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WO2009138279A1 - Magnetventil mit ankerschlitzung - Google Patents

Magnetventil mit ankerschlitzung Download PDF

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WO2009138279A1
WO2009138279A1 PCT/EP2009/053123 EP2009053123W WO2009138279A1 WO 2009138279 A1 WO2009138279 A1 WO 2009138279A1 EP 2009053123 W EP2009053123 W EP 2009053123W WO 2009138279 A1 WO2009138279 A1 WO 2009138279A1
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WO
WIPO (PCT)
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fuel injector
valve
designed
recesses
anchor plate
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2009/053123
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English (en)
French (fr)
Inventor
Nadja Eisenmenger
Hans-Christoph Magel
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
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F02M47/02Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
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    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1638Armatures not entering the winding

Definitions

  • An injector for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine in which an injection valve member is actuated via a solenoid-operated control valve, is known from EP-A 1 612 403.
  • a drain throttle from a control chamber can be closed or released in the fuel return.
  • the control chamber is bounded on one side by a control piston, with which an injection valve member is actuated, which releases or closes at least one injection opening into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the outlet throttle is received in a body, which is provided on the side facing away from the control chamber with a tapered valve seat. In this valve seat, a closing element is adjustable, which is connected to the armature of the solenoid valve.
  • an edge is formed on the closing element, which is provided against a conically shaped seat.
  • the closing element moves on an axial rod, which is integrally connected to the body in which the drainage throttle is formed.
  • stroke-controlled injectors can be used, which are operated by means of a solenoid valve for controlling the pressure in a control chamber.
  • the preferably needle-shaped injection valve member is controlled, for example, via a servo control room.
  • the pressure in the control chamber is controlled via the solenoid valve, which has a spherical closing element.
  • the solenoid valve is usually not pressure balanced and therefore requires high spring forces, high magnetic switching forces and due to the dimensioning of spring and magnet considerably enlarged space.
  • solenoid valves which have a ball as a closing element, the fact that severe restrictions on the sequence of multiple injections exist so that usually very short consecutive injection intervals can not be realized.
  • Hub-controlled fuel injectors are known, which are actuated via a solenoid valve.
  • the injection valve member is controlled via a servo control chamber.
  • the pressure in the control chamber of the fuel injector in turn is controlled by a solenoid valve.
  • Injektorabêt a solenoid valve is necessary, which has the shortest possible switching times, therefore high switching speeds.
  • the use of a pressure compensated trained valve piston allows small spring forces, smaller magnetic forces to be generated by the electromagnet and smaller valve strokes and thus shorter switching times. The shorter valve switching times can improve the injection performance, in particular the multiple injection capability of the fuel injector.
  • the invention has for its object to provide a valve, in particular a solenoid valve, which realizes very short switching times.
  • a solenoid valve is proposed, the armature assembly of which has, in particular, an armature plate which is throttled in the edge region and has recesses or openings which allow acceleration of the movement of the armature plate of the armature assembly by the fuel.
  • the recesses which may advantageously be formed alternately as straight slots in different lengths along the circumference, or are designed as holes in the anchor plate, the damping forces, i. the flow forces occurring during the movement, which move on the anchor plate and slow it down, can be reduced. As a result, rapid switching movements of the armature plate of the armature assembly are possible.
  • the straight long slots which are preferably formed in an alternating sequence along the circumference of the anchor plate
  • a combination of short slots and additional openings, for example bores in the partial surfaces of the anchor plate would also be advantageous.
  • an anchor geometry with straight slots which is used in a fast-switching, in particular pressure-balanced valve, as by this measure the valve speed, i. the switching speed of the armature between the valve seat and upper stop is further increased.
  • the anchor geometry proposed according to the invention can also be used for non-pressure compensated switching valves for other purposes.
  • Figure 2 is a plan view of a first embodiment of an anchor plate
  • Figure 3 is a plan view of a second embodiment of the anchor plate of the solenoid valve.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a fuel injector embodied according to the invention.
  • a Kraftstoff ⁇ njektor 10 is acted upon via a pressure accumulator 12, in which a system pressure prevails, with fuel.
  • the loading of the pressure accumulator 12 can be effected by a high-pressure delivery unit, such as, for example, a high-pressure pump of a high-pressure accumulator injection system, which is not shown in the illustration according to FIG.
  • a high-pressure line 14 extending from the pressure accumulator 12 to the fuel injector 10 opens into an injector body 16, in which a storage volume 18 is located.
  • the fuel injector 10 comprises, in addition to the injector body 16, a nozzle body 20 and an actuator housing 22.
  • the actuator housing 22 houses a rapidly switching switching valve 24, which in the embodiment of the fuel injector 10 according to FIG. 1 is designed as a solenoid valve.
  • the switching valve 24 designed as a solenoid valve comprises a magnetic core 26, in which a magnetic coil 28 is embedded. Furthermore, in the magnetic core 26 there is a through-hole in which, embedded in a sleeve 52, a closing spring 54 is inserted, which acts on a valve member 44 of the switching valve 24 in the closing direction.
  • the storage volume 18 embodied in the injector body 16 serves to damp hydraulic oscillations between the pressure accumulator 12 and the fuel injector 10. Furthermore, the fuel injector 10 comprises a valve piece 30 which delimits a control space 34.
  • the control chamber 34 is connected via an inlet throttle 36 with the storage volume 18 and is acted upon via the inlet throttle 36 with standing under system pressure, stored in the storage volume 18 fuel.
  • a pressure relief of the control chamber 34 via a drain passage 40, in which at least one outlet throttle 38 is formed.
  • the drainage channel 40 opens below a valve seat 42, which is closed in the illustration of Figure 1 by the valve member 44.
  • the valve seat 42 is designed in the flat surface of the valve piece 30 as a flat seat.
  • a closing spring 66 is supported at this is a circumferential collar on which a closing spring 66 is supported.
  • the closing spring 66 which puts the preferably needle-shaped injection valve member 32 in its seat 72, on the other hand, is supported on a lower annular surface of the valve member 30 from.
  • the preferably needle-shaped injection valve member 32 is also guided in the nozzle body 20.
  • the preferably needle-shaped injection valve member 32 In the region of the guidance of the injection valve member 32 in the nozzle body 20 are located on the lateral surface of the preferably needle-shaped injection valve member 32, one or more polished sections 68. About this flows under system pressure standing fuel from the storage volume 18 in an annular space 70 and is at the seat 72 at.
  • the preferred needle-shaped injection valve member 32 placed in its seat 72, so that Einspritzöffhungen 74, which are executed at the combustion chamber end of the fuel injector 10, remain closed.
  • the switching valve 24 actuates an armature assembly.
  • the armature assembly comprises an armature plate 46, on which the valve member 44 is executed.
  • the valve member 44 is guided in an armature guide 48.
  • the armature guide 48 rests on the upper planar surface of the valve piece 30.
  • the Ankervigung 48 and the valve member 30 are hired via a valve clamping nut 50 to a shoulder of the injector body 16 and fixed there.
  • the valve clamping nut 50 has a threaded portion, which is bolted in the illustration of Figure 1 with a corresponding thread on the inside of the actuator housing 22.
  • valve member 44 at the upper end of the armature plate 46 is formed, is guided on a pressure pin 62, so that the switching valve 24 is pressure balanced.
  • smaller spring forces acting on the valve seat 42 in the closing direction can be realized;
  • smaller magnetic forces for actuating a pressure-compensated switching valve 24 are possible. This in turn allows smaller valve strokes and faster switching times, which greatly favor the multiple injection capability of the fuel injector 10 proposed according to the invention.
  • the armature guide 48 allows precise guidance of the valve member 44, so that the exact impact of the valve member 44 is ensured in the valve seat 42.
  • the pressure pin 62 has substantially the same diameter as the valve seat 42 in order to minimize pressure forces on the valve member 44, so that it is pressure balanced.
  • the armature plate 46 moves together with the valve member 44 in ⁇ ff.ungscardi upwards. This results in a pressure relief of the control chamber 34, so that the preferably needle-shaped injection valve member 32 moves into this and extends out of its seat 72. From the storage volume 18 flows through the at least one polished section 68 on the lateral surface of the injection valve member 32 and the annular space 70 under system pressure fuel to the open Einspritzöffhungen 74. The fuel under system pressure is injected into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the energization of the solenoid 28 is terminated. Due to the action of the closing spring 54, the valve member 44 is inserted into the valve seat 42. represents and the pressure relief of the control chamber 34 is prevented via the drain passage 40 with outlet throttle 38. Via the inlet throttle 36, system pressure builds up in the control chamber 34, which acts on the upper end face of the injection valve member 32 and places it in the seat 72, so that the combustion-chamber-side injection openings 74 are closed and the injection is terminated.
  • the anchor plate 46 of the armature assembly of the switching valve 24 is equipped so that it has the lowest possible flow resistance in their movement in the actuator chamber 58 and the highest possible magnetic force can be generated, which allows fast closing movements.
  • the armature plate 46 is provided with recesses or openings, which allow rapid switching movements of the switching valve 24 and minimize eddy currents occurring.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of the armature plate of the switching valve according to the illustration in FIG. 1.
  • a planar surface 84 of the armature plate 46 has recesses 76, which in the embodiment according to FIG. 2 are designed as straight running slots.
  • the formed as a straight slots recesses 76 in the armature plate 84 extend as shown in Figure 2 in different lengths.
  • Reference numeral 78 denotes a first length of the recesses 76 designed as straight slots, while a second length thereof is designated by reference numeral 80.
  • the first length 78 exceeds the second length 80 by about twice.
  • a 90 ° graduation 82 is formed between the recesses 76 of first length 78 in the form of a slot, designed as straight slots. This applies analogously to the division of the recesses 76, designed as straight slots, of second length 80, which are likewise formed in the plane surface 84 of the armature plate 46 in a 90 ° pitch.
  • the illustration according to FIG. 3 shows a further embodiment of the design of the anchor plate.
  • the illustration according to FIG. 3 shows a plane surface 84, which has a combination of recesses 76 of first length 80 designed as straight slots with openings 86 provided therebetween as bores. Also in the embodiment according to Figure 3 can be a very high Entdrosselung the large
  • the embodiment shown in the representation according to FIG. 2 is preferable to a plane surface 84 of the anchor plate 46 which has only slots-but of different lengths 78, 80.
  • the degree of Entschrosselung which is achieved by the present invention proposed solution, whether by recesses formed as straight slots 76 of different lengths 78, 80, or through openings 86 in the flat surface 84, determines the switching speed of the switching valve 24, since the anchor plate 46 in the actuator chamber 58 on the low pressure side of the Kraftstoff ⁇ njektors 10 is moved.
  • the recesses 76 in the flat surface 84 of the anchor plate 46 as rectangular, straight slots, can also be deviated from this geometry, with an optimum between the Entdrosselung in the outer region and minimizing the magnetic force profile in the remaining inner region of the flat surface 84 of the armature plate 46 opposite the inner pole of the magnetic core, is desirable.
  • the greatest possible reduction of the plane surface 84 of the anchor plate 46 in the outer region allows lower flow resistance during the movement of the anchor plate 46 in the low-pressure side actuator chamber 58.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftstoffinjektor (10) zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, wobei ein Einspritzventilglied (32) über eine Druckentlastung eines Steuerraums (40) betätigt wird. Der Steuerraum (40) ist mit unter einem Systemdruck stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Eine Druckentlastung des Steuerraumes (40) erfolgt über ein Schaltventil (24), dessen Ventilglied (44) einen Ventilsitz (42) öffnet oder verschließt. Eine Ankerbaugruppe des Schaltventiles (24) umfasst eine Ankerplatte (46), in der eine Anzahl als gerade Schlitze ausgeführte Ausnehmungen (76) ausgeführt ist.

Description

Beschreibung
Titel
Magnetventil mit Ankerschlitzung
Stand der Technik
Ein Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, bei welchem ein Einspritzventilglied über ein magnetbetriebenes Steuerventil angesteuert wird, ist aus EP-A 1 612 403 bekannt. Mit Hilfe des Steuerventiles ist eine Ablauf- drossel aus einem Steuerraum in den Kraftstoffrücklauf verschließbar oder freigebbar. Der Steuerraum wird an einer Seite durch einen Steuerkolben begrenzt, mit welchem ein Einspritzventilglied angesteuert wird, dass mindestens eine Einspritzöffnung in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine freigibt oder verschließt. Die Ablaufdrossel ist in einem Körper aufgenommen, welcher auf der dem Steuerraum abgewandten Seite mit einem sich verjüngenden Ventilsitz versehen ist. In diesen Ventilsitz ist ein Schließelement stellbar, das mit dem Anker des Magnetventils verbunden ist. Hierzu ist am Schließelement eine Kante ausgebildet, welche gegen einen konisch ausgeformten Sitz gestellt wird. Das Schließelement bewegt sich auf einer axialen Stange, welche mit dem Körper, in dem die Ablaufdrossel ausgebildet ist, einstückig verbunden ist. Damit das Ventil dicht schließt, ist es notwen- dig, hochpräzise Oberflächen herzustellen sowie eine hochgenaue Passung des Schließelementes vorzusehen, um zu vermeiden, dass das Schließelement verkantet, wodurch der Sitz nicht vollständig geschlossen wird und ein Druckverlust sowie eine Leckage entsteht.
Bei zum Beispiel an Hochdruckspeichereinspritzsystemen (Common-Rail) eingesetzten Kraftstoffinjektoren können hubgesteuerte Injektoren eingesetzt werden, die mittels eines Magnetventiles zur Steuerung des Druckes in einem Steuerraum betrieben werden. Das bevorzugt nadeiförmig ausgebildete Einspritzventilglied wird zum Beispiel über einen Ser- vosteuerraum gesteuert. Der Druck im Steuerraum wird über das Magnetventil, das ein kugelförmiges Schließelement aufweist, gesteuert. Das Magnetventil ist in der Regel nicht druckausgeglichen und benötigt daher hohe Federkräfte, hohe Magnetschaltkräfte und einen aufgrund der Dimensionierung von Feder und Magneten erheblich vergrößerten Bauraum. Von Nachteil bei Magnetventilen, die eine Kugel als Schließelement aufweisen, ist der Umstand, dass starke Einschränkungen hinsichtlich der Abfolge von Mehrfacheinspritzungen bestehen, so dass in der Regel sehr kurze aufeinander folgende Einspritzabstände nicht realisiert werden können.
Zur Einbringung von Kraftstoff in direkteinspritzende Verbrennungskraftmaschinen, insbe- sondere selbstzündende Verbrennungskraftmaschinen, werden zur Zeit vermehrt hubgesteuerte Common-Rail-Einspritzsysteme eingesetzt. Der Vorteil dieser Systeme ist der Umstand, dass der Einspritzdruck an Last und Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine ange- passt werden kann. Bekannt sind hubgesteuerte Kraftstoffinjektoren, die über ein Magnetventil betätigt werden. Das Einspritzventilglied wird über einen Servo-Steuerraum gesteu- ert. Der Druck im Steuerraum des Kraftstoffinjektors wiederum wird über ein Magnetventil gesteuert. Für eine verbesserte Injektorabstimmung ist ein Magnetventil notwendig, welches möglichst kurze Schaltzeiten, demnach hohe Schaltgeschwindigkeiten aufweist. Der Einsatz eines druckausgeglichen ausgebildeten Ventilkolbens ermöglicht kleine Federkräfte, kleinere Magnetkräfte, die durch den Elektromagneten zu erzeugen sind sowie kleinere Ventilhübe und somit kürzere Schaltzeiten. Durch die kürzeren Ventilschaltzeiten kann die Einspritzperformance, insbesondere die Mehrfacheinspritzfähigkeit des Kraftstoffinjektors verbessert werden.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil, insbesondere ein Magnetventil bereitzustellen, welches sehr kurze Schaltzeiten realisiert.
Erfindungsgemäß wird ein Magnetventil vorgeschlagen, dessen Ankerbaugruppe insbeson- dere eine Ankerplatte aufweist, die im Randbereich entdrosselt ist und Ausnehmungen bzw. Öffnungen aufweist, die eine Beschleunigung der Bewegung der Ankerplatte der Ankerbaugruppe durch den Kraftstoff ermöglichen. Durch die Ausnehmungen, die in vorteilhafter Weise als gerade Schlitze in unterschiedlichen Längen entlang des Umfangs alternierend ausgebildet sein können, oder auch als Bohrungen in der Ankerplatte ausgeführt sind, kön- nen die Dämpfungskräfte, d.h. die bei der Bewegung auftretenden Strömungskräfte, die auf die Ankerplatte bewegen und diese verlangsamen, reduziert werden. Dadurch sind schnelle Schaltbewegungen der Ankerplatte der Ankerbaugruppe möglich.
Bei den bisher in der Regel eine flächige Ankerplatte ohne Durchbrechungen aufweisenden Ankerbaugruppen treten Wirbelströme auf, die die Geschwindigkeit des Magnetkraftaufbaus und des Magnetkraftabbaus begrenzen. Den Wirbelstromverlusten kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ebenfalls entgegengewirkt werden, indem im Randbereich der Ankerplatte, insbesondere gerade verlaufende Schlitze angebracht werden, die in alternierender Abfolge in kürzerer oder längerer Länge ausgeführt sind. Durch diese Lösung wird die relativ große Fläche der Ankerplatte, die im Kraftstoff bewegt werden muss, besonders gut entdrosselt, ohne weiteren Magnetkraftverlust durch eine Reduktion der Fläche am Innenpol des Elektromagneten zu verursachen. Eine gerade Schlitzung der Ankerplatte reduziert die Dämpfung von deren Bewegung im Kraftstofffluid bereits beträchtlich und trägt ferner zur Verminderung der Wirbelströme bei. Ferner lässt sich eine gerade Schlitzung überaus kostengünstig fertigen.
Alternativ zu den bevorzugt in alternierender Abfolge entlang des Umfangs der Ankerplatte ausgebildeten geraden langen Schlitzen, wäre auch eine Kombination aus kurzen Schlitzen und zusätzlichen Öffnungen, zum Beispiel Bohrungen in den Teilflächen der Ankerplatte vorteilhaft. Besonders vorteilhaft ist eine Ankergeometrie mit geraden Schlitzen, die bei einem schnell schaltenden, insbesondere druckausgeglichen ausgebildeten Ventil eingesetzt wird, da durch diese Maßnahme die Ventilgeschwindigkeit, d.h. die Schaltgeschwindigkeit des Ankers zwischen Ventilsitz und oberem Anschlag weiter erhöht wird. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ankergeometrie kann jedoch auch bei nicht druckausgeglichen ausgebildeten Schaltventilen für andere Einsatzzwecke angewendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
Es zeigt:
Figur 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektor mit Magnetventil,
Figur 2 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsvariante einer Ankerplatte und
Figur 3 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsmöglichkeit der Ankerplatte des Magnetventiles.
Ausführungsformen
Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht ein Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgeführten Kraftstoffinjektor hervor. Ein Kraftstoffϊnjektor 10 wird über einen Druckspeicher 12, in dem ein Systemdruck herrscht, mit Kraftstoff beaufschlagt. Die Beaufschlagung des Druckspeichers 12 (Com- mon-Rail) kann durch ein Hochdruckförderaggregat, wie zum Beispiel eine Hochdruckpumpe eines Hochdruckspeichereinspritzsystems erfolgen, die in der Darstellung gemäß Figur 1 nicht dargestellt ist. Eine vom Druckspeicher 12 zum Kraftstoffinjektor 10 verlaufende Hochdruckleitung 14 mündet in einen Injektorkörper 16, in dem sich ein Speichervolumen 18 befindet. Der Kraftstoffinjektor 10 umfasst neben dem Injektorkörper 16 einen Düsenkörper 20 sowie ein Aktorgehäuse 22. Im Aktorgehäuse 22 ist ein schnell schaltendes Schaltventil 24 untergebracht, welches in der Ausführungsform des Kraftstoffinjektors 10 gemäß Figur 1 als Magnetventil ausgebildet ist. Das als Magnetventil ausgebildete Schaltventil 24 umfasst einen Magnetkern 26, in den eine Magnetspule 28 eingebettet ist. Des Weiteren befindet sich im Magnetkern 26 eine Durchgangsbohrung, in welcher, eingebettet in eine Hülse 52, eine Schließfeder 54 eingelassen ist, die ein Ventilglied 44 des Schaltventi- les 24 in Schließrichtung beaufschlagt.
Das im Injektorkörper 16 ausgebildete Speichervolumen 18 dient der Dämpfung hydraulischer Schwingungen zwischen dem Druckspeicher 12 und dem Kraftstoffinjektor 10. Des Weiteren umfasst der Kraftstoffinjektor 10 ein Ventilstück 30, welches einen Steuerraum 34 begrenzt. Der Steuerraum 34 ist über eine Zulaufdrossel 36 mit dem Speichervolumen 18 verbunden und wird über die Zulaufdrossel 36 mit unter Systemdruck stehenden, im Speichervolumen 18 bevorrateten Kraftstoff beaufschlagt. Eine Druckentlastung des Steuerraumes 34 erfolgt über einen Ablaufkanal 40, in dem mindestens eine Ablaufdrossel 38 ausgebildet ist. Der Ablaufkanal 40 mündet unterhalb eines Ventilsitzes 42, der in der Darstellung gemäß Figur 1 durch das Ventilglied 44 geschlossen ist. Im einfachsten Fall ist der Ventilsitz 42 in der Planfläche des Ventilstücks 30 als Flachsitz ausgeführt.
Durch Druckentlastung des Steuerraumes 34 erfolgt die Betätigung eines bevorzugt nadeiförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 32. An diesem befindet sich ein umlaufender Bund, an dem sich eine Schließfeder 66 abstützt. Die Schließfeder 66, welche das bevorzugt nadeiförmig ausgebildete Einspritzventilglied 32 in seinen Sitz 72 stellt, stützt sich andererseits an einer unteren Ringfläche des Ventilstücks 30 ab.
Wie aus der Darstellung gemäß Figur 1 des Weiteren hervorgeht, ist das bevorzugt nadeiförmig ausgebildete Einspritzventilglied 32 auch im Düsenkörper 20 geführt. Im Bereich der Führung des Einspritzventilgliedes 32 im Düsenkörper 20 befinden sich an der Mantelfläche des bevorzugt nadeiförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 32 ein oder mehrere Anschliffe 68. Über diese strömt unter Systemdruck stehender Kraftstoff aus dem Speichervolumen 18 in einen Ringraum 70 ein und steht am Sitz 72 an. Im in Figur 1 dargestellten Zu- stand ist das bevorzugt nadeiförmig ausgebildete Einspritzventilglied 32 in seinen Sitz 72 gestellt, so dass Einspritzöffhungen 74, welche am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffin- jektors 10 ausgeführt sind, verschlossen bleiben.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass bei dem Kraftstoffϊnjektor 10 gemäß der Ausführung in Figur 1 das Schaltventil 24 eine Ankerbaugruppe betätigt. Die Ankerbaugruppe umfasst eine Ankerplatte 46, an der das Ventilglied 44 ausgeführt ist. Das Ventilglied 44 ist in einer Ankerführung 48 gefuhrt. Die Ankerführung 48 liegt auf der oberen Planfläche des Ventilstücks 30 auf. Die Ankerfuhrung 48 und das Ventilstück 30 werden über eine Ventil- spannmutter 50 an eine Schulter des Injektorkörpers 16 angestellt und dort fixiert. Die Ventilspannmutter 50 weist einen Gewindeabschnitt auf, der in der Darstellung gemäß Figur 1 mit einem korrespondierenden Gewinde an der Innenseite des Aktorgehäuses 22 verschraubt ist. Das Ventilglied 44, an dessen oberen Ende die Ankerplatte 46 ausgebildet ist, wird an einem Druckstift 62 geführt, so dass das Schaltventil 24 druckausgeglichen ist. Da- durch lassen sich kleinere Federkräfte, die in Schließrichtung auf den Ventilsitz 42 wirken, realisieren; andererseits sind kleinere Magnetkräfte zur Betätigung eines druckausgeglichen ausgeführten Schaltventiles 24 möglich. Dies wiederum gestattet kleinere Ventilhübe und schnellere Schaltzeiten, welche die Mehrfacheinspritzfähigkeit des erfmdungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffϊnjektors 10 erheblich begünstigen. Andererseits besteht jedoch auch die Möglichkeit, ein konventionelles Schaltventil 24 einzusetzen.
Darüber hinaus ermöglicht die Ankerführung 48 eine präzise Führung des Ventilgliedes 44, so dass das exakte Auftreffen des Ventilgliedes 44 im Ventilsitz 42 gewährleistet ist.
Der Druckstift 62 weist im Wesentlichen denselben Durchmesser wie der Ventilsitz 42 auf, um Druckkräfte am Ventilglied 44 zu minimieren, so dass dieses druckausgeglichen ist.
Bei der Ansteuerung der Magnetspule 28 bewegt sich die Ankerplatte 46 zusammen mit dem Ventilglied 44 in Öffhungsrichtung nach oben. Dadurch erfolgt eine Druckentlastung des Steuerraumes 34, so dass das bevorzugt nadeiförmig ausgebildete Einspritzventilglied 32 in diesen einfährt und aus seinem Sitz 72 ausfährt. Aus dem Speichervolumen 18 strömt über den mindestens einen Anschliff 68 an der Mantelfläche des Einspritzventilgliedes 32 und den Ringraum 70 unter Systemdruck stehender Kraftstoff den geöffneten Einspritzöffhungen 74 zu. Der unter Systemdruck stehende Kraftstoff wird in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt.
Zum Beenden des Einspritzvorganges wird die Bestromung der Magnetspule 28 beendet. Aufgrund der Wirkung der Schließfeder 54 wird das Ventilglied 44 in den Ventilsitz 42 ge- stellt und die Druckentlastung des Steuerraumes 34 über den Ablaufkanal 40 mit Ablaufdrossel 38 unterbunden. Über die Zulaufdrossel 36 baut sich im Steuerraum 34 Systemdruck auf, welcher auf die obere Stirnseite des Einspritzventilgliedes 32 wirkt und dieses in den Sitz 72 stellt, so dass die brennraumseitigen Einspritzöffnungen 74 verschlossen sind und die Einspritzung beendet wird.
Erfindungsgemäß ist die Ankerplatte 46 der Ankerbaugruppe des Schaltventiles 24 so ausgestattet, dass diese einen möglichst geringen Strömungswiderstand bei deren Bewegung im Aktorraum 58 aufweist und eine möglichst hohe Magnetkraft erzeugt werden kann, was schnelle Schließbewegungen ermöglicht. Die Ankerplatte 46 ist mit Ausnehmungen bzw. Öffnungen versehen, welche schnelle Schaltbewegungen des Schaltventiles 24 ermöglichen und auftretende Wirbelströme minimieren.
Figur 2 zeigt eine erste Ausführungsform der Ankerplatte des Schaltventils gemäß der Dar- Stellung in Figur 1.
Wie der Darstellung gemäß Figur 2 entnehmbar ist, weist eine Planfläche 84 der Ankerplatte 46 Ausnehmungen 76 auf, die in der Ausführungsform gemäß Figur 2 als gerade verlaufende Schlitze ausgebildet sind. Die als gerade Schlitze ausgebildeten Ausnehmungen 76 in der Ankerplatte 84 verlaufen gemäß der Darstellung in Figur 2 in unterschiedlichen Längen. Bezugszeichen 78 bezeichnet eine erste Länge der als gerade Schlitze ausgeführten Ausnehmungen 76, während eine zweite Länge derselben durch Bezugszeichen 80 bezeichnet ist. Die erste Länge 78 übersteigt die zweite Länge 80 um etwa das Doppelte. Wie Figur 2 des Weiteren zu entnehmen ist, ist zwischen den als gerade Schlitze ausgeführten Ausneh- mungen 76 erster Länge 78 in Schlitzform eine 90°-Teilung 82 ausgebildet. Dies gilt analog zur Teilung der als gerade Schlitze ausgeführten Ausnehmungen 76 zweiter Länge 80, die ebenfalls in der Planfläche 84 der Ankerplatte 46 in 90°-Teilung ausgebildet sind.
Durch die Geometrie der Planfläche 84 der Ankerplatte 46 lassen sich die Wirbelstromver- luste und die Dämpfungskräfte erheblich reduzieren. In vorteilhafter Weise werden gerade ausgebildete Schlitze - wie in Figur 2 dargestellt - in der Planfläche 84 der Ankerplatte 46 ausgeführt. Diese lassen sich kostengünstig herstellen und erlauben eine starke Reduktion der Dämpfungskraft bei geringem Verlust an Magnetkraft. Eine besonders gute Abstimmung wird dabei durch abwechselnde in alternierender Reihenfolge dargestellte lange und kurze Schlitze erzielt, wie durch die erste Länge 78 sowie die zweite Länge 80 der schlitzförmig konfigurierten Ausnehmungen 76 in Figur 2 angedeutet. Der Ausführungsvariante gemäß Figur 2 wird die relativ große Fläche im Außenbereich der Ankerplatte 46 besonders gut entdrosselt, ohne dass ein weiterer Magnetkraftverlust durch eine Reduktion der Fläche am Innenpol auftritt.
Der Darstellung gemäß Figur 3 ist eine weitere Ausfuhrungsform der Gestaltung der An- kerplatte zu entnehmen. Der Darstellung gemäß Figur 3 ist eine Planfläche 84 entnehmbar, eine Kombination aus als gerade Schlitze ausgeführten Ausnehmungen 76 erster Länge 80 mit jeweils dazwischen liegenden als Bohrungen beschaffenen Öffnungen 86 aufweist. Auch bei der Ausfuhrungsform gemäß Figur 3 kann eine sehr hohe Entdrosselung der großen
Fläche im Außenbereich der Ankerplatte 46 der Ankerbaugruppe erreicht werden, während ein weiterer Magnetkraftverlust durch eine Reduktion der Fläche am Innenpol reduziert werden kann.
Besonders vorteilhaft ist die Ankergeometrie mit Schlitzen, wie in der Darstellung gemäß Figur 2 gezeigt, bei einem schnell schaltenden druckausgeglichenen Schaltventils 24 - wie in Figur 1 dargestellt - da dadurch die Ventilgeschwindigkeit zwischen oberem Anschlag und Ventilsitz 42 erhöht werden kann. Das erfmdungsgemäß vorgeschlagene Schaltventil 24 mit der schnelle Schaltbewegungen ermöglichenden Ankerplatte 46, kann selbstredend auch bei nicht druckausgeglichen ausgeführten Schaltventilen 24 eingesetzt werden.
Um die Fertigungskosten gering zu halten, ist die in der Darstellung gemäß Figur 2 gezeigte Ausfuhrungsform einer nur Schlitze -jedoch unterschiedlicher Länge 78, 80 - aufweisenden Planfläche 84 der Ankerplatte 46 vorzuziehen.
Auch in der Darstellung gemäß Figur 3 liegt zwischen den einzelnen als gerade Schlitze ausgeführten Ausnehmungen 76 erster Länge 78 in der Planfläche 84 der Ankerplatte 46 eine 90°-Teilung 82 vor. Selbstverständlich ist es möglich, in der Planfläche 84 die einzelnen als gerade Schlitze gestalteten Ausnehmungen 76 unterschiedlicher Längen 78, 80 auch in einer von einer 90°-Teilung 82 abweichenden Teilung vorzusehen, um eine höhere Entdrosselung im Außenbereich zu erreichen. Dies hängt von den zu erreichenden Schaltzeiten bei Mehrfacheinspritzungen, bei denen hohe Anforderungen an die Schaltgeschwindigkeit des Schaltventiles 24 gestellt werden, ab.
Der Grad der Entdrosselung, der durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung, sei es durch als gerade Schlitze ausgebildete Ausnehmungen 76 unterschiedlicher Längen 78, 80, sei es durch Öffnungen 86 in der Planfläche 84, erreicht wird, bestimmt die Schaltgeschwindigkeit des Schaltventiles 24, da die Ankerplatte 46 im Aktorraum 58 auf der Nieder druck- seite des Kraftstoffϊnjektors 10 gelegen, bewegt wird. Neben der Ausführung der Ausnehmungen 76 in der Planfläche 84 der Ankerplatte 46 als rechteckförmige, gerade Schlitze, kann von dieser Geometrie auch abgewichen werden, wobei ein Optimum zwischen der Entdrosselung im Außenbereich und Minimierung des Magnetkraftverlaufes im verbleibenden Innenbereich der Planfläche 84 der Ankerplatte 46 dem Innenpol des Magnetkerns gegenüberliegend, anzustreben ist.
Eine möglichst große Reduktion der Planfläche 84 der Ankerplatte 46 im Außenbereich ermöglicht geringere Strömungswiderstände bei der Bewegung der Ankerplatte 46 im nie- derdruckseitigen Aktorraum 58.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoffϊnjektor (10) zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, wobei ein Einspritzventilglied (32) über eine Druckentlastung eines Steuerraums (40) betätigt wird, der mit einem Systemdruck beaufschlagt ist und die Druckentlastung des Steuerraumes (40) über ein magnetbetätigtes Schaltventil (24) erfolgt, dessen Ventilglied (44) einen Ventilsitz (42) öffnet oder verschließt, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Planfläche (84) einer Ankerplatte (46) einer Ankerbaugruppe des Schaltventiles (24) eine Anzahl als gerade Schlitze ausgeführte Ausneh- mungen (76) ausgeführt ist.
2. Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetbetätigte Schaltventil (24) druckausgeglichen ausgeführt ist.
3. Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die als gerade Schlitze ausgeführten Ausnehmungen (76) in der Planfläche (84) der Ankerplatte (46) in unterschiedlichen Längen (78, 80) ausgebildet sind.
4. Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die als gerade Schlitze ausgeführten Ausnehmungen (76) in der Planfläche (84) der Ankerplatte (46) in Umfangsrichtung gesehen in alternierender Reihenfolge in einer ersten Länge (78) und einer zweiten Länge (80) ausgebildet sind.
5. Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Län- ge (78) der als gerade Schlitze ausgeführten Ausnehmungen (76) die zweite Länge (80) übersteigt.
6. Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Planfläche (84) der Ankerplatte (46) zwischen den als gerade Schlitze ausgeführten Ausneh- mungen (76) bevorzugt als Bohrungen ausgebildete Öffnungen (86) ausgeführt sind.
7. Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (44) des Schaltventiles (24) an einem Druckstift (62) geführt ist, dessen Durchmesser dem Durchmesser eines Ventilsitzes (42) entspricht.
8. Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die als gerade Schlitze ausgeführten Ausnehmungen (76) in der Planfläche (84) der Ankerplatte (46) in einer Teilung (82), insbesondere einer 90°-Teilung, ausgebildet sind.
9. Kraftstoffϊnjektor (10) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die als gerade Schlitze ausgeführte Ausnehmungen (76) der zweiten Länge (80) in der Planfläche (84) der Ankerplatte (46) in einer ersten Teilung (82), bevorzugt einer 90°-Teilung ausge- fuhrt sind.
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