Title:
Ventil zum Zumessen eines Fluids
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Ein Ventil (1) zum Zumessen eines Fluids, das insbesondere als Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen dient, umfasst einen elektromagnetischen Aktuator (2) und eine mittels eines Ankers (4) des Aktuators (2) betätigbare Ventilnadel (7). Der Anker (4) ist an der Ventilnadel (7) bewegbar geführt. Ferner ist ein Federelement (28) vorgesehen, das den Anker (4) zumindest mittels eines mit dem Anker (4) verbundenen Federkraftübertragungsmittels (20, 60) gegen ein bezüglich der Ventilnadel (7) ortsfest an der Ventilnadel (7) angeordnetes Anschlagelement (9, 10) beaufschlägt. Das Federelement (28) ist einerseits radial mit dem Anker (4) oder dem Federkraftübertragungsmittel (20, 60) und andererseits radial mit dem Anschlagelement (9, 10) verklemmt. Dadurch ist eine spielfreie Drehfixierung des Ankers (4) realisierbar.





Inventors:
Land, Peter (96175, Pettstadt, DE)
Application Number:
DE102015217516A
Publication Date:
03/16/2017
Filing Date:
09/14/2015
Assignee:
Robert Bosch GmbH, 70469 (DE)
International Classes:
F16K31/06; H01F7/16; F02M51/06
Claims:
1. Ventil (1) zum Zumessen eines Fluids, insbesondere Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, mit einem elektromagnetischen Aktuator (2) und einer mittels eines Ankers (4) des Aktuators (2) betätigbaren Ventilnadel (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (4) an der Ventilnadel (7) bewegbar geführt ist, dass zumindest ein Federelement (28) vorgesehen ist, dass das Federelement (28) direkt oder mittels eines mit dem Anker (4) verbundenen Federkraftübertragungsmittels (20, 60) den Anker (4) gegen ein bezüglich der Ventilnadel (7) ortsfest an der Ventilnadel (7) angeordnetes Anschlagelement (9, 10) beaufschlägt und dass das Federelement (28) einerseits radial mit dem Anker (4) beziehungsweise dem Federkraftübertragungsmittel (20, 60) und andererseits radial mit dem Anschlagelement (9, 10) verklemmt ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (28) als zumindest näherungsweise konisch gewundenes Federelement (28) und/oder mit einer sich axial verjüngenden Hüllkurve (45) ausgestaltet ist oder dass das Federelement (28) als bauchförmig gewundenes Federelement (28) und/oder mit einer sich axial aufweitenden und anschließend wieder verjüngenden Hüllkurve (45) ausgestaltet ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federkraftübertragungsmittel (20, 60) einerseits mit dem Anker (4) verbunden ist und dass sich das Federelement (28) andererseits an dem Federkraftübertragungsmittel (20, 60) axial abstützt.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federkraftübertragungsmittel (20) als Federtopf (20) mit oder ohne zumindest einer Öffnung (21, 22) ausgebildet ist.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Federtopf (20) eine Innenwand (36) aufweist und dass das Federelement (28) an der Innenwand (36) radial an den Federtopf (20) geklemmt ist.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Federkraftübertragungsmittel (20, 60) ein Absatz (61) ausgestaltet ist, auf den das Federelement (28) radial geklemmt ist.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federkraftübertragungsmittel (60) als Führungshülse (60) ausgestaltet ist, die sich durch eine axiale Durchgangsbohrung (62) des Ankers (4) erstreckt, die auf der Ventilnadel (7) bewegbar geführt ist und mit der der Anker (4) verbunden ist.

8. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Anker (4) ein Absatz (48) ausgestaltet ist, auf den das Federelement (28) radial geklemmt ist oder dass an einer Stirnseite des Ankers (4) eine ringförmige Vertiefung (46) ausgestaltet ist, in die das Federelement (28) eingefügt und in der das Federelement (28) radial an den Anker (4) geklemmt ist.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Anschlagelement (9, 10) ein Absatz (47) ausgestaltet ist, auf den das Federelement (28) radial geklemmt ist oder dass an einer Anschlagfläche (11, 14) des Anschlagelements (9, 10) eine ringsförmige Vertiefung (50) ausgestaltet ist, in die das Federelement (28) eingefügt und in der das Federelement (28) radial an das Anschlagelement (9, 10) geklemmt ist.

10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (9, 10) mit der Ventilnadel (7) verbunden ist oder einstückig mit der Ventilnadel (7) ausgestaltet ist und/oder dass das Federelement (28) in solcher Weise einerseits radial mit dem Anker (4) beziehungsweise dem Federkraftübertragungsmittel (20, 60) und andererseits radial mit dem Anschlagelement (9, 10) verklemmt ist, dass eine spielfreie Drehfixierung des Ankers (4) realisiert ist.

Description:
Stand der Technik

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.

Aus der DE 103 60 330 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen dient. Das bekannte Brennstoffeinspritzventil umfasst eine Ventilnadel, die mit einer Ventilsitzfläche zu einem Dichtsitz zusammen wirkt, und einen mit der Ventilnadel verbundenen Anker, der von einer Rückstellfeder in einer Schließrichtung beaufschlagt ist und der mit einer Magnetspule zusammen wirkt. Der Anker ist hierbei ortsfest an der Ventilnadel angeordnet.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Ventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine verbesserte Ausgestaltung und Funktionsweise ermöglicht sind. Insbesondere kann bei einer Ausgestaltung mit einem Ankerfreiweg eine Drehbewegung des Ankers bezüglich der Ventilnadel unterbunden werden. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Ventils möglich.

Bei dem Ventil zum Zumessen des Fluids ist der als Magnetanker dienende Anker nicht fest mit der Ventilnadel verbunden, sondern zwischen Anschlägen fliegend gelagert. Solche Anschläge können durch Anschlaghülsen und/oder Anschlagringe realisiert werden. Über zumindest eine Feder 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.

Hierdurch ergibt sich gegenüber einer festen Verbindung des Ankers mit der Ventilnadel der Vorteil, dass durch den entstehenden Impuls des Ankers beim Öffnen bei gleicher Magnetkraft die Ventilnadel auch bei höheren Drücken sicher geöffnet werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine Entkopplung der beteiligten Massen erfolgt, so dass die resultierenden Anschlagkräfte am Dichtsitz auf zwei Impulse aufgeteilt werden.

Für solch ein Ankerfreiwegskonzept ist es zwar möglich, dass die Federn mit Spiel montiert werden. Dies ermöglicht dann aber eine Drehbewegung des Ankers während der Montage und im Betrieb. Durch diese Drehbewegung und im Zusammenhang mit möglichen Planabweichungen an den Anschlagflächen ergibt sich eine Veränderung des Ankerfreiwegs, die sich auf die Funktionswerte des Ventils, insbesondere eine bei einer Betätigung eingespritzte Brennstoffmenge, auswirken. Daher ist zumindest bezüglich eines der Federelemente eine geklemmte Montage vorgesehen, bei der das Federelement einerseits radial mit dem Anker beziehungsweise einem Federübertragungsmittel und andererseits radial mit dem Anschlagelement verklemmt ist. Somit können zugleich ein Ankerfreiweg und eine spielfreie Drehfixierung des Ankers realisiert werden. Zusätzliche Bohrungen, Stifte, andere Befestigungselemente oder Befestigungsverfahren, wie Schweißen, sind hierfür nicht erforderlich, so dass diese Lösung äußerst wirtschaftlich ist.

Je nach Ausgestaltung des Ventils kann das Federelement radial mit dem Anker oder einem separaten Federkraftübertragungsmittel verklemmt sein. Bei einer Klemmung an dem Anker ist eine geeignete konstruktive Ausgestaltung des Ankers vorgesehen. Wenn das Federkraftübertragungsmittel vorgesehen ist, dann ergeben sich größere konstruktive Freiheiten bei der Ausgestaltung des Ankers und die Möglichkeit einer einfacheren Ausgestaltung des Ankers. Ein Federkraftübertragungsmittel kann auf geeignete Weise mit dem Anker verbunden sein. Solch eine Verbindung kann beispielsweise durch Schweißen erzielt werden. Das Federkraftübertragungsmittel ist hierbei nicht notwendigerweise als zusätzliches Element vorgesehen, das ausschließlich für die Drehfixierung genutzt wird, da es auch zum Aufbringen der Federkraft in einer geeigneten Richtung auf den Anker genutzt werden kann.

Mögliche Ausgestaltungen gemäß Anspruch 2 haben den Vorteil, dass durch die Form des Federelements das Klemmen speziell auf die Endbereiche, insbesondere auf die letzte oder die letzten Windungen, gelegt werden kann. Ferner kann ein Kontakt mit anderen Elementen dadurch vermieden werden.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 hat den Vorteil, dass über das Federkraftübertragungsmittel eine Vereinfachung der Ausgestaltung des Ankers und/oder zumindest eine weitere Funktionalität realisiert werden kann. Beispielsweise kann über das Federkraftübertragungsmittel eine Richtungsumkehr der Federkraft erzielt werden. Ferner kann über das Federkraftübertragungsmittel auch eine Führung an der Ventilnadel verbessert werden. Eine vorteilhafte Weiterbildung, mit der zum Beispiel eine solche Umkehr der Federkraftrichtung möglich ist, ist im Anspruch 4 angegeben. Hierbei kann zusätzlich eine Aufnahme für das Federelement geschaffen werden, die eine einfache Montage ermöglicht. Eine vorteilhafte Befestigungsmöglichkeit für das radiale Klemmen ist diesbezüglich gemäß Anspruch 5 möglich.

Bei einer weiteren möglichen Ausgestaltung, die im Anspruch 6 angegeben ist, kann das Federelement auch radial nach innen auf ein Federkraftübertragungsmittel geklemmt werden. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung gemäß Anspruch 7 kann das Federkraftübertragungsmittel zugleich eine Führungsfunktion realisieren. Bei der Ausgestaltung des Ventils ergibt sich dann der Vorteil, dass die Ausgestaltung des Ankers vereinfacht ist, insbesondere da dieser mit größeren Toleranzen ausgeführt sein kann.

Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 8 hat den Vorteil, dass eine direkte Klemmung an dem Anker möglich ist. Hierbei ist eine Klemmung nach außen realisierbar.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 9 gibt Varianten an, die ein Klemmen nach innen oder nach außen an dem Anschlagelement ermöglichen. Die Haltekraft kann hierbei über die Geometrie im entspannten Zustand und eine Federrate angepasst werden.

Im Anspruch 10 sind Varianten angegeben, die vorteilhafte Ausgestaltungen der Ventilnadel angeben. Ein separates Anschlagelement kann hierbei beispielsweise auf die Ventilnadel aufgeschweißt sein. Durch das beidseitige Klemmen des Federkraftübertragungsmittels kann eine spielfreie Drehfixierung des Ankers realisiert werden.

Somit kann bei einer möglichen Ausgestaltung ein Federinnendurchmesser zum Ermöglichen der Klemmverbindung mit einem Absatz oder dergleichen kleiner als ein Durchmesser des Absatzes gewählt werden. Bei der Montage kann das Federelement entgegen seiner Wickelrichtung gedreht und gleichzeitig auf den Absatz oder dergleichen geschoben werden. Durch die Drehbewegung vergrößert sich dann der Federinnendurchmesser und der Absatz oder dergleichen dringt in das gewickelte Federelement ein, bis die gewünschte Endposition erreicht ist. Dann hält das Federelement durch Reibschluss auf dem Absatz oder dergleichen. Die Haltekraft ist durch das Übermaß des Federelements und die Federrate eingestellt.

Entsprechend ist bei einem Fügen des Federelements in eine Bohrung oder dergleichen der Federaußendurchmesser im Ausgangszustand größer als die Bohrung oder dergleichen. Bei der Montage wird das Federelement in seiner Wickelrichtung gedreht und gleichzeitig in die Bohrung oder dergleichen geschoben. Durch die Drehbewegung verkleinert sich dann der Federaußendurchmesser und das gewickelte Federelement dringt in die Bohrung oder dergleichen ein.

Somit ergeben sich vorteilhafte Möglichkeiten, um eine spielfreie Drehfixierung eines Magnetankers bei Ventilen, insbesondere Einspritzventilen mit Ankerfreiweg, zu erzielen. Bei der Montage kann eine gewisse Endposition vorgegeben sein. In dieser Endposition kann insbesondere auch eine axiale Anlage des Federelements vorgesehen sein, um die axiale Abstützung zu erzielen, die im Betrieb zur Rückstellung des Ankers aufgebracht wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

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 das in 1 gezeigte Ventil in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

3 den in 1 mit III bezeichneten Ausschnitt eines Ventils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

4 den in 1 mit III bezeichneten Ausschnitt eines Ventils gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

5 den in 1 mit III bezeichneten Ausschnitt eines Ventils gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung und

6 den in 1 mit III bezeichneten Ausschnitt eines Ventils gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung

1 zeigt ein Ventil 1 in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Ventil 1 dient zum Zumessen eines Fluids. Das Ventil 1 kann hierbei insbesondere als Brennstoffeinspritzventil 1 ausgebildet sein. Eine bevorzugter Anwendungsfall ist eine Brennstoffeinspritzanlage, bei der mehrere solche Brennstoffeinspritzventile 1 als Hochdruckeinspritzventile 1 ausgebildet sind und zur direkten Einspritzung von Brennstoff in zugeordnete Brennräume der Brennkraftmaschine dienen. Als Brennstoff können hierbei flüssige oder gasförmige Brennstoffe zum Einsatz kommen.

Das Ventil 1 weist einen Aktuator 2 auf, der eine Magnetspule 3 und einen Anker 4 umfasst. Durch Bestromen der Magnetspule 3 wird über einen Innenpol 5 des Aktuators 2 und ein Gehäuse 6, das zumindest teilweise ferromagnetisch ausgebildet ist, ein Magnetkreis geschlossen, wodurch eine Betätigung des Ankers 4 erfolgt. Über den Anker 4 ist hierbei wiederum eine Betätigung einer Ventilnadel 7 möglich, die entlang einer Längsachse 8 bewegbar in dem Gehäuse 6 geführt ist. An der Ventilnadel 7 ist außerdem entlang der Längsachse 8 der Anker 4 geführt.

Die Zusammenwirkung des Ankers 4 mit der Ventilnadel 7 erfolgt hierbei so, dass zwischen Anschlagelementen 9, 10 eine Relativbewegung des Ankers 4 zu der Ventilnadel 7 ermöglicht ist. Die Anschlagelemente 9, 10 können hierbei als Anschlagringe 9, 10 und/oder Anschlaghülsen 9, 10 ausgebildet sein. An dem Anschlagelement 9 ist eine Anschlagfläche 11 ausgebildet, an der im Ausgangszustand eine Stirnseite 12 des Ankers 4 anliegt. Der Anker 4 weist außerdem eine weitere Stirnseite 13 auf, die einer Anschlagfläche 14 des Anschlagelements 10 zugewandt ist.

Die Ventilnadel 7 dient zum Betätigen eines Ventilschließkörpers 15, der einstückig mit der Ventilnadel 7 ausgebildet sein kann. Der Ventilschließkörper 15 wirkt mit einer Ventilsitzfläche 16 zu einem Dichtsitz zusammen.

Das Ventil 1 weist einen Federtopf 20 auf, der in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Öffnungen 21, 22 aufweist, die umfänglich verteilt an dem Federtopf 20 ausgestaltet sind, wobei zur Vereinfachung der Darstellung die Öffnungen 21, 22 gekennzeichnet sind. Ferner weist der Anker 4 Bohrungen 23, 24 auf, die sich koaxial von der weiteren Stirnseite 13 zu der Stirnseite 12 erstrecken und einen Durchfluss eines Fluids ermöglichen. Das Fluid kann beispielsweise der zuzumessende Brennstoff sein, der über einen axialen Kanal 25 zugeführt wird und dann über einen Raum 26 zu dem Ventilschließkörper 15 gelangt.

Der Federtopf 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Anker 4 verschweißt, was durch eine umlaufende Schweißnaht 27 veranschaulicht ist. Innerhalb des Federtopfs 20 ist ein Federelement 28 angeordnet, das eine geeignete Anzahl an Windungen 29, 30, 31 aufweist. Zur Vereinfachung der Darstellung sind hierbei die an den Enden vorgesehenen Windungen 29, 31 sowie eine zwischen diesen Windungen 29, 31 vorgesehene Windung 30 gekennzeichnet.

An dem Anschlagelement 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Absatz 35 ausgebildet. An dem Federtopf 20 ist eine Innenwand 36 ausgebildet. Das Federelement 28 ist einerseits zumindest mit seiner letzten Windung 29 auf den Absatz 35 des Anschlagelements 9 geklemmt. Hierfür wird die letzte Windung 29 bei der Montage etwas aufgedehnt, so dass sich eine radiale Vorspannung ergibt. Das Federelement 28 ist andererseits zumindest mit seiner letzten Windung 31 an die Innenwand 36 des Federtopfs 20 geklemmt. Hierfür wird die letzte Windung 31 bei der Montage etwas zusammengedrückt. Somit ist das Federelement 28 in diesem Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass die letzte Windung 29 kleiner als ein Durchmesser des Absatzes 35 ist und das Federelement 28 somit aufgedehnt ist und damit durch einen Reibschluss auf dem Anschlagelement 9 hält. Die Windung 31 ist hingegen größer als ein Innendurchmesser des Federtopfes 20 an der Innenwand 36 ausgebildet, wobei das Federelement 28 bei der Montage eingedreht wird und dann durch einen Reibschluss im Federtopf 20 hält.

Das Anschlagelement 10 kann auf die Ventilnadel 7 aufgeschweißt sein, wie es in der 1 durch eine umlaufende Schweißnaht 37 veranschaulicht ist. Entsprechend kann das Anschlagelement 9 mittels einer umlaufenden Schweißnaht 38 auf die Ventilnadel 7 aufgeschweißt sein. Hierbei wird der Ankerfreiweg über den Abstand der Anschlagelemente 9, 10 eingestellt. Das Federelement 28 kann insbesondere konisch ausgeführt sein. Solch eine konische Ausgestaltung ist auch anhand der 2 veranschaulicht.

Das Ventil 1 weist außerdem eine Rückstellfeder 39 auf, die über das Anschlagelement 10 auf die Ventilnadel 7 einwirkt. Die Rückstellfeder 39 wirkt somit auch zum Aufbringen einer Vorspannung am Dichtsitz.

Im Betrieb des Ventils 1 wird über das Federelement 28 die Ausgangslage des Ankers 4 an der Anschlagfläche 11 gewährleistet. Hierbei wird der Anker 4 mittels des Federtopfes 20 mit einer entgegen einer Öffnungsrichtung 40 wirkenden axialen Federkraft beaufschlagt. Zum Beginn der Ansteuerung des Ventils 1 steht damit der komplette Ankerfreiweg zur Verfügung. Bei der Bestromung der Magnetspule 3 wird somit zunächst der Anker 4 beschleunigt, so dass dieser einen Bewegungsimpuls aufbauen kann. Wenn der Anker 4 nach Durchlaufen des Ankerfreiwegs an der Anschlagfläche 14 des Anschlagelements 10 anschlägt, dann steht ein größerer Bewegungsimpuls zum Öffnen des Ventils 1 zur Verfügung. Die Bewegung des Ankers 4 mit der Ventilnadel 7 ist dann durch Anschlagen an dem Innenpol 5 begrenzt. Zum Schließen wird die Magnetspule 3 stromlos geschaltet, so dass aufgrund der Rückstellfeder 39 ein Schließen erfolgt. Über das Federelement 28 wird am Ende der Anker 4 wieder in seine Ausgangslage gestellt.

2 zeigt das in 1 gezeigte Ventil 1 in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Federelement 28 ist als konisch gewundenes Federelement 28 mit einer sich axial verjüngenden Hüllkurve 45 ausgestaltet. Die Hüllkurve 45 kann hierbei als Mantelfläche eines Kegelstumpfes ausgestaltet sein.

Das Ausmaß einer konischen Ausgestaltung des Federelements 28 hängt von dem Durchmesser des Absatzes 35 und dem Innendurchmesser der Innenwand 36 im Bereich der Windung 31 ab. Wesentlich ist, dass eine ausreichende radiale Klemmung durch ein Aufweiten der Windung 29 sowie ein Zusammendrücken der Windung 31 erzielt ist.

Somit wird in diesem Ausführungsbeispiel an dem Absatz 35 des Anschlagelements 9 eine Befestigung durch radiales Aufspreizen erzielt, während an dem Federtopf 20 eine Befestigung durch radiales Zusammendrücken erzielt wird.

3 zeigt den in 1 mit III bezeichneten Ausschnitt eines Ventils 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiels. In diesem Ausführungsbeispiel ist an dem Anker 4 eine ringförmige Vertiefung 46 in Form einer Ringnut 46 ausgestaltet, in die das Federelement 28 zumindest mit seiner letzten Windung 29 eingefügt ist. Hierbei ist ein Außendurchmesser der Windung 29 so groß vorgegeben, dass ein radiales Zusammenpressen erforderlich ist, um das Federelement 28 zu montieren. Im montierten Zustand ist das Federelement 28 dann durch radiales Zusammenpressen radial in der ringförmigen Vertiefung 46 des Ankers 4 festgeklemmt.

Andererseits wird an dem Anschlagelement 10 durch Aufspreizen des Federelements 28 an seiner Windung 31 ein radiales Klemmen an einem Absatz 47 des Anschlagelements 10 ermöglicht. Zumindest an der Windung 31 ist das Federelement 28 radial aufgespreizt.

Die ringförmige Vertiefung 46 ist in diesem Ausführungsbeispiel an der Stirnseite 13 des Ankers 4 vorgesehen, da das Federelement 28 dann entgegen der Öffnungsrichtung 40 wirkt, um den Anker 4 in seine Ausgangsstellung zu beaufschlagen.

4 zeigt den in 1 mit III bezeichneten Ausschnitt eines Ventils 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist an dem Anker 4 ein Absatz 48 ausgebildet. Die Stirnseite 13, mit der der Anker 4 an der Anschlagfläche 14 des Anschlagelements 10 anschlägt, ist in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich des Absatzes 48 ausgebildet. Die Windung 31 des Federelements 28 ist in vergleichbarer Weise wie bei dem anhand der 3 beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel auf den Absatz 47 geklemmt.

Ferner ist das Federelement 28 in diesem Ausführungsbeispiel auch auf den Absatz 48 des Ankers 4 geklemmt, wobei das Klemmen durch Aufspreizen zumindest der letzten Windung 29 des Federelements 28 erfolgt. Die Klemmung erfolgt also in diesem Fall auch am Absatz 48 radial nach innen. Ferner ist das Federelement 28 in diesem Ausführungsbeispiel als bauchförmig gewundenes Federelement 28 mit einer sich axial aufweitenden und dann wieder verjüngenden Hüllkurve 45 ausgestaltet. Hierdurch wird vermieden, dass das Federelement 28 zwischen seinen beiderseits vorgesehenen letzten Windungen 29, 31, beispielsweise mit der Windung 30, an einem Teil des Ankers 4 oder einem Teil 49 des Anschlagelements 10 anliegt. Das Federelement 28 wird also in diesem Ausführungsbeispiel an beiden Enden beziehungsweise den letzten Windungen 29, 31 aufgedehnt und hält dort jeweils durch Reibschluss auf seinem Partner 47, 48, also dem Absatz 47 des Anschlagelements 10 oder dem Absatz 48 des Ankers 4.

5 zeigt den in 1 mit III bezeichneten Ausschnitt eines Ventils 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist an dem Anker 4 eine ringförmige Vertiefung 46 ausgestaltet, die allerdings im Unterschied zu der ringförmigen Vertiefung 46 des Ankers 4 entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel, das anhand der 3 beschrieben ist, direkt an die Ventilnadel 7 angrenzt. Die ringförmige Vertiefung 46 des Ankers 4 ist daher als ringförmige Stufe 46 ausgestaltet. Ferner weist das Anschlagelement 10 in diesem Ausführungsbeispiel eine Innenwand 51 auf, die aufgrund einer an dem Anschlagelement 10 ausgestalteten ringförmigen Vertiefung 50 ausgebildet ist. Die ringförmige Vertiefung 50 grenzt ebenfalls direkt an die Ventilnadel 7 an. Das Federelement 28 ist nun einerseits zumindest an der letzten Windung 29 durch Zusammendrücken an der ringsförmigen Vertiefung 46 nach außen mit dem Anker 5 radial geklemmt. Entsprechend ist das Federelement 28 andererseits zumindest an der letzten Windung 31 durch Zusammendrücken radial nach außen an die Innenwand 51 des Anschlagelements 10 geklemmt. Hierbei sind das Federelement 28 und/oder die Innenwand 51 beziehungsweise die ringsförmige Vertiefung 50 des Anschlagelements 10 so ausgestaltet, dass die Windungen, beispielsweise die Windung 30, die zwischen den geklemmten Windungen 29, 31 liegen, möglichst keinen Kontakt einerseits zu der Innenwand 51 und andererseits zu der Ventilnadel 7 haben.

Anhand der 1 und 2 sind Ausführungsbeispiele beschrieben, bei denen ein als Federtopf 20 ausgebildetes Federkraftübertragungsmittel 20 vorgesehen ist, an das das Federelement durch Zusammendrücken radial geklemmt ist. Bei den anhand der 3 bis 5 beschriebenen Ausführungsbeispielen ist kein solches Federkraftübertragungsmittel vorgesehen. Anhand der 6 ist im Folgenden ein sechstes Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem ein als Führungshülse 60 ausgebildetes Federkraftübertragungsmittel 60 vorgesehen ist, wobei in diesem Fall keine Richtungsumkehr der Kraft des Federelements 28 erfolgt.

6 zeigt den in 1 mit III bezeichneten Ausschnitt eines Ventils 1 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Führungshülse 60 vorgesehen, die auf der Ventilnadel 7 geführt ist. Die Führung erfolgt hierbei zwischen den Anschlagflächen 11, 14 der Anschlagelemente 9, 10. Der Anker 4 ist auf geeignete Weise mit der Führungshülse 60 fest verbunden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass sich die Herstellung des Ankers 4 vereinfacht, da das Führungsspiel durch die Paarung mit der Führungshülse 60 und der Ventilnadel 7 gegeben ist. Ferner kann eine axiale Länge der Führungshülse 60 in einfacher Weise auf das erforderliche Maß gekürzt werden. Die Führungshülse 60 weist einen Absatz 61 auf, mit dem die Führungshülse 60 axial über die Stirnseite 13 des Ankers 4 vorsteht. Auf diesem Absatz 61 ist das Federelement 28 mit seiner letzten Windung 29 radial aufgeklemmt. Ferner ist eine bauchförmige Ausgestaltung des Federelements 28 vorgegeben, wie es auch anhand der 4 beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Die Klemmung an dem Anschlagelement 10 kann ebenfalls der anhand der 4 beschriebenen Ausgestaltung entsprechen.

Eine axiale Durchgangsbohrung 62 des Ankers 4 kann somit je nach Ausgestaltung des Ventils 1 direkt zur Führung auf der Ventilnadel 7 dienen oder auch die Befestigung an einem als Führungshülse 60 ausgebildeten Federkraftübertragungsmittel 60 ermöglichen. Ferner kann das Federelement 28 seine für die Rückstellung erforderliche Federkraft direkt oder mittels eines Federkraftübertragungsmittels 20, 60 auf den Anker 4 übertragen, wobei eine Abstützung an einem der Anschlagelemente 9, 10 erfolgt. Ferner ist es auch möglich, dass mehrere solche Federelemente 28 vorgesehen sind, die in der Summe die erforderliche Rückstellkraft aufbringen. Eine Führungshülse 60 kann sich vollständig durch die axiale Durchgangsbohrung 62 des Ankers 4 erstrecken. Bei solche einer Ausgestaltung kann der Anschlag an den Anschlagflächen 11, 14 jeweils an der Führungshülse 60 erfolgen. Allerdings ist auch eine abgewandelte Ausgestaltung denkbar, bei der einerseits ein Anschlag an dem Anker 4 und andererseits an der Führungshülse 60 erfolgt.

Des weiteren sind die Anschlagelemente 9, 10 nicht notwendigerweise als separate Bauteile ausgestaltet. Speziell eines der Anschlagelemente 9, 10 kann auch einstückig mit der Ventilnadel 7 ausgestaltet sein.

Somit sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt, mit denen eine spielfreie Drehfixierung des Ankers 4 relativ zu der Ventilnadel 7 erzielbar ist. Das Federelement 28 ist hierbei einerseits radial mit dem Anker 4 beziehungsweise einem Federkraftübertragungsmittel 20, 60 und andererseits radial mit dem diesbezüglichen Anschlagelement 9, 10 verklemmt. Dieses Verklemmen erfolgt beidseitig vorzugsweise in solch einer Weise, dass eine spielfreie Drehfixierung des Ankers 4 realisiert ist.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • DE 10360330 A1 [0002]