AT528307A4 - Gasinjektor - Google Patents

Abstract

Um die Lebensdauer eines Gasinjektors (1) zu erhöhen, ist vorgesehen, dass im Gasinjektor (1) eine Führungsbuchse (20) vorgesehen ist und der Ventilschaft (13) in der Führungsbuchse (20) axial und radial geführt angeordnet ist, dass der Ventilschaft (13) durch eine zweite Lenkerplatte (26) axial bewegbar im Gehäuse (2) gelagert ist, und dass im Gasinjektor (1) eine Zentrierbuchse (21) vorgesehen ist, die entweder im Bereich des zweites axialen Endes des Ventilschafts (13) fest mit dem Ventilschaft (13) verbunden ist und die eine Zentrierausnehmung (22) aufweist, in der das erste axiale Ende des Magnetankerschafts (11) mit radialen Spiel angeordnet ist oder im Bereich des ersten axialen Endes des Magnetankerschafts (11) fest mit dem Magnetankerschaft (11) verbunden ist und die eine Zentrierausnehmung (22) aufweist, in der das zweite axiale Ende des Ventilschafts (13) mit radialen Spiel angeordnet ist.

Description

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Beschreibung

GASINJEKTOR

[0001] Die gegenständliche Erfindung betrifft einen Gasinjektor mit einem Gehäuse mit einem Gaseinlass und einem Gasauslass, die im Gehäuse durch einen Strömungskanal miteinander verbunden sind, wobei im Gehäuse ein Elektromagnet angeordnet ist, der mit einem Magnetanker des Gasinjektors zusammenwirkt, um einen Ventilschaft in axialer Richtung zu bewegen, wobei an einem ersten axialen Ende des Ventilschafts ein Ventilelement angeordnet ist, das mit einem Ventilsitz des Gasinjektors zum Öffnen oder Schließen des Gasinjektors zusammenwirkt, wobei das Ventilelement in einer Offenstellung vom Ventilsitz abgehoben ist, um den Gasauslass zu Öffnen, und in einer Geschlossenstellung am Ventilsitz anliegt, um den Gasauslass zu schließen, wobei der Magnetanker einen vom Ventilschaft getrennten Magnetankerschaft aufweist und ein erstes axiales Ende des Magnetankerschafts auf ein dem ersten axialen Ende des Ventilschafts gegenüberliegendes zweites axiales Ende des Ventilschafts wirkt, um den Ventilschaft zu bewegen, wobei der Magnetanker mit dem Magnetankerschaft im Bereich eines dem ersten axialen Ende des Magnetankerschafts gegenüberliegenden zweiten axialen Endes durch eine erste Lenkerplatte axial bewegbar im Gehäuse gelagert ist, und wobei im Gasinjektor ein Federelement vorgesehen ist, das den Ventilschaft in Richtung der Geschlossenstellung vorspannt. Der Gasinjektor ist insbesondere zur Verwendung zum Einblasen von gasförmigem Kraftstoff in einem Verbrennungsmotor vorgesehen, beispielsweise zum Einblasen einen Brennraum oder in eine Vorkammer oder in eine Saugleitung oder in einen Saugtrakt des Verbrennungsmotors.

[0002] Bei Verbrennungsmotoren werden oftmals elektromagnetisch betätigbare Gasinjektoren verwendet, um dem Verbrennungsmotor flüssige oder gasförmige Kraftstoffe zur Verbrennung zuzuführen. In Gasmotoren mit gasförmigem Kraftstoff, wie Erdgas (Compressed Natural Gas, CNG) oder Wasserstoff, kommt vielfach die Saugrohreinblasung („port fuel injection“, PFI) zur Anwendung. In diesem Fall spricht man auch oftmals von einem Einblasventil („port fuel valve“) als Ausführung eines Gasinjektors. Dabei wird der gasförmige Kraftstoff mit vorliegendem Druck mit dem Gasinjektor in das zum Zylinder des Verbrennungsmotors führende Saugrohr oder in den Saugtrakt eingeblasen. Demgegenüber stehen Gasinjektoren, welche den Kraftstoff direkt in den Zylinder einblasen („direct injection“, DI). Dies hat den Vorteil, dass man das Einblasefenster auch über den Schließzeitpunkt des Einlassventiles erweitern kann, was Potential in der Volumetrischen Leistungsdichte des Verbrennungsmotor bietet (Erhöhung des Gemischheizwert in MJ/m® im Zylinder). Ebenso kann damit eine Nacheinblasung zur NOx-Emissions-Reduktion implementiert werden.

[0003] Bei Großmotoren, insbesondere großen Gasmotoren, wird häufig auch ein VorkammerPrinzip verwendet, bei dem der gasförmige Kraftstoff nicht direkt dem Brennraum zugeführt wird, sondern es wird eine Teilmenge des Kraftstoffes einer, dem Brennraum vorgelagerten, Vorkammer zugeführt und der Hauptanteil des Kraftstoffes wird über eine Saugrohreinblasung zugemengt. Das brennbare Gas-/Luft-Gemisch wird dann in der Vorkammer gezündet, was in der Regel mittels Zündkerzen und/oder durch Kompression erfolgt. Ausgehend von der Vorkammer breitet sich die Verbrennung in den damit verbundenen Brennraum aus. Ein Gasinjektor kann auch zum Einblasen des Kraftstoffes in eine Vorkammer verwendet werden.

[0004] Elektromagnetisch betätigbare Gasinjektoren weisen in der Regel ein Gehäuse auf, an dem an einer Abgabeseite zumindest eine Ventilöffnung am vorgesehen ist, welche durch ein bewegbares Ventilelement verschließbar ist. Im Gehäuse ist ein Elektromagnet angeordnet oder integriert, welcher mit elektrischer Energie versorgt werden kann, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Weiters ist ein beweglicher Magnetanker vorgesehen, der durch das erzeugte Magnetfeld meist in axialer Richtung des Magnetventils bewegbar ist. Das Ventilelement ist meist mit dem Magnetanker verbunden und wird vom Magnetanker betätigt. Wird der Gasinjektor durch Anlegen einer elektrischen Spannung an den Elektromagnet betätigt, werden der Magnetanker und das damit verbundene Ventilelement bewegt und die Ventilöffnung wird freigegeben, um den gasförmigen Kraftstoff abzugeben. Durch entsprechende Ansteuerung des Gasinjektors wird die Ventilöffnung in gewünschter Weise freigegeben und verschlossen, um eine bestimmte Menge an

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gasförmigen Kraftstoff abzugeben. Der gasförmige Kraftstoff ist dazu in der Regel auf einen bestimmten Druck vorkomprimiert und wird dem Gasinjektor über eine geeignete Zuführöffnung zugeführt. Meistens ist auch eine Rückstellfeder im Gasinjektor vorgesehen, gegen welche der Magnetanker bewegt wird und welche nach Betätigen des Gasinjektors dafür sorgt, dass die VentilÖffnung, insbesondere auch bei Ausfall der Energieversorgung, wieder geschlossen wird.

[0005] Die Prozessführung als Direkt-Injektions-Verfahren („direct injection“, DI) stellt hohe Anforderungen in Bezug auf die Gemischbildung im Zylinder. Als Konsequenz muss der Gasinjektor hochdynamisch (im Sinne sehr kurzer Schaltzeiten) betrieben werden können und auch die Leckage-Anforderung an den Gasinjektor ist strenger, verglichen mit saugrohreinblasenden Einblasventilen (PFI). Auch die Lasten hinsichtlich Temperatureinwirkung und Zylinderdruck sind bei einem Gasinjektor herausfordernder in Bezug auf Festigkeit und Verschleiß. Nicht zuletzt stellen auch die Bauraumverhältnisse eine Herausforderung an Gasinjektoren da, weil man aufgrund der Nachbarschaft zu Einlass- und Auslassventilen sowie der Zündkerze nur einen beschränkten Bauraum im Zylinderkopf vorfindet.

[0006] Der Gasinjektor wird von einer Kraftstoffverteilung („fuel rail“) oder über den Zylinderkopf mit dem gasförmigen Kraftstoff mit vorgegebenem Druck versorgt. Der Einblasdruck des gasförmigen Kraftstoffes liegt typischerweise zwischen 0 bis 60 bar Differenzdruck zur Umgebung. Das Einblasen, insbesondere die Menge an gasförmigen Kraftstoff, wird durch ein Steuergerät gesteuert, insbesondere über die Öffnungszeit des Einblasventil (Einblasfenster). Damit kann die Menge an abgegebenen gasförmigen Kraftstoff exakt dosiert werden.

[0007] Die Anforderungen an einen Gasinjektor sind vor allem ein hoher Durchström-Volumenstrom, um die benötigten Gasmengen bei den kurzen möglichen Öffnungszeiten zu ermöglichen. Ebenso wichtig ist die Verschleißfestigkeit des Gasinjektors aufgrund der sehr hohen Schaltfrequenz und Schalthäufigkeit. Insbesondere bei ölfreien gasförmigen Kraftstoffen, wie bei Wasserstoff, womit keine Schmierung der Ventilkomponenten erfolgt, stellt die Verschleißfestigkeit eine hohe Herausforderung dar. Ebenso wichtig ist eine möglichst geringe Leckage des Gasinjektors, um Austritt des gasförmigen Kraftstoffes bei geschlossenem Gasinjektor, zumindest weitestgehend, zu unterbinden.

[0008] Gasinjektoren unterliegen somit hohen Anforderungen an Verschleiß und die damit verbundene Lebensdauer. Gängige Gasinjektoren müssen Lebensdauern im Bereich von mehreren 100 Millionen Schaltzyklen des Gasinjektors aufweisen. Die Schaltfrequenz des Gasinjektors liegt typischerweise im Bereich von 5 bis 20Hz, je nach Drehzahl des Verbrennungsmotors. Es ist daher ein Erfordernis, den Gasinjektor verschleißarm zu bauen. Für Verschleiß sorgt insbesondere eine Relativbewegung zwischen zwei sich berührenden Bauteilen des Gasinjektors. Kritische Bauteile sind daher die Lagerstellen der bewegten Teile des Gasinjektors und die Bauteile, an denen ein bewegter Bauteil des Gasinjektors beim Öffnen oder Schließen, oftmals mit hoher Geschwindigkeit, anschlägt.

[0009] Es ist eine Aufgabe der gegenständlichen Erfindung, einen Gasinjektor mit verbesserter Lebensdauer anzugeben.

[0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Gasinjektor eine Führungsbuchse vorgesehen ist und der Ventilschaft in der Führungsbuchse axial und radial geführt angeordnet ist, der Ventilschaft durch eine zweite Lenkerplatte axial bewegbar im Gehäuse gelagert ist, und im Gasinjektor eine Zentrierbuchse vorgesehen ist, die entweder im Bereich des zweites axialen Endes des Ventilschafts fest mit dem Ventilschaft verbunden ist und die eine Zentrierausnehmung aufweist, in der das erste axiale Ende des Magnetankerschafts mit radialen Spiel angeordnet ist oder im Bereich des ersten axialen Endes des Magnetankerschafts fest mit dem Magnetankerschaft verbunden ist und die eine Zentrierausnehmung aufweist, in der das zweite axiale Ende des Ventilschafts mit radialen Spiel angeordnet ist.

[0011] Durch diese Art der Lagerung des Ventilschafts und des Magnetankerschafts — die im Wesentlichen einem Gerberträger entspricht — wird eine besonders reibungs- und verschleißarme Lagerung erzielt. Das ergibt sich einerseits dadurch, dass die Lagerung durch Lenkerplatte sehr

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verschleißarm ist. Das ergibt sich andererseits dadurch, dass es zwischen Zentrierbuchse und Ventilschaft oder Magnetankerschaft zu keiner Relativbewegung in axialer Richtung kommt, wodurch kein Verschleiß auftreten kann. Dadurch kann der Verschleiß des Gasinjektors reduziert werden und die Lebensdauer erhöht werden.

[0012] Zum Herstellen einer festen Verbindung können der Ventilschaft und die Zentrierbuchse oder der Magnetankerschaft und die Zentrierbuchse einteilig ausgeführt sein, was eine einfache Ausführung mit wenigen Bauteilen ermöglicht. Alternativ kann die Zentrierbuchse fest mit dem Ventilschaft verbunden sein, indem das zweite axiale Ende des Ventilschafts fest in der Zentrierausnehmung angeordnet ist, oder die Zentrierbuchse fest mit dem Magnetankerschaft verbunden sein, indem das erste axiale Ende des Magnetankerschafts fest in der Zentrierausnehmung angeordnet ist. In dieser Ausführung kann der Ventilschaft oder Magnetankerschaft einfacher ausgeführt sein.

[0013] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Zentrierbuchse im Bereich des zweiten axialen Endes des Ventilschafts fest mit dem Ventilschaft verbunden und die zweite Lenkerplatte über die Zentrierbuchse mit dem Ventilschaft verbunden. Hierbei ist die Zentrierbuchse über die zweite Lenkerplatte im Gehäuse gelagert und damit auch der Ventilschaft.

[0014] Vorteilhaft ist der Ventilschaft in einem Gasvolumen im Gehäuse angeordnet und das Gasvolumen mit dem Gasauslass verbunden, wobei der Magnetankerschaft mit einer zentralen Ausnehmung ausgeführt ist, die mit dem Gaseinlass verbunden ist und am Magnetankerschaft eine Verbindungsöffnung vorgesehen ist, die die zentrale Ausnehmung mit dem Gasvolumen verbindet. Durch die zentrale Gasführung kann der Elektromagnet und der Magnetanker geometrisch und konstruktiv einfacher ausgeführt werden, weil die Gasführung nicht durch den Elektromagneten oder Magnetanker geführt sein muss.

[0015] Es ist ferner vorteilhaft, im Gasinjektor einen Gasdämpfer vorzusehen, um einen Öffnungsschlag oder Schließschlag zu reduzieren, was die Lebensdauer des Gasinjektors deutlich erhöht.

[0016] Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 6 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt

[0017] Fig. 1 eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Gasinjektors,

[0018] Fig.2 einen Schnitt durch die Führungsbuchse,

[0019] Fig.3 eine Ausführung einer Lenkerplatte,

[0020] Fig.4 eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Gasinjektors mit Gasdämpfer,

[0021] Fig.5a bis Fig.5d Ausführungen der Anordnung der zweiten Lenkerplatte am Ventilschaft und

[0022] Fig.6 eine alternative Ausführung eines Gasdämpfers eines erfindungsge-

mäßen Gasinjektors.

[0023] Der erfindungsgemäße Gasinjektor 1 ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung in Fig.1 dargestellt, wobei aber nicht alle dargestellten Merkmale des Gasinjektors 1 zwingend realisiert sein müssen. Der Gasinjektor 1 wird vorzugsweise als Direktinjektor zum Einblasen von gasförmigem Brennstoff in den Brennraum eines Verbrennungsmotors, oder zum Einblasen in eine Vorkammer verwendet. Der Gasinjektor 1 könnte aber grundsätzlich auch als Einblaseventil zum Einblasen von gasförmigem Brennstoff in den Saugtrakt oder das Saugrohr des Verbrennungsmotors verwendet werden.

[0024] Der Gasinjektor 1 hat ein Gehäuse 2 mit einem Gaseinlass 3 und einem Gasauslass 4, die im Gehäuse 2 durch einen Strömungskanal 5 miteinander verbunden sind. Das Gehäuse 2 kann bedarfsweise mehrteilig ausgeführt sein, um die Montage des Gasinjektors 1 zu erleichtern. Der Gasauslass 4 ist durch ein Ventilelement 6 verschlieRbar. Am Gasauslass 4 ist ein Ventilsitz

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7 vorgesehen. Das Ventilelement 6 wirkt in an sich bekannter Weise mit dem Ventilsitz 7 des Gasinjektors 1 zum Öffnen oder Schließen des Gasinjektors 1 zusammen, wobei das Ventilelement 6 in einer Offenstellung O vom Ventilsitz 7 abgehoben ist und in einer Geschlossenstellung C am Ventilsitz 7 anliegt. In Fig. 1 ist auf einer Seite die Offenstellung © und auf der anderen Seite die Geschlossenstellung C dargestellt.

[0025] Es sei angemerkt, dass es für die Erfindung jedoch unerheblich ist, wie das Ventilelement 6 und der Ventilsitz 7 ausgeführt sind. Ebenso ist es unerheblich, ob das Ventilelement 6 nach außen Öffnet (wie in Fig. 1), oder nach innen.

[0026] Im Gehäuse 2 des Gasinjektors 1 ist ferner ein Elektromagnet 8 vorgesehen, der im Wesentlichen eine elektrische Spule 9 umfasst, die elektrisch bestromt werden kann, um ein Magnetfeld 12 zu erzeugen. In Fig.1 sind die hierfür erforderlichen elektrischen Leitungen für den Elektromagneten 8 nicht dargestellt. Diese Leitungen können beliebig am Gasinjektor 1 angeordnet und geführt sein.

[0027] Der Gasinjektor 1 weist im Gehäuse 2 außerdem einen Magnetanker 10 auf, wobei der Magnetanker 10 im Gehäuse 2 axial (in Richtung der Längsachse des Gasinjektors 1) beweglich angeordnet ist. Der Elektromagnet 8 wirkt im Betrieb des Gasinjektors 1 mit dem Magnetanker 10 des Gasinjektors 1 zusammen, um den Gasinjektor 1 zu betätigen, also zu öffnen oder zu schließen. Der Magnetanker 10 wird durch das vom Elektromagneten 8 erzeugte Magnetfeld 12 angezogen, wodurch der Magnetranker 10 im Gasinjektor 1 bewegt werden kann.

[0028] Es sei angemerkt, dass es für die Erfindung jedoch unerheblich ist, wie der Elektromagnet 8 und der Magnetanker 10 konkret ausgeführt und angeordnet sind.

[0029] Der Magnetanker 10 umfasst einen Magnetankerschaft 11. Der Magnetankerschaft 11 kann einteilig mit dem Magnetanker 10 ausgeführt sein, oder es kann ein Magnetankerschaft 11 mit dem Magnetanker 10 verbunden sein (wie in Fig.1), um eine Ankerbaugruppe auszubilden. Jedenfalls wird der Magnetanker 10 und der Magnetankerschaft 11 immer gemeinsam bewegt.

[0030] Im Gehäuse 2 ist ein Ventilschaft 13 beweglich angeordnet. An einem ersten, dem Ventilsitz 7 zugewandten axialen Ende des Ventilschafts 13 ist das Ventilelement 6 angeordnet. Das Ventilelement 6 und der Ventilschaft 13 können einteilig ausgeführt sein (wie in Fig. 1), könnte aber auch als separate Bauteile ausgeführt sein.

[0031] Der Ventilschaft 13 und der Magnetankerschaft 11 sind voneinander getrennt ausgeführt, also als zwei separate Bauteile, und sind nicht fest miteinander verbunden. Ein erstes, dem Ventilschaft 13 zugewandtes axiales Ende des Magnetankerschafts 11 wirkt auf ein dem ersten axialen Ende des Ventilschafts 13 (mit dem Ventilelement 6) gegenüberliegendes zweites, dem Magnetankerschaft 11 zugewandtes, axiales Ende des Ventilschafts 13, um den Ventilschaft 13 zu bewegen.

[0032] Die axiale Bewegung des Magnetankers 10 bewirkt eine axiale Bewegung des Magnetankerschafts 11. Dieser wirkt auf den Ventilschaft 13, um diese axiale Bewegung auf den Ventilschaft 13 und damit auf das Ventilelement 6 zu übertragen, in der Ausführung nach Fig.1 zum Öffnen des Gasinjektors 1.

[0033] Es kann vorgesehen sein, dass das erstes axiale Ende des Magnetankerschafts 11 am zweiten axialen Ende des Ventilschafts 13 anliegt, wie in Fig.1. Damit wirkt der Magnetankerschaft 11 direkt auf den Ventilschaft 13. Allerdings ist es auch denkbar, dass zwischen erstem axialem Ende des Magnetankerschafts 11 und zweitem axialen Ende des Ventilschafts 13 ein anderer Bauteil angeordnet ist, beispielsweise eine Distanzscheibe oder eine radialer Umfangssteg eines anderen Bauteils, sodass der Magnetankerschaft 11 indirekt auf den Ventilschaft 13 wirkt.

[0034] Im Gehäuse 2 des Gasinjektors 1 ist zudem ein Federelement 14, wie eine Spiralfeder wie in der Ausführung der Fig.1, vorgesehen, das den Ventilschaft 13 in Richtung der Geschlossenstellung C vorspannt. Das Federelement 14 sorgt damit dafür, dass das Gasinjektor 1 geschlossen wird und vor allem auch geschlossen gehalten wird.

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[0035] Wenn die Bestromung des Elektromagneten 8 beendet wird, drückt das Federelement 14, den Ventilschaft 13 in die Geschlossenstellung C. Gleichzeitig wird mit dem Ventilschaft 13 auch der Magnetankerschaft 11 und der Magnetanker 10 in eine Ausgangslage im Gasinjektor 1 zurückbewegt. Zum Öffnen des Gasinjektors 1 muss demzufolge auch die Federkraft des Federelements 14 überwunden werden.

[0036] Es sei angemerkt, dass es für die Erfindung jedoch unerheblich ist, wie das Federelement 14 konkret ausgeführt und angeordnet ist, insbesondere auf welchen beweglichen Bauteil des Gasinjektors 1 das Federelement 14 wirkt.

[0037] Im Gasinjektor 1 kann bedarfsweise und optional auch ein Magnetfeldleitring 31 vorgesehen sein. Der Magnetfeldleitring 31 ist beispielsweise aus einem austenitischen Stahl, der keine oder nur eine äußerst geringe magnetische Leitfähigkeit aufweist. Durch einen solchen Magnetfeldleitring 31 kann das Magnetfeld 12 gezielt geführt werden, um eine hohe Magnetkraft auf dem Magnetanker 10 zu ermöglichen und einen magnetischen Kurzschluss über das Gehäuse 2 zu verhindern bzw. zu minimieren. Dieser Magnetfeldleitring 31 kann mit den Nachbarteilen gasdicht verschweißt oder verlötet werden, wie in Fig.1 angedeutet, oder in anderer geeigneter Weise im Gehäuse 2 angeordnet.

[0038] Im Gasinjektor 1 ist auch ein Öffnungsanschlag 15 vorgesehen, an dem ein bewegter Bauteil des Gasinjektors 1 beim Öffnen axial zum Anliegen kommt, um die Offenstellung zu definieren. In der Ausführung nach Fig.1 kommt der Magnetanker 10 oder der Magnetankerschaft 11 des Magnetankers 10 axial am Öffnungsanschlag 15 zum Anliegen. In der Ausgestaltung der Fig.1 ist der Öffnungsanschlag 15 als eine im Gehäuse 2 angeordnete Scheibe ausgeführt. Je nach Ausgestaltung des Gasinjektors 1 kann der Öffnungsanschlag 15 aber auch anders ausgeführt sein oder an anderer Stelle angeordnet sein (wie in Fig.4).

[0039] In der Ausführung nach Fig.1 wird der gasförmig Medium G zentral zugeführt und im Gasinjektor 1 zentral geführt (in Fig.1 durch die Pfeile angedeutet), was aber keine notwendige Voraussetzung ist. Für die zentrale Gasführung ist der Magnetanker 10 und der Magnetankerschaft 11 mit einer zentralen Ausnehmung 16 ausgeführt. Die zentrale Ausnehmung 16 ist mit dem Gaseinlass 3 verbunden, beispielsweise in dem der Magnetankerschaft 11 an dem ersten axialen Ende gegenüberliegenden zweiten axialen Ende offen ausgeführt ist (wie in Fig.1). Der Ventilschaft 13 ist in einem Gasvolumen 17 des Gehäuses 2 angeordnet, wobei das Gasvolumen 17 mit dem Gasauslass 4 verbunden ist. Das Gasvolumen 17 ist zudem mit der Ausnehmung 16 im Magnetankerschaft 11 verbunden, beispielsweise über eine Verbindungsöffnung 18 im Mantel des hohlen Magnetankerschaftes 11, die die Ausnehmung 16 mit dem Gasvolumen 17 verbindet. Im Falle einer Scheibe als Öffnungsanschlag 15 kann an der Scheibe bedarfsweise auch eine Öffnung vorgesehen sein (wie in Fig. 1), durch die das gasförmige Medium G durchgeführt werden kann. Durch die zentrale Gasführung kann insbesondere der Elektromagnet geometrische einfach ausgeführt werden

[0040] Um eine zentrale Gasführung sicherzustellen kann zwischen Gehäuse 2 und Magnetanker 10 oder Magnetankerschaft 11 auch ein Dichtelement 30, wie ein O-Ring oder ein Dichtring (wie ein Kolbenring) oder eine Dichtringkombination (z.B. bestehend aus mehreren Dichtringen), vorgesehen sein.

[0041] Es sei aber angemerkt, dass die zentrale Gasführung keine notwendige Voraussetzung für den Gasinjektor 1 ist und das gasförmige Medium G auch anders im Gasinjektor 1 geführt sein kann. Beispielsweise könnte das gasförmige Medium G auch radial in den Gasinjektor 1 zugeführt werden und zwischen dem Gehäuse 2 und dem Magnetanker 10 bzw. dem Magnetankerschaft 11 geführt sein, oder auch anders im Gasinjektor 1 zwischen Gaseinlass 3 und Gasauslass 4 geführt sein.

[0042] Erfindungswesentlich für den Gasinjektor 1 ist die Art der Lagerung der bewegten Bauteile des Gasinjektors 1, also die Lagerung des Ventilschaftes 13 und des Magnetankers 10 mit dem Magnetankerschaft 11. Diese Lagerung ist maßgebend für den Verschleiß im Gasinjektor 1 und damit für die Lebensdauer des Gasinjektors 1. Mit der erfindungsgemäßen Lagerung werden rei-

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bungsbehaftete Bauteile weitestgehend reduziert, wodurch der Verschleiß im Gasinjektor 1 reduziert werden kann.

[0043] Hierfür ist im Gasinjektor 1 zum einen eine Führungsbuchse 20 vorgesehen. In der Führungsbuchse 20 ist der Ventilschaft 13 axial und radial geführt angeordnet. Zwischen Führungsbuchse 20 und Ventilschaft 13 kann beispielsweise eine Spielpassung vorgesehen sein, um Führungskräfte und damit Reibung möglichst zu reduzieren. Vorzugsweise wird ein Spiel von 5um bis 20um vorgesehen. Vorzugsweise ist Führungsbuchse 20 im Bereich des ersten axialen Endes des Ventilschafts 13, also im Bereich des Ventilelements 6, angeordnet.

[0044] Zum anderen ist der Ventilschaft 13 auch durch eine zweite Lenkerplatte 26 im Gehäuse 2 gelagert. Vorzugsweise ist zweite Lenkerplatte 26 im Bereich des zweiten axialen Endes des Ventilschafts 13 angeordnet.

[0045] Die zweite Lenkerplatte 26 trägt und hält den Ventilschaft 13 im Gasinjektor 1 und zentriert den Ventilschaft 13 in radialer Richtung. Die zweite Lenkerplatte 26 ermöglicht das axiale hin und her Bewegen des Ventilschafts 13 im Gehäuse 2. Gleichzeitig erzeugt die zweite Lenkerplatte 26 bei axialer Auslenkung eine Rückstellkraft, die das Federelement 24 unterstützt. Diese Rückstellkraft ist aber in der Regel deutlich kleiner als die Federkraft des Federelements 14.

[0046] Die zweite Lenkerplatte 26 kann auch vorgesehen sein, großteils die Querkräfte (in radialer Richtung) des Federelements 14 aufzunehmen, weil die Lenkerplatte 26 in radialer Richtung steif ist. In diesem Fall sollte die zweite Lenkerplatte 26 somit nahe am Angriffspunkt des Federelements 14 platziert sein.

[0047] Der Ventilschaft 13 ist damit an einem ersten axialen Ende in der Führungsbuchse 20 gelagert und am anderen zweiten axialen Ende über die zweite Lenkerplatte 26. Der Ventilschaft 13 läuft somit in der Führungsbuchse 20 nahezu unbelastet und mit geringem Verschleiß.

[0048] Im Bereich des zweiten, dem Magnetankerschaft 11 zugewandten, axialen Ende des Ventilschafts 13 ist eine Zentrierbuchse 21 vorgesehen, die entweder im Bereich des zweiten axialen Endes des Ventilschafts 13 fest mit dem Ventilschaft 13 verbunden ist oder im Bereich des ersten, dem Ventilschaft 13 zugewandten, axialen Ende des Magnetankerschaft 11 fest mit dem Magnetankerschaft 11 verbunden ist.

[0049] Die Zentrierbuchse 21 hat eine Zentrierausnehmung 22. In der Zentrierausnehmung 22 ist entweder das ersten, dem Ventilschaft 13 zugewandte, axiale Ende des Magnetankerschaft 11 mit radialem Spiel und axial bewegbar angeordnet (wenn die Zentrierbuchse 21 fest mit dem Ventilschaft 13 verbunden ist. Oder in der Zentrierausnehmung 22 ist das zweite, dem Magnetankerschaft 11 zugewandte, axiale Ende des Ventilschafts 13 mit radialem Spiel und axial bewegbar angeordnet (wenn die Zentrierbuchse 21 fest mit dem Magnetankerschaft 11 verbunden ist). Das radiale Spiel zwischen der Zentrierausnehmung 22 und dem Magnetankerschaft 11 oder dem Ventilschaft 13 ist vorzugsweise größer als das radiale Spiel zwischen Führungsbuchse 20 und Ventilschaft 13 und beträgt beispielsweise 20um bis 150um. Durch das radiale Spiel ist der Magnetankerschaft 11 oder Ventilschaft 13 gelenkig in der Zentrierausnehmung 22 gelagert. Es ergibt sich damit eine gelenkige Verbindung zwischen dem Magnetankerschaft 11 und dem Ventilschaft 13

[0050] Durch die feste Anordnung am Ventilschaft 13 oder Magnetankerschaft 11 bewegt sich die Zentrierbuchse 21 auch axial mit dem Ventilschaft 13 oder dem Magnetankerschaft 11 mit.

[0051] Die feste Verbindung der Zentrierbuchse 21 mit dem Ventilschaft 13 oder dem Magnetankerschaft 11 kann dadurch erzielt werden, dass die Zentrierbuchse 21 jeweils einteilig (also als ein Bauteil) mit dem Ventilschaft 13 (wie in Fig.5d) oder einteilig (also als ein Bauteil) mit dem Magnetankerschaft 11 (wie in Fig.5c) ausgeführt ist. Die Zentrierbuchse 21 kann aber auch als separater Bauteil ausgeführt sein, wie in den Ausgestaltungen der Fig. 1, Fig.4, Fig.5a und Fig.5b. Bei Ausführung der Zentrierbuchse 21 als separater Bauteil kann die feste Verbindung dadurch erzielt werden, dass das zweite axiale Ende des Ventilschafts 13 fest in der Zentrierausnehmung 22 der Zentrierbuchse 21 angeordnet ist oder das erste axiale Ende des Magnetankerschafts 11 fest in der Zentrierausnehmung 22 angeordnet ist. Beispielsweise kann die Zentrierbuchse 21 auf

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den Ventilschaft 13 oder den Magnetankerschaft 11 aufgepresst sein.

[0052] Nachdem Magnetankerschaft 11 und der Ventilschaft 13, und damit zwangsweise auch die Zentrierbuchse 21, gemeinsam bewegt werden, entsteht keine Relativbewegung in axialer Richtung zwischen Zentrierausnehmung 22 und dem Magnetankerschaft 11 oder dem Ventilschaft 13. Damit ist der Magnetankerschaft 11 oder der Ventilschaft 13 im Wesentlichen reibungsfrei und somit verschleißarm in der Zentrierausnehmung 22 gelagert.

[0053] Anhand von Fig.5a bis Fig.5d werden mögliche Ausgestaltungen der Zentrierbuchse 21 und der Anordnung der zweiten Lenkerplatte 26 beschrieben. In Fig.5a und Fig.5b ist die Zentrierbuchse 21 als eigenständiger Bauteil ausgeführt und könnte entweder mit dem Ventilschaft 13 oder mit dem Magnetankerschaft 11 fest verbunden sein. Dementsprechend ist entweder der Magnetankerschaft 11 mit radialem Spiel in der Zentrierausnehmung 22 gelagert, oder der Ventilschaft 13. In Fig.5a ist die zweite Lenkerplatte 26 über einen Federteller 33, an dem das Federelement 14 anliegt, am Ventilschaft 13 angeordnet und in Fig.5b über einen Haltering 34. Der Federteller 33 und der Haltering 34 sind jeweils fest mit dem Ventilschaft 13 verbunden und bewegen sich folglich axial mit dem Ventilschaft 13 mit.

[0054] Es wäre aber auch möglich, die zweite Lenkerplatte 26 direkt fest am Ventilschaft 13 zu befestigen.

[0055] In der Ausführung nach Fig.5c ist die Zentrierbuchse 21 einteilig mit dem Magnetankerschaft 11 ausgeführt. Der Ventilschaft 13 ist mit radialem Spalt in der Zentrierausnehmung 22 der Zentrierbuchse 21 angeordnet. In der Ausführung nach Fig.5d ist die Zentrierbuchse 21 einteilig mit dem Ventilschaft 13 ausgeführt und der Magnetankerschaft 11 ist mit radialem Spalt in der Zentrierausnehmung 22 der Zentrierbuchse 21 angeordnet. In beiden Ausführungen ist die zweite Lenkerplatte 26 jeweils über einen Haltering 34 mit dem Ventilschaft 13 fest verbunden (wie in der Ausführung nach Fig.5b).

[0056] In der Ausführung nach Fig.1 und Fig.4 ist die zweite Lenkerplatte 26 über die Zentrierbuchse 21 fest mit dem Ventilschaft 13 verbunden. In diesem Fall muss die Zentrierbuchse 21 folglich fest mit dem Ventilschaft 13 verbunden sein und der Magnetankerschaft 11 ist mit radialem Spiel in der Zentrierausnehmung 22 der Zentrierbuchse 21 angeordnet.

[0057] In den Ausführung nach Fig. 1, Fig.4 und Fig.5a, Fig.5c und Fig.5d liegt der Magnetankerschaft 11 in der Zentrierbuchse 21 axial am Ventilschaft 13 an, um in axialer Richtung auf den Ventilschaft 13 zu wirken. Es wäre aber beispielsweise natürlich auch denkbar, dass an der Zentrierausnehmung 22 ein in die Zentrierausnehmung 22 vorstehender Umfangssteg 35 ausgebildet ist (wie in Fig.5b), an dem auf einer Seite der Ventilschaft 13 anliegt und auf der anderen Seite der Magnetankerschaft 11. Anstelle eines Umfangssteges 35 könnte in der Zentrierausnehmung 22 auch ein Distanzscheibe vorgesehen sein. In diesem Fällen wirkt der Magnetankerschaft 11 in axialer Richtung über den Umfangssteg 35 (oder die Distanzscheibe) auf den Ventilschaft 13.

[0058] Um auch den Magnetankerschaft 11 vollständig im Gehäuse 2 zu lagern, ist eine erste Lenkerplatte 23 vorgesehen, über die der Magnetanker 10 mit dem Magnetankerschaft 11 im Bereich des dem ersten axialen Ende des Magnetankerschafts 11 gegenüberliegenden zweiten axialen Ende im Gehäuse 2 gelagert ist.

[0059] Der Ventilschaft 13 und der Magnetankerschaft 11 sind damit durch die Führungsbuchse 20, die erste und zweite Lenkerplatte 23, 26 und die Zentrierbuchse 21 in Form eines Gerberträgers ausgeführt und im Gehäuse 2 gelagert.

[0060] Die erste Lenkerplatte 23 ist vorzugsweise radial außen mit dem Gehäuse 2 verbunden. Beispielsweise könnte die erste Lenkerplatte 23 radial außen am Gehäuse 2 eingespannt sein. Hierzu könnte die Lenkerplatte 23 radial außen stoffschlüssig mit dem Gehäuse 2 verbunden sein, beispielsweise an einer Schweißstelle 25 angeschweißt sein oder angeklebt sein. Ebenso kann auch ein Klemmring 24 vorgesehen sein (wie beispielsweise in Fig.1), mit dem die erste Lenkerplatte 23 im Gehäuse 2 axial geklemmt ist. Es ist aber jede andere Befestigung der ersten Lenkerplatte 23 am Gehäuse 2 denkbar. Die erste Lenkerplatte 23 ist radial innen mit dem Magnetanker 10 oder dem Magnetankerschaft 11 verbunden, beispielsweise daran angeschweißt

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oder aufgepresst.

[0061] Die erste Lenkerplatte 23 trägt und hält den Magnetanker 10 mit dem Magnetankerschaft 11 an einer Seite im Gasinjektor 1 und zentriert den Magnetanker 10 mit dem Magnetankerschaft 11 in radialer Richtung. Die erste Lenkerplatte 23 ermöglicht das axiale hin und her Bewegen des Magnetanker 10 mit dem Magnetankerschaft 11 im Gehäuse 2. Gleichzeitig erzeugt die erste Lenkerplatte 23 bei axialer Auslenkung eine Rückstellkraft, die das Federelement 24 unterstützt. Diese Rückstellkraft ist aber in der Regel deutlich kleiner als die Federkraft des Federelements 14. Die erste Lenkerplatte 23 kann auch vorgesehen sein, etwaige Querkräfte des Elektromagneten 8 aufzunehmen. In diesem Fall sollte die erste Lenkerplatte 23 somit nahe am Magnetanker 10 platziert sein.

[0062] Der Magnetankerschaft 11 ist damit an einem ersten axialen Ende über die Zentrierbuchse 21 gelenkig gelagert und am anderen zweiten axialen Ende über die erste Lenkerplatte 23.

[0063] Die zweite Lenkerplatte 26 ist vorzugsweise radial außen mit dem Gehäuse 2 verbunden. Beispielsweise könnte die zweite Lenkerplatte 26 radial außen am Gehäuse 2 eingespannt sein. Hierzu könnte die zweite Lenkerplatte 26 radial außen stoffschlüssig mit dem Gehäuse 2 verbunden sein, beispielsweise an einer Schweißstelle 25 angeschweißt sein oder angeklebt sein. Ebenso kann auch ein Klemmring 24 vorgesehen sein (wie beispielsweise in Fig. 1), mit dem die zweite Lenkerplatte 26 im Gehäuse 2 axial geklemmt ist. Es ist aber jede andere Befestigung der ersten Lenkerplatte 23 am Gehäuse 2 denkbar.

[0064] Eine Lenkerplatte 23, 26 ist ein bekannter Bauteil und besteht im Wesentlichen aus einem radial äußeren Ring 27 und einem radial inneren Ring 28, die durch mehrere Federarme 29 miteinander verbunden sind, wie in Fig.3 dargestellt. Die Befestigung der Lenkerplatte 23, 26 erfolgt über die beiden Ringe 27, 28. Die Federarme 29 sind dabei vorzugsweise möglichst biegeweich, sodass durch die Federarme 29 in axialer Richtung bei axialer Auslenkung ein möglichst geringer Widerstand ausgeübt wird. In radialer Richtung gesehen sind die Federarme 29 hinreichend steif, sodass eine stabile radiale Führung des Magnetankers 10 mit dem Magnetankerschaft 11 oder des Ventilschafts 13 erreicht wird. Natürlich ist die dargestellte Lenkerplatte nur beispielhaft zu verstehen, insbesondere kann die Anzahl der Federarme 29 und die konstruktive Ausführung, z.B. die Breite und der radiale Verlauf der Federarme 29 an eine gewünschte Führungs-Charakteristik angepasst werden.

[0065] Der Vorteil der Lenkerplatte 23, 26 ist die besonders reibungsreduzierte und verschleißarme Lagerung, da bei axialer Bewegung kaum Führungskräfte auftreten, aber trotzdem eine hinreichend genaue Lagerung in radialer Richtung sichergestellt ist.

[0066] Durch die oben beschriebene Kombination der Lagerung des Ventilschafts 13 in der Führungsbuchse 20 und mittels der zweiten Lenkerplatte 26 und der Lagerung des Magnetankerschaft 11 mittels der ersten Lenkerplatte 23, sowie der gelenkigen Verbindung zwischen Ventilschaft 13 und Magnetankerschaft 11, ergibt sich eine besonders reibungsarme und verschleißarme Lagerung der bewegten Bauteile des Gasinjektors 1, wodurch die Lebensdauer des Gasinjektors 1 gesteigert werden kann.

[0067] Fig.2 zeigt einen Schnitt A-A durch die Führungsbuchse 20 anhand der erkennbar ist, dass an der Führungsbuchse 20 zumindest eine axial durchgehende Ausnehmung 19 vorgesehen ist, durch die das gasförmige Medium G durchströmen kann.

[0068] Der Magnetanker 10 mit Magnetankerschaft 11 kann zweiteilig ausgeführt sein. In einer zweiteiligen Ausführung kann der Magnetanker 10 aus einem magnetisch leitenden Material gefertigt sein und der Magnetankerschaft 11 aus einem magnetisch nicht-leitenden Material, insbesondere aus Kunststoff. Der Magnetanker 10 kann mit dem Magnetankerschaft 11 verpresst, umspritzt (im Falle von Kunststoff) oder verklebt sein, um eine Ankerbaugruppe auszubilden, die gemeinsam bewegt wird. Der Magnetankerschaft 11 aus Kunststoff ermöglich auch eine günstige Materialpaarung für die Ausführung eines Anschlages, beispielsweise eines Öffnungsanschlages 15. Hierzu könnte der Öffnungsanschlag 15 aus Metall gefertigt sein und der Magnetankerschaft 11 am Öffnungsanschlag 15 zum Anliegen kommen. Die zweiteilige Ausführung des Magnetan-

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kers 10 mit Magnetankerschaft 11 ermöglicht auch eine einfache Einstellung des Betätigungshubes des Gasinjektors 1, wenn der Magnetankerschaft 11 am Öffnungsanschlag 15 zum Anliegen kommt. Die axiale Lage des Magnetankerschaft 11 relativ zum Magnetanker 10 bestimmt den Betätigungshub und kann bei Fertigung einfach eingestellt werden. Wenn die Öffnungsanschlagsfläche geringen axialen Abstand zur axialen Kontaktfläche (direkt oder indirekt) zwischen Magnetankerschaft 11 und Ventilschaft 13 aufweist, wirken sich Wärmedehnungen des Magnetankerschaftes 11, insbesondere bei Ausführung aus Kunststoff, weniger auf den Betätigungshub des Gasinjektors 1 aus. Daher ist in der Ausgestaltung der Fig.1 der Öffnungsanschlag in Nähe der Zentrierbuchse 21 vorgesehen.

[0069] Eine axiale Kontaktfläche zwischen Magnetankerschaft 11 und Ventilschaft 13 kann angepasst sein, um Kontaktspannungen, insbesondere an einem Magnetankerschaft 11 aus Kunststoff, zu reduzieren.

[0070] Fig.4 zeigt eine Ausführung des Gasinjektors 1 mit einem Gasdämpfer 40. Der Gasinjektor 1 ist im Wesentlichen wie der in Fig.1 beschriebene ausgeführt, weshalb diese Bauteile nicht erneut beschrieben werden. In der Ausführung nach Fig.4 fehlen der Magnetfeldführungsring 31 und die Klemmringe 24 und der Öffnungsanschlag 15 ist an anderer Stelle angeordnet und wirkt hier mit dem Magnetanker 10 zusammen.

[0071] Der Gasdämpfer 40 umfasst einen Kompressionsraum 41, der zwischen dem Magnetanker 10 und dem Gehäuse 2 ausgebildet ist. Hierfür zwischen Magnetanker 10 oder Magnetankerschaft 11 das erste Dichtelement 30 angeordnet. Zwischen Magnetanker 10 und dem Gehäuse 2 ist axial beabstandet zum ersten Dichtelement 30 ein weiteres Dichtelement 32, wie ein O-Ring oder ein Dichtring (z.B. ein Kolbenring) oder eine Dichtringkombination (z.B. bestehend aus mehreren Dichtringen), angeordnet. Zwischen den beiden Dichtelementen 30, 32 ist der Kompressionsraum 41 ausgebildet. Der Kompressionsraum 41 wird somit begrenzt vom Magnetanker 10 oder dem Magnetankerschaft 11, dem Gehäuse 2 und den beiden Dichtelementen 30, 32. Der Kompressionsraum 41 ist über zumindest eine Drosselöffnung 42 im Gehäuse 2 mit dem Gaseinlass 3 verbunden. Die Drosselöffnung kann aber grundsätzlich an verschiedenen Stellen angeordnet sein, beispielsweise auch im Magnetanker 10.

[0072] Wird der Magnetanker 10 mit dem Magnetankerschaft 11 bewegt, sodass sich der Kompressionsraum 41 vergrößert (beim Öffnen des Gasinjektors 1 in der Ausführung nach Fig.1 oder Fig.4) entsteht im Kompressionsraum 41 ein Unterdruck, da über die Drosselöffnung 42 das gasförmige Medium nicht schnell genug in den sich vergrößernden Kompressionsraum 41 einströmen kann. Dieser Unterdruck bremst und dämpft damit diese Bewegung, beispielsweise die Öffnungsbewegung. Wird der Magnetanker 10 mit dem Magnetankerschaft 11 bewegt, sodass sich der Kompressionsraum 41 verkleinert (beim Schließen des Gasinjektors 1 in der Ausführung nach Fig.1 oder Fig.4) entsteht im Kompressionsraum 41 ein Überdruck, da über die Drosselöffnung 42 das gasförmige Medium nicht schnell genug aus dem sich verkleinernden Kompressionsraum 41 ausströmen kann. Dieser Überdruck bremst und dämpft damit diese Bewegung, beispielsweise die Schließbewegung. Es ist offensichtlich, dass die Dämpfungswirkung insbesondere durch die Dimensionierung der Drosselöffnung 42 oder auch durch die Anzahl der Drosselöffnungen 42 eingestellt werden kann.

[0073] Durch diese Dämpfung können Öffnungsschläge am Öffnungsanschlag 15 reduziert werden, aber auch Schließschläge zwischen Ventilelement 6 und Ventilsitz 7. Diese Schläge entstehen durch die hohen Öffnungs- und Schließgeschwindigkeiten und stellen eine hohe mechanische Belastung des Gasinjektors 1 dar. Durch die Dämpfung werden die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeiten reduziert, was die mechanische Belastung deutlich reduziert.

[0074] Es hat sich gezeigt, dass eine Reduktion der Öffnungs- und Schließgeschwindigkeiten um den Faktor 4 eine bis 20- bis 30-fache Steigerung der Lebensdauer (in Anzahl der Schaltzyklen) des Gasinjektors 1 ermöglicht.

[0075] Fig.6 zeigt eine alternative Ausführung eines Gasdämpfers 40 des Gasinjektors 1. In dieser Ausführung ist die erste Lenkerplatte 26 als gasdichte Membran ausgeführt, sodass durch die

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Membran kein gasförmiges Medium strömen kann. Der Kompressionsraum 41 wird damit durch die Membran, den Magentanker 10 bzw. den Magnetankerschaft 11, dem Gehäuse 2 und dem Dichtelement 32 ausgebildet. Die Drosselöffnung 42 ist hier im Magnetanker 10 bzw. im Magnetankerschaft 11 ausgebildet und verbindet die zentralen Ausnehmung 16, und damit auch den damit verbundenen Gaseinlass 3, mit dem Kompressionsraum 41. Die Funktion des Gasdämpfers 40 ist gleich wie bezüglich der Fig.4 beschrieben.

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Patentansprüche

1. Gasinjektor, insbesondere zur Verwendung zum Einblasen von gasförmigen Kraftstoff in einem Verbrennungsmotor, mit einem Gehäuse (2) mit einem Gaseinlass (3) und einem Gasauslass (4), die im Gehäuse (2) durch einen Strömungskanal (5) miteinander verbunden sind, wobei im Gehäuse (2) ein Elektromagnet (8) angeordnet ist, der mit einem Magnetanker (10) des Gasinjektors (1) zusammenwirkt, um einen Ventilschaft (13) in axialer Richtung zu bewegen, wobei an einem ersten axialen Ende des Ventilschafts (13) ein Ventilelement (6) angeordnet ist, das mit einem Ventilsitz (7) des Gasinjektors (1) zum Öffnen oder Schließen des Gasinjektors (1) zusammenwirkt, wobei das Ventilelement (6) in einer Offenstellung (O) vom Ventilsitz (7) abgehoben ist, um den Gasauslass (4) zu öffnen, und das Ventilelement (6) in einer Geschlossenstellung (C) am Ventilsitz (7) anliegt, um den Gasauslass (4) Zu schließen, wobei der Magnetanker (10) einen vom Ventilschaft (13) getrennten Magnetankerschaft (11) aufweist und ein erstes axiales Ende des Magnetankerschafts (11) auf ein dem ersten axialen Ende des Ventilschafts (13) gegenüberliegendes zweites axiales Ende des Ventilschafts (13) wirkt, um den Ventilschaft (13) zu bewegen, wobei der Magnetanker (10) mit dem Magnetankerschaft (11) im Bereich eines dem ersten axialen Ende des Magnetankerschafts (11) gegenüberliegenden zweiten axialen Endes durch eine erste Lenkerplatte (23) axial bewegbar im Gehäuse (2) gelagert ist, und wobei im Gasinjektor (1) ein Federelement (14) vorgesehen ist, das den Ventilschaft (13) in Richtung der Geschlossenstellung (C) vorspannt, dadurch gekennzeichnet, dass im Gasinjektor (1) eine Führungsbuchse (20) vorgesehen ist und der Ventilschaft (13) in der Führungsbuchse (20) axial und radial geführt angeordnet ist, dass der Ventilschaft (13) durch eine zweite Lenkerplatte (26) axial bewegbar im Gehäuse (2) gelagert ist, und dass im Gasinjektor (1) eine Zentrierbuchse (21) vorgesehen ist, die entweder im Bereich des zweites axialen Endes des Ventilschafts (13) fest mit dem Ventilschaft (13) verbunden ist und die eine Zentrierausnehmung (22) aufweist, in der das erste axiale Ende des Magnetankerschafts (11) mit radialen Spiel angeordnet ist oder im Bereich des ersten axialen Endes des Magnetankerschafts (11) fest mit dem Magnetankerschaft (11) verbunden ist und die eine Zentrierausnehmung (22) aufweist, in der das zweite axiale Ende des Ventilschafts (13) mit radialen Spiel angeordnet ist.

2. Gasinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschaft (13) und die Zentrierbuchse (21) oder der Magnetankerschaft (11) und die Zentrierbuchse (21) einteilig ausgeführt sind.

3. Gasinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierbuchse (21) fest mit dem Ventilschaft (13) verbunden ist, indem das zweite axiale Ende des Ventilschafts (13) fest in der Zentrierausnehmung (22) angeordnet ist, oder die Zentrierbuchse (21) fest mit dem Magnetankerschaft (11) verbunden ist, indem das erste axiale Ende des Magnetankerschafts (11) fest in der Zentrierausnehmung (22) angeordnet ist.

4. Gasinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lenkerplatte (26) über einen Federteller (33), an dem das Federelement (14) axial anliegt, oder über einen Haltering (34) mit dem Ventilschaft (13) verbunden ist.

5. Gasinjektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (14) an der Zentrierbuchse (21) angeordnet ist.

6. Gasinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierbuchse (21) im Bereich des zweiten axialen Endes des Ventilschafts (13) fest mit dem Ventilschaft (13) verbunden ist und die zweite Lenkerplatte (26) über die Zentrierbuchse (21) mit dem Ventilschaft (13) verbunden ist.

7. Gasinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Gasinjektor (1) ein Öffnungsanschlag (15) vorgesehen ist und der Ventilschaft (13), die Zentrierbuchse (21), der Magnetanker (10) oder der Magnetankerschaft (11) ausgebildet ist, in der Offenstellung (O) am Öffnungsanschlag (15) axial anzuliegen.

8. Gasinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschaft (13) in einem Gasvolumen (17) im Gehäuse (2) angeordnet ist und das Gasvolumen (17) mit dem Gasauslass (4) verbunden ist, dass der Magnetankerschaft (11) mit einer zentralen Ausnehmung (16) ausgeführt ist, die mit dem Gaseinlass (3) verbunden ist und dass am Magnetankerschaft (11) eine Verbindungsöffnung (18) vorgesehen ist, die die zentrale Ausnehmung (16) mit dem Gasvolumen (17) verbindet.

9. Gasinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Magnetanker (10) und dem Gehäuse (2) oder zwischen Magnetankerschaft (11) und dem Gehäuse (2) zwei axial voneinander beabstandete Dichtelemente (30, 32) angeordnet sind, sodass zwischen den zwei axial voneinander beanstandeten Dichtelementen (30, 32), dem Gehäuse (2) und dem Magnetanker (10) oder Magnetankerschaft (11) ein Kompressionsvolumen (41) eines Gasdämpfers (40) ausgebildet ist und dass an einem Bauteil des Gasinjektors (1) eine Drosselöffnung (42) vorgesehen ist, die den Gaseinlass (3) mit dem Kompressionsvolumen (41) verbindet.

10. Gasinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (10) mit dem Magnetankerschaft (11) am dem ersten axialen Ende des Magnetankerschaftes (11) gegenüberliegenden Ende mit einer ersten Lenkerplatte (26) in Form einer gasdichten Membran im Gehäuse (2) gelagert ist, dass axial zwischen der gasdichten Membran und dem ersten axialen Ende des Magnetankerschaftes (11) ein Dichtelement (32) zwischen Magnetanker (10) und dem Gehäuse (2) oder zwischen dem Magnetankerschaft (11) und dem Gehäuse (2) angeordnet ist, sodass zwischen der gasdichtem Membran, dem Dichtelement (32), dem Gehäuse (2) und dem Magnetanker (10) oder Magnetankerschaft (11) ein Kompressionsvolumen (41) eines Gasdämpfers (40) ausgebildet ist und dass an einem Bauteil des Gasinjektors (1) eine Drosselöffnung (42) vorgesehen ist, die den Gaseinlass (3) mit dem Kompressionsvolumen (41) verbindet.

11. Gasinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale Spiel zwischen Führungsbuchse (20) und Ventilschaft (13) kleiner ist, als das radiale Spiel zwischen Zentrierausnehmung (21) und dem Ventilschaft (13) oder Magnetankerschaft

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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   Neue Patentansprüche

   1. Gasinjektor, insbesondere zur Verwendung zum Einblasen von gasförmigem Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor, mit einem Gehäuse (2) mit einem Gaseinlass (3) und einem Gasauslass (4), die im Gehäuse (2) durch einen Strömungskanal (5) miteinander verbunden sind, wobei im Gehäuse (2) ein Elektromagnet (8) angeordnet ist, der mit einem Magnetanker (10) des Gasinjektors (1) zusammenwirkt, um einen Ventilschaft (13) in axialer Richtung zu bewegen, wobei an einem ersten axialen Ende des Ventilschafts (13) ein Ventilelement (6) angeordnet ist, das mit einem Ventilsitz (7) des Gasinjektors (1) zum Öffnen oder Schließen des Gasinjektors (1) zusammenwirkt, wobei das Ventilelement (6) in einer Offenstellung (O) vom Ventilsitz (7) abgehoben ist, um den Gasauslass (4) zu öffnen, und das Ventilelement (6) in einer Geschlossenstellung (C) am Ventilsitz (7) anliegt, um den Gasauslass (4) Zu schließen, wobei der Magnetanker (10) einen vom Ventilschaft (13) getrennten Magnetankerschaft (11) aufweist und ein erstes axiales Ende des Magnetankerschafts (11) auf ein dem ersten axialen Ende des Ventilschafts (13) gegenüberliegendes zweites axiales Ende des Ventilschafts (13) wirkt, um den Ventilschaft (13) zu bewegen, wobei der Magnetanker (10) mit dem Magnetankerschaft (11) im Bereich eines dem ersten axialen Ende des Magnetankerschafts (11) gegenüberliegenden zweiten axialen Endes durch eine erste Lenkerplatte (23) axial bewegbar im Gehäuse (2) gelagert ist, und wobei im Gasinjektor (1) ein Federelement (14) vorgesehen ist, das den Ventilschaft (13) in Richtung der Geschlossenstellung (C) vorspannt, wobei der Ventilschaft (13) durch eine zweite Lenkerplatte (26) axial bewegbar im Gehäuse (2) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Gasinjektor (1) eine Führungsbuchse (20) vorgesehen ist und der Ventilschaft (13) in der Führungsbuchse (20) axial und radial geführt angeordnet ist, und dass im Gasinjektor (1) eine Zentrierbuchse (21) vorgesehen ist, die entweder im Bereich des zweites axialen Endes des Ventilschafts (13) fest mit dem Ventilschaft (13) verbunden ist und die eine Zentrierausnehmung (22) aufweist, in der das erste axiale Ende des Magnetankerschafts (11) mit radialem Spiel angeordnet ist, oder im Bereich des ersten axialen Endes des Magnetankerschafts (11) fest mit dem Magnetankerschaft (11) verbunden ist und die eine Zentrierausnehmung (22) aufweist, in der das zweite axiale Ende des Ventilschafts (13) mit radialem Spiel angeordnet ist.

   2. Gasinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschaft (13) und die Zentrierbuchse (21) oder der Magnetankerschaft (11) und die Zentrierbuchse (21) einteilig ausgeführt sind.

   3. Gasinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierbuchse (21) fest mit dem Ventilschaft (13) verbunden ist, indem das zweite axiale Ende des Ventilschafts (13) fest in der Zentrierausnehmung (22) angeordnet ist, oder die Zentrierbuchse (21) fest mit dem Magnetankerschaft (11) verbunden ist, indem das erste axiale Ende des Magnetankerschafts (11) fest in der Zentrierausnehmung (22) angeordnet ist.

   4. Gasinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lenkerplatte (26) über einen Federteller (33), an dem das Federelement (14) axial anliegt, oder über einen Haltering (34) mit dem Ventilschaft (13) verbunden ist.

   5. Gasinjektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (14) an der Zentrierbuchse (21) angeordnet ist.

   6. Gasinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierbuchse (21) im Bereich des zweiten axialen Endes des Ventilschafts (13) fest mit dem Ventilschaft (13) verbunden ist und die zweite Lenkerplatte (26) über die Zentrierbuchse (21) mit dem Ventilschaft (13) verbunden ist.

   7. Gasinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Gasinjektor (1) ein Öffnungsanschlag (15) vorgesehen ist und der Ventilschaft (13), die Zentrierbuchse (21), der Magnetanker (10) oder der Magnetankerschaft (11) ausgebildet ist, in der Offenstellung (O) am Öffnungsanschlag (15) axial anzuliegen.

   ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE

   10.

   11.

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   Gasinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschaft (13) in einem Gasvolumen (17) im Gehäuse (2) angeordnet ist und das Gasvolumen (17) mit dem Gasauslass (4) verbunden ist, dass der Magnetankerschaft (11) mit einer zentralen Ausnehmung (16) ausgeführt ist, die mit dem Gaseinlass (3) verbunden ist und dass am Magnetankerschaft (11) eine Verbindungsöffnung (18) vorgesehen ist, die die zentrale Ausnehmung (16) mit dem Gasvolumen (17) verbindet.

   Gasinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Magnetanker (10) und dem Gehäuse (2) oder zwischen Magnetankerschaft (11) und dem Gehäuse (2) zwei axial voneinander beabstandete Dichtelemente (30, 32) angeordnet sind, sodass zwischen den zwei axial voneinander beanstandeten Dichtelementen (30, 32), dem Gehäuse (2) und dem Magnetanker (10) oder Magnetankerschaft (11) ein Kompressionsvolumen (41) eines Gasdämpfers (40) ausgebildet ist und dass an einem Bauteil des Gasinjektors (1) eine Drosselöffnung (42) vorgesehen ist, die den Gaseinlass (3) mit dem Kompressionsvolumen (41) verbindet.

   Gasinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (10) mit dem Magnetankerschaft (11) am dem ersten axialen Ende des Magnetankerschaftes (11) gegenüberliegenden Ende mit der ersten Lenkerplatte (23) in Form einer gasdichten Membran im Gehäuse (2) gelagert ist, dass axial zwischen der gasdichten Membran und dem ersten axialen Ende des Magnetankerschaftes (11) ein Dichtelement (32) zwischen Magnetanker (10) und dem Gehäuse (2) oder zwischen dem Magnetankerschaft (11) und dem Gehäuse (2) angeordnet ist, sodass zwischen der gasdichten Membran, dem Dichtelement (32), dem Gehäuse (2) und dem Magnetanker (10) oder Magnetankerschaft (11) ein Kompressionsvolumen (41) eines Gasdämpfers (40) ausgebildet ist und dass an einem Bauteil des Gasinjektors (1) eine Drosselöffnung (42) vorgesehen ist, die den Gaseinlass (3) mit dem Kompressionsvolumen (41) verbindet.

   Gasinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale Spiel zwischen Führungsbuchse (20) und Ventilschaft (13) kleiner ist, als das radiale Spiel zwischen Zentrierausnehmung (21) und dem Ventilschaft (13) oder Magnetankerschaft

   (19).

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   ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE