DE102012201413A1 - Magnetventil für einen Kraftstoffinjektor - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil für einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Magnetbaugruppe (1) mit einem Elektromagneten (2) und einer mit dem Elektromagneten (2) zusammenwirkenden, mehrteiligen Ankeranordnung (3), wobei die Ankeranordnung (3) eine hubbewegliche und mittels der Federkraft einer Feder (4) in Richtung eines Ventilsitzes (5) axial vorgespannte Ankerplatte (6) sowie eine Dämpfungseinrichtung (7) zur Dämpfung der Hubbewegung der Ankerplatte (6) in Richtung des Ventilsitzes (5) umfasst. Erfindungsgemäß weist die Dämpfungseinrichtung (7) eine mittelbar über eine Feder (8) an der Ankerplatte (6) abgestützte, hubbewegliche Hülse (9) zur Begrenzung eines fluidgefüllten Dämpferraums (10) auf, welche zur Ausbildung eines Überhubanschlages in Anlage mit einer Anschlagfläche (11) bringbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Magnetventil für einen Kraftstoffinjektor, insbesondere einen Common-Rail-Injektor, zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.
  • Stand der Technik
  • Der Einsatz von Magnetventilen in Kraftstoffinjektoren zur Steuerung des Einspritzvorganges ist bekannt. Über die Schaltstellung des Magnetventils ist der Steuerdruck in einem Steuerraum beeinflussbar, welcher eine Düsennadel des Kraftstoffinjektors in Richtung eines Düsennadelsitzes beaufschlagt. Wird der Steuerdruck durch Öffnen des Magnetventils abgesenkt, vermag die Düsennadel eine Hubbewegung auszuführen, über welche wenigstens eine Einspritzöffnung freigegeben wird. Zum Beenden des Einspritzvorgangs wird der Steuerdruck im Steuerraum durch Schließen des Magnetventils und gleichzeitige Wiederbefüllung des Steuerraums mit Kraftstoff angehoben, so dass die Düsennadel zurück in den Düsennadelsitz gestellt wird.
  • Zur Realisierung von Mehrfacheinspritzungen werden in der Regel schnell schaltende Ventile bevorzugt. Schnell schaltende Ventile weisen jedoch oftmals den Nachteil auf, dass die beweglichen Bauteile mit hoher Geschwindigkeit auf anschlagausbildende weitere Bauteile einschlagen. Es kommt zu so genannten Prellern, insbesondere Schließprellern, welche es zu vermeiden gilt. Denn zum Einen wird der Verschleiß an den jeweiligen Bauteilen erhöht, zum Anderen kann die Funktion des Injektors in nicht unerheblicher Weise beeinträchtigt werden.
  • In der DE 10 2007 060 396 A1 wird daher bereits eine Einrichtung zur Vermeidung von Schließprellern für ein Magnetventil vorgeschlagen, welche einen zwischen einem Anker und einem Anschlag ausgebildeten Quetschspalt umfasst, dessen Aufgabe es ist, die Bewegung des Ankers in Richtung des Anschlages abzubremsen. Der Anschlag ist dabei bevorzugt an einer Ventilnadel ausgebildet, welche mit dem Anker einen Zwei-Massenschwinger ausbildet. Das heißt, dass die Ventilnadel eine erste und der Anker eine zweite Masse ausbilden, welche relativ zueinander verschiebbar sind und somit gegeneinander schwingen können. Dies hat zur Folge, dass nach Rückstellung der Ventilnadel in den Ventilsitz der Anker seine Bewegung in Richtung des Ventilsitzes soweit fortsetzen kann bis er über den Quetschspalt abgebremst wird.
  • In der DE 10 2009 045 623 A1 wird des Weiteren ein Kraftstoff-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem Magnetventil der vorstehend genannten Art vorgeschlagen, das eine minimierte Schließprellerneigung aufweisen und darüber hinaus einfach aufgebaut und leicht zu montieren sein soll. Der Quetschspalt ist hierzu unmittelbar zwischen Anker und Ventilnadel ausgebildet. Beim Schließen des Magnetventils wirkt auf den Ventilsitz nur der Impuls der Ventilnadel, während der Anker in Richtung eines Überhubanschlages durchschwingt. Somit werden der Einschlagimpuls und das Kraftmaximum reduziert. Um kurze Einspritzvorgänge realisieren zu können, wird ferner vorgeschlagen, dass der Überhubanschlag unmittelbar von der Ventilnadel gebildet ist und das Durchschwingen des Ankers begrenzt, so dass der Anker innerhalb kürzester Zeit wieder in seine Ausgangsstellung überführbar ist.
  • Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein schnell schaltendes Magnetventil mit einer Dämpfungseinrichtung zur Vermeidung von Schließprellern anzugeben, das eine Verringerung der Spritzabstände zwischen zwei Einspritzungen ermöglicht und somit Mehrfacheinspritzungen begünstigt. Zugleich soll das Magnetventil einfach zu montieren sein.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ein Magnetventil für einen Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das vorgeschlagene Magnetventil umfasst eine Magnetbaugruppe mit einem Elektromagneten und einer mit dem Elektromagneten zusammenwirkenden, mehrteiligen Ankeranordnung, wobei die Ankeranordnung eine hubbewegliche und mittels der Federkraft einer Feder in Richtung eines Ventilsitzes axial vorgespannte Ankerplatte sowie eine Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung der Hubbewegung der Ankerplatte in Richtung des Ventilsitzes umfasst. Erfindungsgemäß weist die Dämpfungseinrichtung eine mittelbar über eine Feder an der Ankerplatte abgestützte, hubbewegliche Hülse zur Begrenzung eines fluidgefüllten Dämpferraums auf, welche zur Ausbildung eines Überhubanschlages in Anlage mit einer Anschlagfläche bringbar ist. Das heißt, dass die Hubbewegung der Hülse durch die Anschlagfläche begrenzt ist, die Feder jedoch, mittels welcher die Hülse an der Ankerplatte abgestützt ist, zunächst eine Fortsetzung der Ankerplattenbewegung in Richtung des Ventilsitzes erlaubt. Aufgrund der Relativbewegung der Ankerplatte gegenüber der Hülse baut sich im zwischenliegenden fluidgefüllten Dämpferraum ein Druck auf, welcher zum Einen die Ankerplatte in ihrer Bewegung abbremst, zum Anderen die Hülse in Anlage mit der Anschlagfläche hält. In Anlage der Hülse mit der Anschlagfläche ist das im Dämpferraum vorhandene Fluid eingeschlossen und bildet einen Überhubanschlag aus, welcher den Überhub der Ankerplatte gegenüber der Hülse begrenzt. In Abhängigkeit von der Auslegung des Dämpferraumes können auf diese Weise kurze Rückstellzeiten bzw. Rückstellwege der Ankerplatte und demzufolge minimale Abstände zwischen zwei Einspritzungen realisiert werden. Ferner können die Montagekosten reduziert werden, da aufwendige Einstellprozesse zur Einstellung des Überhubes entfallen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Anschlagfläche an einem hubbeweglichen Ankerbolzen ausgebildet, welcher die Ankerplatte durchsetzt. Die Ankerplatte ist relativ zum Ankerbolzen verschiebbar und wird zumindest über einen Teil seines Weges, insbesondere in der Dämpfungsphase, über den Ankerbolzen geführt. Durch die Ausbildung der Anschlagfläche am Ankerbolzen ist die Anordnung eines separaten Anschlagelementes entbehrlich. Ferner wird auf diese Weise ein beweglicher Anschlag ausgebildet, da der Ankerbolzen – zumindest zeitweise – der Bewegung der Ankerplatte folgt.
  • Ferner kann der Ankerbolzen als Kraftübertragungsglied eingesetzt werden, das auf ein Ventilschließelement in der Weise einwirkt, dass das Ventilschließelement in Schließstellung des Magnetventils in Anlage mit dem Ventilsitz gehalten wird.
  • Um das Fluid im Dämpfungsraum einzuschließen, wird des Weiteren vorgeschlagen, dass an der Hülse eine mit der Anschlagfläche zusammenwirkende Dichtkante ausgebildet ist. Über die Dichtkante wird der Dämpfungsraum gegenüber einem die Hülse umgebenden Druckraum abgedichtet. Zur Erhöhung der Dichtwirkung kann ferner vorgesehen sein, dass die Dichtkante in Form einer Beißkante ausgebildet ist. Das heißt, dass der vorzugsweise radial verlaufenden Anschlagfläche eine schräg hierzu verlaufende Dichtfläche der Hülse gegenüberliegt und die Dichtkante der Hülse über in einem spitzen Winkel zueinander liegende Flächen gebildet wird.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der fluidgefüllte Dämpferraum über eine Dämpferdrossel entlastbar. Über den Strömungsquerschnitt der Dämpferdrossel ist der Dämpfungsgrad einstellbar. Ist der Dämpfungsgrad zu hoch, so dass ggf. die Ankerplatte am im Dämpferraum eingeschlossenen Fluid abprallt, kann der Drosselquerschnitt vergrößert werden, womit der Dämpfungsgrad abnimmt. Mit abnehmendem Dämpfungsgrad wird jedoch der Rückstellweg der Ankerplatte länger, was sich wiederum negativ auf die Spritzabstände auswirkt. Die Dämpferdrossel ist vorzugsweise in der Hülse ausgebildet, welche den Dämpferraum zumindest in radialer Richtung begrenzt. Hierzu kann in der Hülse eine radial oder schräg verlaufende Bohrung vorgesehen sein, welche den Dämpferraum mit dem die Hülse umgebenden Druckraum verbindet.
  • Ferner bevorzugt ist vorgesehen, dass der fluidgefüllte Dämpferraum in axialer Richtung einerseits von der Ankerplatte und andererseits von der Hülse begrenzt ist. Die jeweils an der Ankerplatte und an der Hülse vorgesehen Flächen zur axialen Begrenzung des Dämpferraums dienen zugleich als hydraulische Wirkflächen, welche bei einer Bewegung der Ankerplatte in Richtung des Elektromagneten zumindest zeitweise eine hydraulische Kopplung der Hülse mit der Ankerplatte bewirken, so dass die Hülse der Bewegung der Ankerplatte folgt. Dabei hebt die Hülse von der vorzugsweise am Ankerbolzen ausgebildeten Anschlagfläche ab und öffnet den Dämpferraum. Danach beendet die Ankerplatte ihre Hubbewegung ungebremst, so dass ein schnelles Öffnen des Magnetventils gewährleistet ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Hülse eine radial innen liegende Ringfläche zur axialen Begrenzung des fluidgefüllten Dämpferraums auf. Die radial innen liegende Ringfläche kann durch einen Kragen der Hülse ausgebildet sein, welcher sich nach radial innen erstreckt. Indem die Ringfläche den Dämpferraum axial begrenzt, wird während der Dämpfungsphase, d.h. mit steigendem Druck im Dämpferraum, über die Ringfläche eine höhere Abdichtkraft gegenüber der am Ankerbolzen ausgebildeten Anschlagfläche bewirkt.
  • Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Hülse eine radial außen liegende Ringfläche zur Auflage der ferner an der Ankerplatte abgestützten Feder besitzt. Die radial außen liegende Ringfläche ist vorzugsweise ebenfalls an einem Kragen der Hülse ausgebildet, welcher sich in diesem Fall jedoch nach radial außen erstreckt.
  • Vorteilhafterweise wird die Ankerplatte in Richtung des Elektromagneten von der Federkraft einer weiteren Feder beaufschlagt. Die weitere Feder dient der Rückstellung der Ankerplatte. Je höher die Federkraft der weiteren Feder ist, desto schneller wird die Ankerplatte in ihre Ausgangslage zurückgestellt. Die Federkraft der weiteren Feder muss auf die Federkraft der gegensinnig wirkenden und die Ankerplatte in Schließrichtung beaufschlagenden Feder aufgeschlagen werden, so dass diese entsprechend stärker auszulegen ist. Vorzugsweise ist die Federkraft der weiteren Feder, welche der Rückstellung der Ankerplatte dient, größer als die Federkraft der ebenfalls an der Ankerplatte abgestützten Feder gewählt, welche vorrangig der Rückstellung der Hülse gegen die vorzugsweise am Ankerbolzen ausgebildeten Anschlagfläche dient. Dies ist möglich, da die Masse der Hülse deutlich geringer ist.
  • Vorzugsweise ist ein mit dem Ventilsitz zusammenwirkendes separates Ventilschließelement vorgesehen, das weiterhin vorzugsweise kugelförmig ausgebildet und/oder über die Ankeranordnung in Anlage mit dem Ventilsitz haltbar ist. Beispielsweise kann der Ankerbolzen der Ankeranordnung das Ventilschließelement in Anlage mit dem Ventilsitz halten. Ist das Ventilschließelement kugelförmig ausgebildet, weist der Ventilsitz vorzugsweise eine Kegelform auf, so dass ein optimaler Dichtsitz erzielt wird. Am Ankerbolzen kann hierzu eine kalottenförmige Anlagefläche ausgebildet bzw. ein kalottenförmiges Aufnahmeelement angeordnet sein, welche bzw. welches der Kugelform des Ventilschließelementes angepasst ist.
  • Das Ventilschließelement ist weiterhin vorzugsweise in einem Ventilraum aufgenommen, welcher von einem die Ankeranordnung partiell umschließenden hülsenförmigen Bauteil begrenzt wird. Das hülsenförmige Bauteil dient der Führung der Ankeranordnung, insbesondere der Führung des Ankerbolzens der Ankeranordnung.
  • Da die Vorteile eines erfindungsgemäßen Magnetventils insbesondere bei Einsatz in einem Kraftstoffinjektor zum Tragen kommen, wird ferner ein Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem solchen Magnetventil beansprucht.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
  • 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein erstes erfindungsgemäßes Magnetventil,
  • 2 einen Ausschnitt aus 1 im Bereich der Dämpfungseinrichtung des erfindungsgemäßen Magnetventils,
  • 3 einen schematischen Längsschnitt durch ein zweites erfindungsgemäßes Magnetventil und
  • 4a–e jeweils einen schematischen Längsschnitt, welcher das Magnetventil der 3 in einer bestimmten Funktionsstellung zeigt.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • Eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetventils ist in den 1 und 2 dargestellt. Es umfasst eine Magnetbaugruppe 1 mit einem Elektromagneten 2 sowie einer mit dem Elektromagneten 2 zusammenwirkenden Ankeranordnung 3. Die Ankeranordnung ist mehrteilig ausgebildet und umfasst eine Ankerplatte 6, einen durch die Ankerplatte 6 geführten Ankerbolzen 12 und eine Feder 4, deren Federkraft die Ankerplatte 6 und den Ankerbolzen 12 in Richtung eines Ventilsitzes 5 beaufschlagt. Die Feder 4 kann demnach auch als Ankerrückstellfeder bezeichnet werden. Der Ankerbolzen 12 weist an seinem ventilsitznahen Ende ein kalottenförmiges Aufnahmeelement 21 auf, das der Form eines kugelförmigen Ventilschließelementes 18 angepasst ist. Über den Ankerbolzen 12 bzw. das hieran angeordnete kalottenförmige Aufnahmeelement 21 kann das kugelförmige Ventilschließelement 18 in Anlage mit dem Ventilsitz 5 gebracht bzw. gehalten werden, um das Magnetventil zu schließen. Die Schließkraft wird von der Feder 4 bereit gestellt, welche unmittelbar oder mittelbar die Ankeranordnung 3 in Richtung des Ventilsitzes 5 beaufschlagt. Zur Einstellung der Federkraft der Feder 4 ist vorliegend zwischen der Ankerplatte 6 und der Feder 4 eine Einstellscheibe 22 angeordnet.
  • Das kugelförmige Ventilschließelement 18 ist in einem Ventilraum 20 aufgenommen, welcher von einem hülsenförmigen Bauteil 19 umschlossen wird. Das Volumen des Ventilraums 20 wird auf diese Weise reduziert. Das hülsenförmige Bauteil 19 wird von dem Ankerbolzen 12 der Ankeranordnung 3 durchsetzt, so dass das hieran angeordnete kalottenförmige Aufnahmeelement 21 in Anlage mit dem Ventilschließelement 18 gelangt. Das hülsenförmige Bauteil 19 weist wenigstens eine Bohrung 23 zur Druckentlastung und/oder Druckbeaufschlagung des Ventilraums 20 auf. Des Weiteren ist der Ventilraum 20 in Offenstellung des Ventils über einen Ablaufkanal 24 sowie einer hierin ausgebildeten Ablaufdrossel 25 mit einem Steuerraum (nicht dargestellt) verbindbar. In Schließstellung des Ventils wird diese Verbindung über das am Ventilsitz 5 anliegende kugelförmige Ventilschließelement 18 getrennt.
  • Die Ankeranordnung 3 des in den 1 und 2 dargestellten Magnetventils umfasst ferner eine Dämpfungseinrichtung 7 in Form einer Hülse 9 welche einen hohlzylinderförmigen Ansatz der Ankerplatte 6 umgibt und über eine Feder 8 mittelbar an der Ankerplatte 6 abgestützt ist. Die Hülse 9 weist einen sich nach radial innen erstreckenden Kragen 27 mit einer ersten Ringfläche 15 auf, welche gemeinsam mit der Ankerplatte 6 einen Dämpferraum 10 umschließt. Der Dämpferraum 10 dient zugleich als hydraulisches Kopplervolumen, welches beim Öffnen des Ventils eine Mitnahme der Hülse 9 durch die Bewegung des Ankerbolzens 12 bewirkt. Denn in der Ausgangsstellung, in welcher die Hülse 9 über die Federkraft der Feder 8 gehalten wird, liegt die Hülse 9 mit einer als Beißkante ausgebildeten Dichtkante 13 an einer am Ankerbolzen 12 vorgesehenen Anschlagfläche 11 an. Somit ist der fluidgefüllte Dämpferraum 10 gegenüber einem die Hülse 9 umgebenden Druckraum 26 abgedichtet. Über das im Dämpferraum 10 eingeschlossene Fluid ist eine Dämpfung der Bewegung der Ankerplatte 6 bewirkbar. Die Feder 8, über welche die Hülse 9 mittelbar an der Ankerplatte 6 abgestützt ist liegt dabei an einer radial außen liegenden Ringfläche 16 eines sich nach radial außen erstreckenden Kragens 27 an.
  • Zur Einstellung der Dämpfungswirkung der Dämpfungseinrichtung 7 weist die Hülse 9 eine schräg verlaufende Bohrung mit einer hierin ausgebildeten Dämpferdrossel 14 auf. Darüber hinaus kann auch die Bohrung selbst die Dämpferdrossel 14 bilden. Die Einstellung des Dämpfungsgrades erfolgt über den Strömungsquerschnitt der Dämpferdrossel 14. Soll der Dämpfungsgrad erhöht werden, ist der Strömungsquerschnitt zu verringern. Soweit eine Verringerung des Dämpfungsgrades erwünscht ist, ist der Strömungsquerschnitt der Dämpferdrossel 14 zu vergrößern.
  • Eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetventils ist in den 3 und 4a–e dargestellt, wobei anhand der 4a–e weiter unten beispielhaft die Funktionsweise der Dämpfungseinrichtung 7 eines erfindungsgemäßen Magnetventils erläutert werden wird.
  • Wie aus der 3 ersichtlich unterscheidet sich die alternative Ausführungsform von der der 1 und 2 vorrangig dadurch, dass eine weitere Feder 17 vorgesehen ist, welche die Ankerplatte 6 in Richtung des Elektromagneten 2 beaufschlagt. Die Feder 17 beschleunigt die Rückstellung der Ankerplatte 6 in ihre Ausgangsposition und führt somit zu einer schnelleren Beendigung des Einspritzvorgangs. Die Feder 17 ist hierzu einerseits an der Ankerplatte 6 und andererseits an dem hülsenförmigen Bauteil 19 abgestützt, welches den Ventilraum 20 umgibt.
  • Sofern keine Feder 17 zur Rückstellung der Ankerplatte 6 vorgesehen ist (wie beispielsweise bei der Ausführungsform der 1), erfolgt die Rückstellung der Ankerplatte 6 über die Magnetkraft der Magnetbaugruppe 1 mit Beginn des nächsten Einspritzvorgangs.
  • Die Funktionsweise wird nunmehr beispielhaft anhand der 4a–e erläutert.
  • In der Ruhestellung (4a) wird die Ankeranordnung 3 über die Federkraft der Feder 4 in Anlage mit dem Ventilsitz 5 gehalten. Die als Schließkraft wirkende Federkraft der Feder 4 wird dabei über den Ankerbolzen 12 der Ankeranordnung 3 und das kalottenförmige Aufnahmeelement 21 auf das kugelförmige Ventilschließelement 18 übertragen. Die Hülse 9 der Dämpfungseinrichtung 7 liegt hierbei an der am Ventilbolzen 12 ausgebildeten Anschlagfläche 11 an, so dass der Dämpfungsraum 10 gegenüber dem Druckraum 26 abgedichtet ist.
  • Wird der Elektromagnet 2 zum Öffnen des Ventils bestromt (siehe 4b, Öffnungsphase) wird die Ankeranordnung 3 bzw. die Ankerplatte 6 durch die Magnetkraft FM entgegen der Federkraft FA der Ankerfeder 4 in Richtung des Elektromagneten 2 bewegt. Der Ankerbolzen 12 wird durch die am Ventilschließelement 18 anliegende hydraulische Druckkraft ebenfalls in Richtung des Elektromagneten 2 bewegt. Indem die Hülse 9 an der Anschlagfläche 11 des Ankerbolzens 12 abgestützt ist, wird die Hülse 9 vom Ankerbolzen 12 mitgeführt. In dieser Phase wird keine Dämpfung der Bewegung der Ankerplatte 6 bewirkt.
  • In der Schließphase (4c) wird die Bestromung des Elektromagneten 2 beendet und die Magnetkraft abgebaut, so dass die Federkraft der Ankerfeder 4 die Ankeranordnung 3 in die Ausgangslage zurückstellt. Hierbei werden die Ankerplatte 6 und der Ankerbolzen 12 zunächst gemeinsam in Richtung des Ventilsitzes bewegt, bis das Ventilschließelement 18 in Anlage mit dem Ventilsitz 5 gelangt. Die Bewegung des Ankerbolzens 12 ist damit beendet. Nun beginnt die Dämpfungsphase.
  • In der Dämpfungsphase (4d) wird die Bewegung der Ankerplatte 6 in Richtung des Ventilsitzes 5 zunächst fortgesetzt, was einen Druckanstieg im fluidgefüllten Dämpferraum 10 zur Folge hat. Der Druckanstieg bewirkt, dass die Hülse 9 gegen die Anschlagfläche 11 gedrückt wird, so dass die Hülse 9 den Dämpferraum 10 gegenüber dem Druckraum 26 abdichtet. Ferner wird über die gegen die Anschlagfläche 11 drückende Hülse 9 ein Zurückprellen des Ankerbolzens 12 verhindert. Das in dem Dämpferraum 10 eingeschlossene Fluid, das nur noch über die Dämpferdrossel 14 zu entweichen vermag, bewirkt zudem, dass die Bewegung der Ankerplatte 6 abgebremst wird. Das im Dämpferraum 10 eingeschlossene Fluid bildet somit einen Überhubanschlag aus.
  • Auf die Dämpfungsphase folgt die Rückstellungsphase (4e), in welcher die Ankeranordnung 3 in ihre Ausgangslage zurückgestellt wird, um einen neuen Einspritzvorgang zu ermöglichen. Hierbei wird die Ankerplatte 6 über die Federkraft der Feder 17 in Richtung des Elektromagneten 2 zurück bewegt. Aufgrund der hydraulischen Kopplung über das im Dämpferraum 10 eingeschlossene Fluid folgt die Hülse 9 der Bewegung der Ankerplatte 6 und hebt dabei von der am Ankerbolzen 12 ausgebildeten Anschlagfläche 11 ab. Der Dämpferraum 10 öffnet sich, so dass die Rückstellung ungebremst erfolgt. Hat die Ankerplatte ihren oberen Hubanschlag erreicht bewirkt die Feder 8 die Rückstellung der Hülse 9 gegen die Anschlagfläche 11.
  • Ist eine zusätzliche Feder 17 zur Unterstützung der Rückstellbewegung der Ankerplatte 6 nicht vorgesehen (Ausführungsform der 1 und 2), ist die Rückstellzeit der Ankeranordnung 3 im Wesentlichen durch den eingestellten Dämpfungsgrad und die Federkraft der Feder 8 beeinflussbar. Das Abheben und damit Deaktivieren der Dämpfungseinrichtung 7 findet hier verzögert, nämlich mit Einleitung einer erneuten Öffnungsphase statt. Die zugeschaltete Magnetkraft FM bewirkt, dass die Hülse 9 von der Anschlagfläche 11 abhebt und die Dämpfungseinrichtung 7 deaktiviert wird, was eine schnelle Rückstellung der Ankerplatte 6 zur Folge hat. Die Rückstellung der Ankerplatte 6 zu Beginn der Öffnungsphase wirkt sich kaum auf die Funktion aus, da der Rückstellweg aufgrund der Dämpfungseinrichtung 7 sehr gering ist. Zudem bewirken der schnelle Magnetkraftanstieg und die Größe der Magnetkraft eine schnelle Rückstellung der Ankerplatte 6.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102007060396 A1 [0004]
    • DE 102009045623 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Magnetventil für einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Magnetbaugruppe (1) mit einem Elektromagneten (2) und einer mit dem Elektromagneten (2) zusammenwirkenden, mehrteiligen Ankeranordnung (3), wobei die Ankeranordnung (3) eine hubbewegliche und mittels der Federkraft einer Feder (4) in Richtung eines Ventilsitzes (5) axial vorgespannte Ankerplatte (6) sowie eine Dämpfungseinrichtung (7) zur Dämpfung der Hubbewegung der Ankerplatte (6) in Richtung des Ventilsitzes (5) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (7) eine mittelbar über eine Feder (8) an der Ankerplatte (6) abgestützte, hubbewegliche Hülse (9) zur Begrenzung eines fluidgefüllten Dämpferraums (10) aufweist, welche zur Ausbildung eines Überhubanschlages in Anlage mit einer Anschlagfläche (11) bringbar ist.
  2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (11) an einem hubbeweglichen Ankerbolzen (12) ausgebildet ist, welcher die Ankerplatte (6) durchsetzt.
  3. Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hülse (9) eine mit der Anschlagfläche (11) zusammenwirkende Dichtkante (13), vorzugsweise in Form einer Beißkante, ausgebildet ist.
  4. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der fluidgefüllte Dämpferraum (10) über eine Dämpferdrossel (14) entlastbar ist, wobei die Dämpferdrossel (14) vorzugsweise in der Hülse (9) ausgebildet ist.
  5. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der fluidgefüllte Dämpferraum (10) in axialer Richtung einerseits von der Ankerplatte (6) und andererseits von der Hülse (9) begrenzt ist und bei einer Bewegung der Ankerplatte (6) in Richtung des Elektromagneten (2) zumindest zeitweise eine hydraulische Kopplung der Hülse (9) mit der Ankerplatte (6) bewirkt.
  6. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (9) eine radial innen liegende Ringfläche (15) zur axialen Begrenzung des fluidgefüllten Dämpferraums (10) und/oder eine radial außen liegende Ringfläche (16) zur Auflage der ferner an der Ankerplatte (6) abgestützten Feder (8) aufweist.
  7. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerplatte (6) in Richtung des Elektromagneten (2) von der Federkraft einer weiteren Feder (17) beaufschlagt wird, wobei vorzugsweise die Federkraft der weiteren Feder (17) größer als die Federkraft der ebenfalls an der Ankerplatte (6) abgestützten Feder (8) gewählt ist.
  8. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Ventilsitz (5) zusammenwirkendes separates Ventilschließelement (18) vorgesehen ist, das vorzugsweise kugelförmig ausgebildet und/oder über die Ankeranordnung (3) in Anlage mit dem Ventilsitz (5) haltbar ist.
  9. Magnetventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließelement (18) in einem Ventilraum (20) aufgenommen ist, welcher von einem die Ankeranordnung (3) partiell umschließenden hülsenförmigen Bauteil (19) begrenzt wird.
  10. Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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