durchströmungen des Ankerraums ermöglicht werden.
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Die Weiterbildung nach Anspruch 6 hat den Vorteil, dass unter anderem eine Verdrehsicherung realisiert werden kann. Vorteilhafte geometrische Realisierungen der Ankerfreiwegfeder sind in den Ansprüchen 7 bis 9 angegeben.
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Durch die in Anspruch 10 angegebene Weiterbildung ist eine vorteilhafte Anpassung an unterschiedliche Anwendungsfälle möglich. Speziell kann hierbei über die Anzahl der vorgesehenen Ankerfreiwegfedern eine Anpassung an die vorgegebene Größe des Ankerfreiwegs erfolgen.
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Bei einer Weiterbildung nach Anspruch 11 und/oder Anspruch 12 kann insbesondere erreicht werden, dass sich beim Öffnen des Ventils ein Kontakt direkt zwischen dem Anker und dem zugeordneten Anschlagelement ergibt. Auch wenn es dennoch möglich ist, so ist es bei solchen Ausgestaltungen dann nicht erforderlich, dass die Ankerfreiwegfeder oder die Ankerfreiwegfedern auf Block zusammengedrückt wird beziehungsweise werden.
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Figurenliste
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Ventil in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine Ankerfreiwegfeder des in 1 dargestellten Ventils entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel in einer räumlichen Darstellung;
- 3 eine auszugsweise, schematische, räumliche Schnittdarstellung des in 1 dargestellten Ventils entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel;
- 4 eine Ankerfreiwegfeder des in 1 dargestellten Ventils entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer räumlichen Darstellung;
- 5 eine auszugsweise, schematische, räumliche Darstellung des in 1 dargestellten Ventils entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel;
- 6 eine Ankerfreiwegfeder des in 1 dargestellten Ventils entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel in einer räumlichen Darstellung;
- 7 eine auszugsweise, schematische, räumliche Darstellung des in 1 dargestellten Ventils entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel;
- 8 eine auszugsweise, schematische Schnittdarstellung des in 1 dargestellten Ventils entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel;
- 9 eine auszugsweise, schematische, räumliche Darstellung des in 1 dargestellten Ventils entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel;
- 10 eine auszugsweise, schematische, räumliche Darstellung des in 1 dargestellten Ventils entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel;
- 11 eine Ankerfreiwegfeder des in 1 dargestellten Ventils entsprechend einem sechsten Ausführungsbeispiel in einer räumlichen Darstellung;
- 12 eine Ankerfreiwegfeder des in 1 dargestellten Ventils entsprechend einem siebten Ausführungsbeispiel in einer räumlichen Darstellung;
- 13 eine Ankerfreiwegfeder des in 1 dargestellten Ventils entsprechend einem achten Ausführungsbeispiel in einer räumlichen Darstellung;
- 14 eine Ankerfreiwegfeder des in 1 dargestellten Ventils entsprechend einem neunten Ausführungsbeispiel in einer räumlichen Darstellung;
- 15 eine auszugsweise, schematische Schnittdarstellung des in 1 dargestellten Ventils entsprechend einer abgewandelten Ausgestaltung und
- 16 eine auszugsweise, schematische Schnittdarstellung des in 1 dargestellten Ventils entsprechend einer weiteren abgewandelten Ausgestaltung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt ein Ventil 1 einer Brennstoffeinspritzanlage zum Zumessen eines Fluids in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Ventil 1 kann insbesondere als Brennstoffeinspritzventil 1 ausgebildet sein. Ein bevorzugter Anwendungsfall ist eine Brennstoffeinspritzanlage, bei der solche Brennstoffeinspritzventile 1 als Hochdruckeinspritzventile 1 ausgebildet sind und zur direkten Einspritzung von Brennstoff in zugeordnete Brennräume der Brennkraftmaschine dienen. Als Brennstoff kommen hierbei vorzugsweise flüssige Brennstoffe zum Einsatz. Es ist aber auch eine Einspritzung beziehungsweise Einblasung von gasförmigen Brennstoffen denkbar.
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Das Ventil 1 weist einen Aktuator 2 auf, der eine Magnetspule 3 und einen Anker 4 umfasst. Durch Bestromen der Magnetspule 3 wird ein Magnetfeld über einen Innenpol 5 den Anker 4 und ein zumindest teilweise magnetisch leitendes Gehäuse 6 erzeugt. Der Innenpol 5 ist fest mit dem Gehäuse 6 verbunden. Das Ventil 1 weist eine innerhalb des Gehäuses 6 entlang einer Längsachse 7 verstellbare Ventilnadel 8 auf, an der ein Ventilschließkörper 9 vorgesehen ist. Der Ventilschließkörper 9 wirkt mit einer Ventilsitzfläche 10 zu einem Dichtsitz zusammen. Der Ventilschließkörper 9 kann auch einstückig mit der Ventilnadel 8 ausgebildet sein.
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An der Ventilnadel 8 sind Anschlagelemente 11, 12 angeordnet und fest mit der Ventilnadel 8 verbunden. Der Anker 4 ist zwischen den Anschlägen 11, 12 entlang der Längsachse 7 bewegbar, wobei er an einer Mantelfläche 13 der Ventilnadel 8 geführt ist. Bei einer abgewandelten Ausgestaltung kann zumindest eines der Anschlagelemente 11, 12 auch an der Ventilnadel 8 ausgeformt sein. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Ventilnadel 8 über das Anschlagelement 11 von einer Rückstellfeder 16 beaufschlagt, die den Ventilschließkörper 9 mittels der Ventilnadel 8 gegen die Ventilsitzfläche 10 beaufschlagt. Dadurch wird das Ventil 1 im Ruhezustand geschlossen gehalten.
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Zur Betätigung des Ventils 1 wird die Magnetspule 3 bestromt, wodurch der Anker 4 in einer Öffnungsrichtung 17 entlang der Längsachse 7 entgegen der Kraft einer Ankerfreiwegfeder 18 beschleunigt wird. Die Rückstellfeder 16 hält hierbei die Ventilnadel 8 zunächst in ihrer Ausgangsstellung, die in der 1 dargestellt ist. Beim zumindest mittelbaren Anprallen des Ankers 4 an dem Anschlagelement 11, also nach Durchlaufen eines Ankerfreiwegs 19, wird sowohl die Magnetkraft als auch eine Stoßkraft auf die Ventilnadel 8 übertragen, was zum Öffnen der Ventilnadel 8 führt. Dann wird auch die Ventilnadel 8 zusammen mit dem Anker 4 weiter beschleunigt. Nachdem der Anker 4 an den Innenpol angeschlagen hat, setzt die Ventilnadel 8 aufgrund ihrer Trägheit ihre Bewegung in der Öffnungsrichtung 17 fort, wobei aufgrund der Kraft der Rückstellfeder 16 eine Bewegungsumkehr erfolgt. Anschließend trifft die Ventilnadel 8 bei ihrer Bewegung in einer Schließrichtung 20, die entgegen der Öffnungsrichtung 17 orientiert ist, beziehungsweise der Anschlag 11 wieder auf den Anker 4, der idealer Weise bis zu diesem Zeitpunkt am Innenpol 5 ruht.
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Der Anker 4 weist ein oder vorzugsweise mehrere Durchgangsbohrungen 20, 21 auf, die sich von einer Stirnseite 22 des Ankers 4 zu einer Stirnseite 23 des Ankers 4 erstrecken. Durch eine an dem Innenpol 5 ausgebildete, axiale Durchgangsbohrung 24 wird im Betrieb das flüssige Fluid, insbesondere der Brennstoff, zu und dann weiter durch einen Ankerraum 25 zu dem zwischen dem Ventilschließkörper 9 und der Ventilsitzfläche 10 gebildeten Dichtsitz geführt. Hierbei ist die Ventilnadel 8 auf geeignete Weise zumindest mittelbar entlang der Längsachse 7 im Gehäuse 6 geführt werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Ventilnadel 8 über das Anschlagelement 11 in der Durchgangsbohrung 24 geführt. Das Anschlagelement 11 weist Ausnehmungen 26, 27 auf, um den Durchfluss des Fluids zu ermöglichen. Die Durchgangsbohrungen 20, 21 ermöglichen eine Durchströmung des Ankers 4, wobei Fluid auch durch ein Ringspalt 28 zwischen dem Anker 4 und dem Gehäuse 6 geführt werden kann.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist die Ankerfreiwegfeder 18 als Tellerfeder 18 ausgebildet. Die Ankerfreiwegfeder 18 ist hierbei zwischen der Stirnseite 22 des Ankers 4 und einer Anschlagfläche 30 des Anschlagelements 11 angeordnet. Die Ankerfreiwegfeder 18 kann hierbei so ausgestaltet sein, dass der Arbeitsbereich der Tellerfeder 18 bei einer Keiligkeit von 0,05 bis 0,08 mm im geschlossenen Zustand des Ventils 1 liegt. Bei einer Anregung der Magnetspule 3 wird die Ankerfreiwegfeder 18 solange verformt, bis sie im geöffneten Zustand des Ventils 1 zumindest im Wesentlichen plan zwischen der Stirnseite 22 des Ankers 4 und der Anschlagfläche 30 des Anschlagelements 11 liegt.
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2 zeigt die Ankerfreiwegfeder 18 des in 1 dargestellten Ventils 1 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiels in einer räumlichen Darstellung. Da ein Außendurchmesser 31 der Ankerfreiwegfeder 18 in die Durchgangsbohrungen 20, 21 des Ankers 4 ragt, würde bei einem kreislinienförmigen Außenrand 32 die Strömung des Brennstoffs beeinträchtigt. Um dem durchströmenden Brennstoff weniger beziehungsweise möglichst wenig Widerstand zu bieten, sind an dem Außenrand 32 Aussparungen 33, 34, 35, 36 in der Grundform 37 der Ankerfreiwegfeder 18 ausgebildet. Ausgehend von einer kreisringförmigen Grundform 37 können hierdurch Anpassungen an den jeweiligen Anwendungsfall vorgenommen werden. Dies betrifft insbesondere die Anzahl, Form und Größe der Aussparungen 33 bis 36. Beispielsweise kann die Anzahl der Aussparungen 33 bis 36 gleich der Anzahl der Durchgangsbohrungen 20, 21 des Ankers 4 gewählt sein. Die Form der Aussparungen 33 bis 36 kann so gewählt sein, dass eine Überdeckung mit den Durchgangsbohrungen 20, 21 zumindest weitgehend vermieden ist.
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Um zu vermeiden, dass sich die Ankerfreiwegfeder 18 um die Längsachse 7 relativ zu dem Anker 4 so weit verdreht, dass die Durchgangsbohrungen 20, 21 wieder ganz oder teilweise verdeckt sind, ist eine Einschränkung des umfänglichen Verdrehens der Ankerfreiwegfeder 18 relativ zu dem Anschlagelement 11 realisiert. Hierfür sind an der Ankerfreiwegfeder 18 Positionierelemente 40, 41 vorgesehen. Die Positionierelemente 40, 41 können insbesondere als Rastnasen 40, 41 ausgestaltet sein. Die Anzahl der Positionierelemente 40, 41 kann beispielsweise gleich der Anzahl der Ausnehmungen 26, 27 am Anschlagelement 11 sein. Es können aber auch mehr oder weniger Positionierelemente 40, 41 vorgesehen sein. Die Positionierelemente 40, 41 können so weit in die Ausnehmungen 26, 27 des Anschlagelements 11 ragen, dass eine Verdrehsicherung realisiert ist. Speziell sind Ausgestaltungen mit ein bis vier Positionierelementen 40, 41 vorteilhaft, wenn vier Ausnehmungen 26, 27 vorgesehen sind, die in Bezug auf sechs Durchgangsbohrungen 20, 21 am Anker 4 vorgesehen sind.
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3 zeigt eine auszugsweise, schematische, räumliche Schnittdarstellung des in 1 dargestellten Ventils 1 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel. Hierbei ist veranschaulicht, wie das als Rastnase 40 ausgebildete Positionierelement 40 in die Ausnehmung 26 des Anschlagelements 11 eingreift.
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4 zeigt eine Ankerfreiwegfeder 18 des in 1 dargestellten Ventils 1 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer räumlichen Darstellung. In diesem Ausführungsbeispiel sind an der Grundform 37 mehrere schlitzförmige Einkerbungen 42 bis 45 ausgestaltet, die zumindest im Wesentlichen radial verlaufend ausgebildet sind. Zur Vereinfachung der Darstellung sind hierbei nur die schlitzförmigen Einkerbungen 42 bis 45 gekennzeichnet. Durch die schlitzförmigen Einkerbungen 42 bis 45 wird eine Vielzahl kleiner Aussparungen 42 bis 45 gebildet, um eine ausreichend große Durchströmfläche zu erzielen. Die freie Durchströmfläche bleibt dadurch unabhängig von der Winkellage der Ankerfreiwegfeder 18 zu den Durchgangsbohrungen 20, 21, 20A, 20B zumindest näherungsweise gleich groß, wie es in 5 veranschaulicht ist.
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6 bis 8 zeigen das Ventil 1 und die Ankerfreiwegfeder 18 entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel. Hierbei ist die Ankerfreiwegfeder 18 entsprechend der kreisringförmigen Grundform 37 ausgebildet, wobei keine Aussparungen vorgesehen sind. Wie es anhand der 7 und 8 veranschaulicht ist, wird in diesem Ausführungsbeispiel die freie Durchströmfläche in die Durchgangsbohrungen 20, 21, 20A, 20B des Ankers 4 durch einen entsprechend kleinen Außendurchmesser 31 der Grundform 37 realisiert. Wenn der Außendurchmesser 31 kleiner als ein innerer Lochkreis der Durchgangsbohrungen 20, 21, 20A, 20B gewählt wird, dann werden die Durchgangsbohrungen 20, 21, 20A, 20B nicht mehr verdeckt. Durch solch eine Ausgestaltung kann somit erzielt werden, dass die Durchgangsbohrungen 20, 21, 20A, 20B gar nicht oder zumindest im Wesentlichen nicht verdeckt werden.
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Während bei den anhand der 1 bis 8 beschriebenen Ausführungsbeispielen die Ankerfreiwegfeder 18 als Tellerfeder 18 ausgebildet ist, sind bei den anhand der 9 bis 14 beschriebenen Ausführungsformen Ausgestaltungen realisiert, bei denen die Ankerfreiwegfeder 18 als Teller- und/oder Wellenfeder mit zumindest einer teilweisen Ausgestaltung als Wellenfeder 18 realisiert ist.
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9 zeigt eine auszugsweise, schematische, räumliche Darstellung des in 1 dargestellten Ventils 1 entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel. Die Ankerfreiwegfeder 19 ist hierbei als Wellenfeder 18 ausgebildet.
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10 zeigt eine auszugsweise, schematische, räumliche Darstellung des in 1 dargestellten Ventils 1 entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Ankerfreiwegfedern 18, 18' vorgesehen, die jeweils als Wellenfedern 18, 18' ausgebildet sind. Die Ankerfreiwegfeder 18 stützt sich hierbei mittels der Ankerfreiwegfeder 18' an dem Anschlagelement 11 ab. Die Ankerfreiwegfeder 18' stützt sich mittels der Ankerfreiwegfeder 18 an dem Anker 4 ab.
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11 bis 14 zeigen verschiedene Ausgestaltungen der Ankerfreiwegfeder 18 des Ventils 1 entsprechend jeweils einem sechsten bis neunten Ausführungsbeispiel. Die in der 11 gezeigte Ausgestaltung hat hierbei eine größere Wellenanzahl als die in der 13 dargestellte Ausgestaltung. Die in der 12 dargestellte Ausgestaltung der Ankerfreiwegfeder 18 als Wellenfeder 18 weist einen Schlitz 50 auf, an dem die Grundform 37 geöffnet ist. Der Außenrand 32 wird durch den Schlitz 50 zwar unterbrochen, weist aber entlang der Längsachse 7 betrachtet keinen Sprung auf. Bei der in der 14 veranschaulichten Ausgestaltung weist die Grundform 37 ebenfalls einen Schlitz 50 auf. Allerdings weist der Außenrand 32 hier entlang der Längsachse 7 betrachtet einen Sprung 51 auf. Hierdurch ergibt sich gewissermaßen eine Windung der Wellenfeder 18.
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Es versteht sich, dass die in den Figuren gezeigten Darstellungen schematisch zu verstehen sind. Insbesondere sind die Keiligkeiten der Tellerfedervarianten als auch die Wellenhöhen der Wellenfedervarianten nicht maßstabsgetreu dargestellt, wobei diese zur besseren Kenntlichmachung insbesondere stark überhöht dargestellt sein können.
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Speziell bei der anhand der 2 veranschaulichten Ausgestaltung können die Aussparungen 33 bis 36 konkav in der Grundform 37, also hohlspiegelförmig, ausgestaltet sein. Es sind aber auch andere Ausgestaltungen denkbar. Bei einer Ausgestaltung der Ankerfreiwegfeder 18 als Wellenfeder 18 können solche Aussparungen entfallen. Ferner ist es auch möglich, unterschiedlich ausgestaltete Ankerfreiwegfedern 18, 18' zu kombinieren, wenn mehrere Ankerfreiwegfedern 18, 18' vorgesehen sind. Hierbei können auch mehr als zwei Ankerfreiwegfedern 18, 18' vorgesehen sein.
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15 zeigt eine auszugsweise, schematische Schnittdarstellung des in 1 dargestellten Ventils 1 entsprechend einer abgewandelten Ausgestaltung. Hierbei ist an dem Anker 4 eine Aussparung 60 vorgesehen, die an der Stirnseite 22 des Ankers 4 eine teilweise Versenkung der Ankerfreiwegfeder 18 im geschlossenen Zustand des Ventils 1 ermöglicht. Die Aussparung 60 kann so ausgebildet sein, dass der Anker 4 beim Öffnen des Ventils 1 direkt an dem Anschlagelement 11 anschlägt. Der mechanische Kontakt kommt dann beim Anschlagen direkt und nicht lediglich mittels der Ankerfreiwegfeder 18 zustande. Dies hat den Vorteil, dass die Ankerfreiwegfeder 18 beim Anschlagen nicht komplett auf Block gehen muss, da der Öffnungsimpuls direkt von dem Anker 4 auf das Anschlagelement 11 übertragen wird. Je nach Anwendungsfall kann die Aussparung 60 hierbei dennoch so ausgebildet sein, dass die Ankerfreiwegfeder 18 beim Anschlagen zumindest im Wesentlichen auf Block geht beziehungsweise weitgehend flach gedrückt wird.
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Durch die Aussparung 60 kann eine Stufe 61 in radialer Richtung gebildet werden. Beim Annähern des Ankers 4 an das Anschlagelement 11 wird ein Fluidvolumen 62 zwischen der Stufe 61 und der Ventilnadel 8 sowie zwischen dem Anker 4 und dem Anschlagelement 11 eingeschlossen. Hierbei muss Fluid über die Stufe 61, wie es durch einen Strömungspfeil 63 veranschaulicht ist, und einen Ringspalt 64 zwischen dem Anker 4 und der Ventilnadel 8 entweichen, wie es durch einen Strömungspfeil 65 veranschaulicht ist. Dadurch trägt das gewissermaßen eingeschlossene Fluidvolumen 62 zur hydraulischen Dämpfung bei.
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16 zeigt eine auszugsweise, schematische Schnittdarstellung des in 1 dargestellten Ventils entsprechend einer weiteren abgewandelten Ausgestaltung. Hierbei ist an dem Anschlagelement 11 eine Aussparung 66 an der Anschlagfläche 30 vorgesehen, die eine teilweise Versenkung der Ankerfreiwegfeder 18 im geschlossenen Zustand des Ventils 1 ermöglicht. An der Aussparung ist eine Stufe 61' entsprechend der Stufe 61 realisiert. Die Funktionsweise entspricht der an Hand der 15 beschriebenen Ausgestaltung.
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Die Ausgestaltungen nach den 15 und 16 können prinzipiell auch kombiniert werden. Ferner können eine oder mehrere Ankerfreiwegfedern 18 in geeigneten Ausgestaltungen vorgesehen sein.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015217513 A1 [0002]
