DE10131199A1

DE10131199A1 - Solenoid valve for controlling an injection valve of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE10131199A1
Application number: DE2001131199
Authority: DE
Inventors: Rainer Haeberer; Andreas Wengert; Ralf Maier; Stefan Haug
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2003-01-16
Also published as: WO2003002868A1

Abstract

The invention relates to a magnetic valve for controlling an injection valve in an internal combustion engine. Said magnetic valve comprises a housing part (39), an electromagnet (29) with a magnetic coil (32) and magnetic core (33), an armature (27) which can be displaced between the electromagnet (29) and the valve seat (24), which is provided with armature plate (28) and which is impinged upon a valve spring (31). The magnetic valve also comprises a control valve element (22, 25) which interacts with the valve seat (24) in order to open and close a fuel passage (17). In order to prevent magnetic adherence<u> </u>of the armature to the magnetic core, a spacer element (26) made of a magnetic non-conductive material is disposed between a pole face (38) of the magnetic core (33) orientated towards the armature plate (28) and a pole face (37) of the armature plate orientated towards the magnetic core (33).

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil zur Steuerung eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. The invention relates to a solenoid valve for controlling a Injection valve of an internal combustion engine with the The preamble of claim 1 features specified.

Ein solches aus der DE 198 32 826 C2 bekanntes Magnetventil wird zur Steuerung des Kraftstoffdrucks im Steuerdruckraum eines Einspritzventils, beispielsweise eines Injektors einer Common-Rail-Einspritzanlage, verwandt. Bei derartigen Einspritzventilen wird über den Kraftstoffdruck im Steuerdruckraum die Bewegung eines Ventilkolbens gesteuert, mit dem eine Einspritzöffnung des Einspritzventils geöffnet oder geschlossen wird. Das bekannte Magnetventil weist einen in einem Gehäuseteil angeordneten Elektromagneten, einen in einem Gleitstück geführten und von einer Schließfeder beaufschlagten, beweglichen Anker und ein mit dem Anker bewegtes Steuerventilglied auf, das mit einem Ventilsitz des Magnetventils zusammenwirkt und so den Kraftstoffabfluß aus dem Steuerdruckraum steuert. Such a solenoid valve known from DE 198 32 826 C2 is used to control the fuel pressure in the control pressure chamber an injection valve, for example an injector Common rail injection system, related. With such Injectors are controlled by the fuel pressure in the Control pressure chamber controls the movement of a valve piston with which an injection opening of the injection valve is opened or is closed. The known solenoid valve has a a housing part arranged electromagnet, one in one Slider guided and by a closing spring acted upon, movable anchor and a moved with the anchor Control valve member on that with a valve seat of Solenoid valve interacts and so the fuel flow from the Control pressure room controls.

Bei dem bekannten Magnetventil weist die Ankerplatte eine dem Magnetkern zugewandte kreisringförmige Polfläche auf, welche von einem vorspringenden umlaufenden Kragen umrandet wird. Der Kragen der Ankerplatte gelangt bei angezogenem Anker, also bei einer Spannungsbeaufschlagung des Elektromagneten und bei geöffnetem Magnetventil, an einem Gehäusevorsprung eines den Magnetkern umgebenden Gehäuseteils zur Anlage und begrenzt dadurch die Wegstrecke, um welche sich die Polfläche der Ankerplatte an die Polfläche des Magnetkerns annähern kann. Der verbleibende Mindestabstand zwischen Ankerplatte und Magnetkern ist erforderlich, um ein die Dynamik des Magnetventils nachteilig beeinflussendes magnetisches Anhaften der Ankerplatte am Magnetkern beim Abschalten des Elektromagneten zu verhindern, welches seine Ursache im Restmagnetismus magnetisch leitender Materialien hat. In the known solenoid valve, the armature plate has one annular pole face facing the magnetic core, which is surrounded by a projecting all-round collar becomes. The collar of the anchor plate arrives when tightened Anchor, i.e. when the Solenoids and with the solenoid valve open, on one Projection of a housing part surrounding the magnetic core System and thereby limits the distance by which the Pole surface of the armature plate to the pole surface of the magnetic core can approach. The remaining minimum distance between Anchor plate and magnetic core is required to get the Adversely influencing dynamics of the solenoid valve Magnetic adhesion of the anchor plate to the magnetic core when switching off of the electromagnet to prevent its cause in the Has residual magnetism of magnetically conductive materials.

Bei anderen bekannten Magnetventilen wird der Mindestabstand zwischen den Polflächen von Magnetkern und Ankerplatte mittels einer in den Magnetkern eingebrachten Metallhülse realisiert, welche von dem Magnetkern absteht, so daß die Ankerplatte an der relativ kleinen Stirnseite der Hülse und nicht an der Polfläche des Magnetkerns zur Anlage gelangt. In other known solenoid valves, the minimum distance between the pole faces of the magnetic core and armature plate by means of a metal sleeve inserted in the magnetic core realized, which protrudes from the magnetic core, so that the Anchor plate on the relatively small face of the sleeve and does not come into contact with the pole face of the magnetic core.

Wieder andere Lösungen verwenden einen Vorsprung des Ankerbolzens an dem von der Ankerplatte abgewandten Ende des Ankers, welcher Vorsprung bei geöffnetem Magnetventil an ein den Anker führendes Gleitstück anschlägt, um den Mindestabstand der Ankerplatte vom Magnetkern sicherzustellen. Still other solutions use a head start Anchor bolt on the end facing away from the anchor plate Anchor, which protrusion when the solenoid valve is open strikes the anchor guiding slider around the Ensure the minimum distance of the anchor plate from the magnetic core.

Nachteilig bei den bekannten Lösungen ist, daß entweder das Magnetventilgehäuse und der Anker recht aufwendig ausgestaltet werden müssen oder aber der Elektromagnet in aufwendiger Weise mit einer Metallhülse versehen wird. Im letzteren Fall ergeben sich insbesondere hinsichtlich der Einstellung des Mindestabstandes größere Probleme, da entweder der gesamte Elektromagnet ausgebaut oder aber mit Einstellscheiben gearbeitet wird, welche in aufwendiger Weise unter die Hülse geschoben werden müssen. Darüber hinaus arbeiten alle bekannten Lösungen mit einer mechanischen Ankerführung in Form eines in das Magnetventilgehäuse eingebauten Gleitstücks. A disadvantage of the known solutions is that either Solenoid valve housing and the armature quite complex must be designed or the electromagnet in complex Way is provided with a metal sleeve. In the latter case arise in particular with regard to the setting of the Minimum distance bigger problems because either the whole Electromagnet removed or with shims is worked, which in a complex manner under the sleeve have to be pushed. In addition, everyone works known solutions with a mechanical anchor guide in the form a slider built into the solenoid valve housing.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Magnetventil weist den Vorteil eines verringerten Herstellungs- und Kostenaufwandes auf, da auf die Ausbildung spezieller Vorsprünge und Anschläge am Magnetventilgehäuse verzichtet werden kann und auch die genaue Einstellung des Mindestabstandes stark vereinfacht wird. Ein genaues Vermessen zahlreicher Teile und ein anschließendes Fertigen entsprechend angepaßter Unterlegscheiben entfällt. Eine in den Elektromagneten eingebrachte Hülse ist nicht erforderlich, wodurch sich die Herstellungskosten stark reduzieren. Dadurch, daß die Polfläche der Ankerplatte unter Zwischenlage wenigstens eines Distanzelementes auf die Polfläche des Magnetkerns auftrifft, wird zudem die Krafteinleitung im Vergleich zu den schmalen im Stand der Technik vorgesehenen Anschlagteilen auf eine relativ große Fläche verteilt und so Abnutzungserscheinungen reduziert. Das Distanzelement ist aus einem magnetisch nicht leitenden Material gebildet, so daß ein magnetisches Anhaften des Distanzelementes am Anker oder Magnetkern vermieden wird. Unter magnetisch nicht leitenden Materialien sind in diesem Zusammenhang Materialien zu verstehen, welche den magnetischen Fluß nicht führen, also die magnetischen Feldlinien nicht in sich hineinziehen und ohne äußeres Magnetfeld keine Magnetisierung und daher auch keinen Restmagnetismus aufweisen. The solenoid valve according to the invention has the advantage of a reduced manufacturing and cost, because on the formation of special protrusions and stops on Solenoid valve housing can be dispensed with and also the exact one Setting the minimum distance is greatly simplified. On precise measurement of numerous parts and a subsequent one Manufacture of appropriately adapted washers is not necessary. A sleeve inserted in the electromagnet is not required, causing manufacturing costs to rise sharply to reduce. The fact that the pole face of the anchor plate under Liner of at least one spacer on the Pole surface of the magnetic core also hits the Force transmission compared to the narrow in the prior art provided stop parts on a relatively large area distributed, reducing wear and tear. The Spacer is made of a magnetically non-conductive Material formed so that a magnetic adherence of the Spacer element on the armature or magnetic core is avoided. Under magnetically non-conductive materials are in this To understand context materials that are magnetic Do not guide the flow, i.e. the magnetic field lines do not flow in pull in and none without an external magnetic field Magnetization and therefore have no residual magnetism.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele und Weiterentwicklungen der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen genannten Merkmale ermöglicht. Advantageous exemplary embodiments and further developments of the invention are defined in the subclaims features mentioned allows.

Das Distanzelement kann vorteilhaft durch eine auf die Polfläche der Ankerplatte und/oder die Polfläche des Magnetkerns aufgebrachte Beschichtung aus einem magnetisch nicht leitenden Material gebildet wird. Die Beschichtung kann vorteilhaft außerhalb des Gehäuses des Magnetventils mit definierter Materialstärke auf die Ankerplatte aufgebracht werden, welche dann nur noch in das Magnetventilgehäuse eingebaut wird. The spacer can be advantageous by one on the Pole surface of the anchor plate and / or the pole surface of the Magnetic core applied coating from a magnetically not conductive material is formed. The coating can advantageously outside of the housing of the solenoid valve defined material thickness applied to the anchor plate which are then only in the solenoid valve housing is installed.

Um ein möglichst gleichmäßige Verteilung der Krafteinleitung auf den Magnetkern beim Auftreffen des Ankers zu erreichen, ist es sinnvoll, die Beschichtung großflächig auf die Polfläche der Ankerplatte und/oder die Polfläche des Magnetkerns aufzubringen. In order to distribute the application of force as evenly as possible to reach the magnetic core when the armature hits, it makes sense to apply the coating over a large area Pole surface of the anchor plate and / or the pole surface of the Apply magnetic core.

Die Beschichtung kann vorteilhaft durch Verchromen der Polfläche der Ankerplatte gebildet werden. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, die Beschichtung durch eine auf die Polfläche der Ankerplatte aufgebrachte Teflon- Schicht zu bilden. The coating can advantageously by chrome plating Pole surface of the armature plate are formed. In another Embodiment is provided by the coating a Teflon applied to the pole face of the anchor plate To form layer.

Die Beschichtung kann aber auch auf der Polfläche des Magnetkerns gebildet werden. Darüber hinaus kann das Distanzelement auch durch wenigstens eine zwischen die Polfläche des Magnetkerns und die Polfläche der Ankerplatte eingesetzte ringförmige Distanzscheibe aus einem magnetisch nicht leitenden Material gebildet werden, welches weder an dem Magnetkern noch an dem Anker feststehend angeordnet ist. The coating can also on the pole face of the Magnetic core are formed. In addition, that can Spacer also by at least one between the pole face of the Magnetic core and the pole face of the anchor plate used annular spacer made of a magnetically not conductive material are formed, which neither on the Magnetic core is still fixed to the armature.

drawings

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt An embodiment of the invention is in the drawings shown and is in the description below explained. It shows

Fig. 1 einen Ausschnitt aus dem oberen Teil eines Kraftstoffeinspritzventils mit einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Magnetventils, Fig. 1 shows a detail from the upper part of a fuel injection valve with a first embodiment of the solenoid valve according to the invention,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem oberen Teil eines Kraftstoffeinspritzventils mit einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Magnetventils, Fig. 2 shows a detail from the upper part of a fuel injection valve with a second embodiment of the solenoid valve according to the invention,

Fig. 3 eine vergrößerte Detailansicht des Magnetventils nach einem weiteren Ausführungsbeispiel mit den Anker zentrierenden geometrischen Strukturen, Fig. 3 is an enlarged detail view of the solenoid valve according to another embodiment centering of the armature geometric structures,

Fig. 4 eine vergrößerte Detailansicht eines weiteres Ausführungsbeispiels. Fig. 4 is an enlarged detail view of another embodiment.

Description of the embodiments

Fig. 1 zeigt den oberen Teil eines Kraftstoffeinspritzventils, welches zur Verwendung in einer Kraftstoffeinspritzanlage bestimmt ist, insbesondere eines Common-Rail-Systems für Dieselkraftstoff, welches mit einem Kraftstoffhochdruckspeicher ausgerüstet ist, der durch eine Hochdruckförderpumpe kontinuierlich mit Hochdruckkraftstoff versorgt wird. Das Kraftstoffeinspritzventil weist ein Ventilgehäuse 4 mit einer Längsbohrung 5 auf, in der ein Ventilkolben 6 angeordnet ist, der mit seinem einen in Fig. 1 nicht dargestellten Ende auf eine in einem Düsenkörper angeordnete Ventilnadel einwirkt. Die Ventilnadel ist in einem Druckraum angeordnet, der über eine Druckbohrung mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt ist. Bei einer Öffnungshubbewegung des Ventilkolbens 6 wird die Ventilnadel durch den ständig an einer Druckschulter der Ventilnadel angreifenden Kraftstoffhochdruck im Druckraum entgegen der Schließkraft einer nicht dargestellten Feder angehoben. Durch eine dann mit dem Druckraum verbundene Einspritzöffnung erfolgt die Einspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Durch Absenken des Ventilkolbens 6 wird die Ventilnadel in Schließrichtung in den Ventilsitz des Einspritzventils gedrückt und der Einspritzvorgang beendet. Der Ventilkolben 6 wird an seinem von der Ventilnadel abgewandten Ende in einer Zylinderbohrung 11 geführt, die in einem Ventilstück 12 eingebracht ist, welches in das Ventilgehäuse 4 eingesetzt ist. In der Zylinderbohrung 11 schließt die Stirnseite des Ventilkolbens 6 einen Steuerdruckraum 14 ein, der über einen Zulaufkanal mit einem nicht dargestellten Kraftstoffhochdruckanschluß verbunden ist. Der Zulaufkanal ist im wesentlichen dreiteilig ausgebildet. Eine radial durch die Wand des Ventilstücks 12 führende Bohrung, deren Innenwände auf einem Teil ihrer Länge eine Zulaufdrossel 15 ausbilden, ist mit einem das Ventilstück 12 umfangsseitig umgebenden Ringraum 16 ständig verbunden, welcher Ringraum wiederum in ständiger Verbindung mit dem Kraftstoffhochdruckanschluß steht. Über die Zulaufdrossel 15 ist der Steuerdruckraum 14 dem im Hochdruckspeicher herrschenden hohen Kraftstoffdruck ausgesetzt. Koaxial zum Ventilkolben 6 zweigt aus dem Steuerdruckraum 14 eine im Ventilstück 12 verlaufende Bohrung ab, die einen mit einer Ablaufdrossel 18 versehenen Kraftstoffablaufkanal 17 bildet, der in einen Entlastungsraum 19 einmündet, der mit einem in Fig. 1 nicht dargestellten Kraftstoffniederdruckanschluß verbunden ist. Der Austritt des Kraftstoffablaufkanals 17 aus dem Ventilstück 12 erfolgt im Bereich eines kegelförmig angesenkten Teiles 21 der Stirnseite des Ventilstückes 12. Das Ventilstück 12 ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiels mittels eines mit zwei wechselseitigen Spannschultern versehenen Spannelementes 23 zusammen mit einem Gehäuseteil 39 des Magnetventils über ein Schraubglied 7 in dem Ventilgehäuse 4 eingespannt. Hierzu weist das Ventilstück 12 einen umlaufenden Flansch 13 auf, welcher auf einer ringförmigen Schulter 47 des Ventilgehäuses 4 aufliegt. Der Flansch 13 wird zwischen Spannelement 23 und Ventilgehäuse 4 eingespannt. An der anderen von dem Ventilgehäuse 4 abgewandten Schulter des Spannelementes 23 liegt eine Einstellscheibe 48 an. Das Gehäuseteil 39 des Magnetventils liegt mit einem umlaufenden Randabschnitt auf der Einstellscheibe 48 auf. Das Schraubglied 7 liegt mit einer Spannschulter am Magnetventilgehäuse 39 an und wird auf das Ventilgehäuse 4 aufgeschraubt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird mit nur einem Schraubglied 7 das Magnetventilgehäuse 39 am Ventilgehäuse 4 festgelegt und zugleich das Ventilstück 12 eingespannt. Fig. 1 shows the upper part of a fuel injection valve, which is intended for use in a fuel injection system, in particular a common rail system for diesel fuel, which is equipped with a high-pressure fuel reservoir, which is continuously supplied with high-pressure fuel by a high-pressure feed pump. The fuel injection valve has a valve housing 4 with a longitudinal bore 5 , in which a valve piston 6 is arranged, which acts with its one end, not shown in FIG. 1, on a valve needle arranged in a nozzle body. The valve needle is arranged in a pressure chamber, which is supplied with fuel under high pressure via a pressure bore. During an opening stroke movement of the valve piston 6 , the valve needle is raised against the closing force of a spring (not shown) by the high fuel pressure in the pressure chamber, which constantly acts on a pressure shoulder of the valve needle. The fuel is then injected into the combustion chamber of the internal combustion engine through an injection opening which is then connected to the pressure chamber. By lowering the valve piston 6 , the valve needle is pressed into the valve seat of the injection valve in the closing direction and the injection process is ended. The valve piston 6 is guided at its end facing away from the valve needle in a cylinder bore 11 which is introduced into a valve piece 12 which is inserted into the valve housing 4 . In the cylinder bore 11 , the end face of the valve piston 6 includes a control pressure chamber 14 , which is connected via an inlet channel to a high-pressure fuel connection, not shown. The inlet channel is essentially made up of three parts. A radially through the wall of the valve piece 12 bore, the inner walls of which form part of their length an inlet throttle 15 , is constantly connected to an annular space 16 surrounding the valve piece 12 , which annular space in turn is in constant communication with the high-pressure fuel connection. The control pressure chamber 14 is exposed to the high fuel pressure prevailing in the high-pressure accumulator via the inlet throttle 15 . Coaxially to the valve piston 6 branches off from the control pressure chamber 14 from an axis extending in the valve piece 12 bore forming a provided with an outlet throttle 18 fuel discharge passage 17 which opens into a discharge chamber 19, which is connected with a not shown in FIG. 1, the fuel low-pressure connection. The fuel drain channel 17 emerges from the valve piece 12 in the region of a conically countersunk part 21 of the end face of the valve piece 12 . In the exemplary embodiment shown here, the valve piece 12 is clamped in the valve housing 4 by means of a clamping element 23 provided with two mutual clamping shoulders together with a housing part 39 of the solenoid valve via a screw member 7 . For this purpose, the valve piece 12 has a circumferential flange 13 which rests on an annular shoulder 47 of the valve housing 4 . The flange 13 is clamped between the clamping element 23 and the valve housing 4 . On the other shoulder of the tensioning element 23 facing away from the valve housing 4, there is an adjusting disk 48 . The housing part 39 of the solenoid valve rests on the adjusting disk 48 with a peripheral edge section. The screw member 7 rests with a clamping shoulder on the solenoid valve housing 39 and is screwed onto the valve housing 4 . In this embodiment, the solenoid valve housing 39 is fixed to the valve housing 4 with only one screw member 7 and at the same time the valve piece 12 is clamped.

In dem kegelförmigen Teil 21 ist ein Ventilsitz 24 ausgebildet, mit dem ein Steuerventilglied 22, 25 eines das Einspritzventil steuernden Magnetventils zusammen wirkt. Das Steuerventilglied 22, 25 ist zweiteilig mit einer Ventilkugel 25 und einem die Ventilkugel 25 aufnehmenden Sockelteil 22 ausgebildet und mit einem Anker 27 gekoppelt, welcher mit einem Elektromagneten 29 des Magnetventils zusammenwirkt. Obwohl es denkbar ist, den Anker mit dem Steuerventilglied 22, 25 einteilig auszubilden, sind hier der Anker 27 und das Steuerventilglied 22, 25 als separate Teile ausgebildet. Die von der Ventilkugel 25 abgewandten Seite des Sockelteils 22 ist als ebene Auflagefläche für den Anker 27 ausgebildet. Der Anker 27 ist hier einstückig und im wesentlichen als kreisrunde scheibenförmige Ankerplatte 28 ausgebildet. Der Anker kann aber auch zweiteilig mit einem Ankerbolzen und einer darauf beweglich gelagerten Ankerplatte ausgebildet sein. Die Ankerplatte 28 weist eine dem Elektromagneten 29 zugewandte Polfläche 37 und eine davon abgewandte ebene Fläche 36 auf, welche direkt auf den Sockel 22 des Steuerventilgliedes einwirkt. Vom Zentrum der Polfläche 37 des Ankers 27 steht ein Zapfen 35 senkrecht ab, der in eine Ausnehmung 10 des Elektromagneten 29 eingreift, in der auch eine Schließfeder 31 angeordnet ist, die sich an dem Zapfen 35 abstützt. Der Anker 27 und das mit dem Anker gekoppelte Steuerventilglied 22, 25 sind ständig durch die sich gehäusefest abstützende Schließfeder 31 in Schließrichtung beaufschlagt, so daß das Steuerventilglied 22, 25 normalerweise in Schließstellung am Ventilsitz 24 anliegt. Bei Erregung des Elektromagneten wird der Anker 27 in axialer Richtung vom Ventilsitz 24abgezogen und der Ablaufkanal 17 zum Entlastungsraum 19 hin geöffnet. In the conical part 21 , a valve seat 24 is formed, with which a control valve member 22 , 25 of a solenoid valve controlling the injection valve interacts. The control valve member 22 , 25 is formed in two parts with a valve ball 25 and a base part 22 which receives the valve ball 25 and is coupled to an armature 27 which cooperates with an electromagnet 29 of the solenoid valve. Although it is conceivable to form the armature with the control valve member 22 , 25 in one piece, here the armature 27 and the control valve member 22 , 25 are formed as separate parts. The side of the base part 22 facing away from the valve ball 25 is designed as a flat bearing surface for the armature 27 . The armature 27 is here in one piece and essentially designed as a circular, disk-shaped armature plate 28 . The anchor can also be formed in two parts with an anchor bolt and an anchor plate movably mounted thereon. The armature plate 28 has a pole face 37 facing the electromagnet 29 and a flat face 36 facing away from it, which acts directly on the base 22 of the control valve member. A pin 35 protrudes vertically from the center of the pole face 37 of the armature 27 and engages in a recess 10 of the electromagnet 29 , in which a closing spring 31 is also arranged, which is supported on the pin 35 . The armature 27 and the control valve member 22 , 25 coupled to the armature are constantly acted upon in the closing direction by the closing spring 31, which is supported on the housing, so that the control valve member 22 , 25 normally bears against the valve seat 24 in the closed position . When the electromagnet is energized, the armature 27 is pulled off the valve seat 24 in the axial direction and the drain channel 17 is opened to the relief chamber 19 .

Wie in Fig. 1 weiterhin erkennbar ist, umfaßt der Elektromagnet 20 eine Magnetspule 32 und einen Magnetkern 33. Der Magnetkern 33 weist an seiner Polfläche 38 eine ringförmige Ausnehmung 41 auf, in welcher die Magnetspule 32 angeordnet ist. Anschlüsse 34 der Magnetspule sind durch den Magnetkern 33 nach außen geführt. Durch die Ausnehmung 41 wird die Polfläche 38 des Magnetkerns in einen inneren kreisringförmigen Polflächenabschnitt 45 und einen äußeren kreisringförmigen Polflächenabschnitt 44 unterteilt, die beide der Polfläche 37 der Ankerplatte zugewandt sind, wie in Fig. 3 am besten zu erkennen ist. Bei einer Strombeaufschlagung des Elektromagneten bildet sich über den Spalt zwischen dem Polflächenabschnitt 44 und der Polfläche 37 des Ankers und den Spalt zwischen der Polfläche 37 des Ankers und dem Polflächenabschnitt 45 des Magnetkerns ein geschlossener Magnetkreis aus. As can also be seen in FIG. 1, the electromagnet 20 comprises a magnet coil 32 and a magnet core 33 . The magnetic core 33 has an annular recess 41 on its pole face 38 , in which the magnetic coil 32 is arranged. Connections 34 of the magnetic coil are led through the magnetic core 33 to the outside. The recess 41 divides the pole face 38 of the magnetic core into an inner annular pole face section 45 and an outer annular pole face section 44 , both of which face the pole face 37 of the armature plate, as can best be seen in FIG. 3. When current is applied to the electromagnet, a closed magnetic circuit is formed over the gap between the pole face section 44 and the pole face 37 of the armature and the gap between the pole face 37 of the armature and the pole face section 45 of the magnetic core.

Um ein sogenanntes magnetisches Kleben des Ankers am Magnetkern 33 zu verhindern, ist zwischen der Polfläche 38 des Magnetkerns 33 und der Polfläche 37 der Ankerplatte 28 ein Distanzelement 26 aus einem magnetisch nicht leitenden Material angeordnet. Das Distanzelement kann, wie in Fig. 3 zu erkennen ist, beispielsweise durch eine Beschichtung 26 aus einem magnetisch nicht leitenden Material gebildet werden, welche auf der Polfläche 37 der Ankerplatte 28 aufgebracht ist. Beispielsweise kann die Schicht 26 durch Verchromen der Polfläche 37 der Ankerplatte hergestellt werden. Es sind auch Beschichtungen aus anderen unmagnetischen Materialien möglich, wie beispielsweise Beschichtungen mit austenitischen Stählen oder Aluminium oder auf die Ankerplatte aufgebrachte Lacke. Besonders vorteilhaft ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Beschichtung aus Teflon hergestellt wird. In order to prevent so-called magnetic sticking of the armature to the magnetic core 33 , a spacer element 26 made of a magnetically non-conductive material is arranged between the pole face 38 of the magnetic core 33 and the pole face 37 of the armature plate 28 . As can be seen in FIG. 3, the spacer element can be formed, for example, by a coating 26 made of a magnetically non-conductive material, which is applied to the pole face 37 of the armature plate 28 . For example, the layer 26 can be produced by chroming the pole face 37 of the anchor plate. Coatings made of other non-magnetic materials are also possible, such as coatings with austenitic steels or aluminum or lacquers applied to the anchor plate. An embodiment in which the coating is produced from Teflon is particularly advantageous.

Die Schicht kann durch Löten, Schweißen, Kleben oder auf andere geeignete Weise mit der Polfläche der Ankerplatte verbunden werden. The layer can be by soldering, welding, gluing or on other suitable way with the pole face of the anchor plate get connected.

Es ist auch möglich, zwischen die Polfläche 37 des Ankers 27 und den Magnetkern 33 eine oder mehrere Distanzscheiben aus nicht magnetischem Material, beispielsweise eine dünne Teflon-Scheibe einzulegen. Die dann ringförmige Distanzscheibe weist eine Ausnehmung zur Aufnahme der Schließfeder 31 auf und wird auf die Ankerplatte lose aufgelegt. It is also possible to insert one or more spacer disks made of non-magnetic material, for example a thin Teflon disk, between the pole face 37 of the armature 27 and the magnetic core 33 . The then annular spacer has a recess for receiving the closing spring 31 and is loosely placed on the anchor plate.

Durch das Distanzelement wird der Mindestabstand zwischen der Polfläche des Magnetkerns und der Polfläche der Ankerplatte stets gewahrt, welcher Mindestabstand der Materialstärke a des Distanzelementes entspricht. Die Einstellung des Mindestabstandes wird also in sehr einfacher Weise durch die Materialstärke des Distanzelementes bestimmt. The minimum distance between the pole face of the magnetic core and the pole face of the Anchor plate always observed what minimum distance the Material thickness a of the spacer corresponds. The setting the minimum distance is therefore very simple determines the material thickness of the spacer.

Das Öffnen und Schließen des Einspritzventils wird wie nachfolgend beschrieben von dem Magnetventil 30 gesteuert. Wie bereits dargestellt, wird der Ankerbolzen 27 ständig durch die Schließfeder 31 in Schließrichtung beaufschlagt, so daß das Steuerventilglied 25 bei nicht erregtem Elektromagneten in Schließstellung am Ventilsitz 24 anliegt und der Steuerdruckraum 14 zur Entlastungsseite 19 hin verschlossen ist, so daß sich dort über den Zulaufkanal sehr schnell der hohe Druck aufbaut, der auch im Kraftstoffhochdruckspeicher ansteht. Der Druck im Steuerdruckraum 14 erzeugt eine Schließkraft auf den Ventilkolben 6 und die damit in Verbindung stehende Ventilnadel, die größer ist als die andererseits in Öffnungsrichtung in Folge des anstehenden Hochdrucks wirkenden Kräfte. Wird der Steuerdruckraum 14 durch Öffnen des Magnetventils zur Entlastungsseite 19 hin geöffnet, baut sich der Druck in dem geringen Volumen des Steuerdruckraumes 14 sehr schnell ab, da dieser über die Zulaufdrossel 15 von der Hochdruckseite abgekoppelt ist. Infolgedessen überwiegt die auf die Ventilnadel in Öffnungsrichtung wirkende Kraft aus dem an der Ventilnadel anstehenden Kraftstoffhochdruck, so daß die Ventilnadel nach oben bewegt und dabei die wenigstens eine Einspritzöffnung zur Einspritzung geöffnet wird. Schließt jedoch das Magnetventil 30 den Kraftstoffablaufkanal 17, kann der Druck im Steuerdruckraum 14 durch den über den Zulaufkanal 15 nachfließenden Kraftstoff wieder aufgebaut werden, so daß die ursprüngliche Schließkraft ansteht und die Ventilnadel des Kraftstoffeinspritzventils schließt. The opening and closing of the injection valve is controlled by the solenoid valve 30 as described below. As already shown, the anchor bolt 27 is constantly acted upon by the closing spring 31 in the closing direction, so that the control valve member 25 rests on the valve seat 24 in the closed position when the electromagnet is not energized and the control pressure chamber 14 is closed towards the relief side 19 , so that there it is via the inlet channel the high pressure builds up very quickly, which is also present in the high-pressure fuel accumulator. The pressure in the control pressure chamber 14 generates a closing force on the valve piston 6 and the valve needle connected to it, which is greater than the forces acting in the opening direction as a result of the high pressure. If the control pressure chamber 14 is opened towards the relief side 19 by opening the solenoid valve, the pressure in the small volume of the control pressure chamber 14 decreases very quickly, since it is decoupled from the high pressure side via the inlet throttle 15 . As a result, the force acting on the valve needle in the opening direction outweighs the high fuel pressure applied to the valve needle, so that the valve needle moves upward and the at least one injection opening is opened for injection. However, if the solenoid valve 30 closes the fuel outlet channel 17 , the pressure in the control pressure chamber 14 can be built up again by the fuel flowing in via the inlet channel 15 , so that the original closing force is applied and the valve needle of the fuel injection valve closes.

Bei dem Fig. 1 dargestellten Magnetventil kann der Anker 27 in dem Gehäuseteil 39 in radialer Richtung bewegt werden, ohne durch eine mechanische Führung daran gehindert zu sein. Bei einer radialen Bewegung des Ankers 27 kann so die Fläche 36 der Ankerplatte 28 an dem Sockelteil 22 entlang gleiten. Beim Schließen des Magnetventils preßt die Schließfeder 31 den Anker 27 und das Steuerventilglied 22, 25 gegen den Ventilsitz 24. Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel bei dem der Grundaufbau ähnlich ist wie in Fig. 1. Gleiche Teile tragen gleiche Bezugsziffern. Wie zu erkennen ist, weist der plattenförmige Anker 27 im Unterschied zu Fig. 1 an seiner dem Elektromagneten zugewandten Seite hier eine mittige Aussparung 40 auf, in welche die Schließfeder 31 eingreift. Der Angriffspunkt der Schließfeder 31 liegt hier besonders nahe an der Kugel 25 des Steuerventilgliedes. Weiterhin ist das Ventilstück 12 mit einem separaten schraubbaren Spannglied 23 im Ventilgehäuse 4 eingespannt. Das Magnetventilgehäuse 39 wird mit dem Schraubglied 7 über eine Distanzscheibe 48 direkt am Ventilgehäuse 4 befestigt. Um trotz des flachen Ankers genügend Raum für das Spannglied 23 zu haben, ist die dem Elektromagneten zugewandte Stirnseite 12 des Ventilstücks mit einem kegelstumpfförmigen Abschnitt 20 versehen, welcher von einem Flansch 13 umgeben ist. Der Ventilsitz 24 ist mittig in den kegelstumpfförmigen Abschnitt 20eingebracht. Wie zu erkennen ist, bildet der die kegelstumpfförmige Fläche 20 umgebende Raum eine Aufnahme für die Spannmutter 23, welche an dem Flansch 13 des Ventilstücks 12 anliegt. Auch hier wird der Mindestabstand zwischen dem Anker 27 und dem Elektromagnet 29 wird durch ein Beschichtung 26 des Ankers mit einem magnetisch nicht leitenden Material erreicht. In the magnetic valve shown in FIG. 1, the armature 27 can be moved in the radial direction in the housing part 39 without being hindered by a mechanical guide. When the armature 27 moves radially, the surface 36 of the armature plate 28 can slide along the base part 22 . When the solenoid valve closes, the closing spring 31 presses the armature 27 and the control valve member 22 , 25 against the valve seat 24 . Fig. 2 shows an embodiment in which the basic structure is similar to that in Fig. 1. The same parts have the same reference numerals. As can be seen, in contrast to FIG. 1, the plate-shaped armature 27 has a central recess 40 on its side facing the electromagnet, in which the closing spring 31 engages. The point of application of the closing spring 31 is particularly close to the ball 25 of the control valve member. Furthermore, the valve piece 12 is clamped in the valve housing 4 with a separate screwable tensioning member 23 . The solenoid valve housing 39 is fastened with the screw member 7 directly to the valve housing 4 via a spacer 48 . In order to have enough space for the tendon 23 despite the flat armature, the end face 12 of the valve piece facing the electromagnet is provided with a frustoconical section 20 which is surrounded by a flange 13 . The valve seat 24 is inserted centrally in the frustoconical section 20 . As can be seen, the space surrounding the frustoconical surface 20 forms a receptacle for the clamping nut 23 , which rests on the flange 13 of the valve piece 12 . Here, too, the minimum distance between the armature 27 and the electromagnet 29 is achieved by coating the armature 26 with a magnetically non-conductive material.

Es ist möglich, die radial bewegliche Ankerplatte mittels magnetischer Reluktanzkräfte zu zentrieren, um eine Verkippung der Ankerplatte und eine Beeinträchtigung der Dynamik beim Schließen des Magnetventils weitgehend zu vermeiden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der Anker 27 und der Magnetkern 33 des Elektromagneten 29 mit geometrischen Strukturen versehen sind, welche bei Strombeaufschlagung des Elektromagneten 29 derart zusammenwirken, daß der Anker 27 in eine zentrische Position ausgerichtet wird, in welcher seine Mittelachse 45 koaxial zur Mittelachse 30 des Elektromagneten verläuft, daß heißt die Mittelachse 45 und die Mittelachse 30 liegen auf einer Geraden. Die geometrischen Strukturen können sowohl bei dem in Fig. 1 als auch bei dem in Fig. 2 gezeigten Magnetventil vorgesehen sein. In Fig. 2 sind die geometrischen Strukturen mit den Bezugsziffern 41 und 42 angedeutet. Eine vergrößerte Detailansicht findet sich in Fig. 3. It is possible to center the radially movable armature plate by means of magnetic reluctance forces in order to largely avoid tilting of the armature plate and impairment of the dynamics when the solenoid valve closes. This can be achieved in that the armature 27 and the magnetic core 33 of the electromagnet 29 are provided with geometric structures which cooperate when current is applied to the electromagnet 29 such that the armature 27 is aligned in a central position in which its central axis 45 is coaxial with the The central axis 30 of the electromagnet runs, that is to say the central axis 45 and the central axis 30 lie on a straight line. The geometric structures can be provided both in the magnetic valve shown in FIG. 1 and in the magnetic valve shown in FIG. 2. In FIG. 2, the geometric structures by the reference numerals 41 and 42 are indicated. An enlarged detailed view can be found in FIG. 3.

Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, weist der Elektromagnet 29 einen Magnetkern 33 und eine Spule 32 auf. Der Magnetkern 33 ist mit einer konzentrisch zu seiner Mittelachse 30 verlaufenden nutförmige Ausnehmung 41 versehen, in welche die Spule 32 eingebracht ist. Durch die Ausnehmung 41 wird die Polfläche 38 des Magnetkerns 33 in einen äußeren ringförmigen Polflächenabschnitt 44 und einen inneren Polflächenabschnitt 45 unterteilt. In die dem Magnetkern 33 zugewandte Polfläche 37 des Ankers 27 ist konzentrisch zur Mittelachse 45 des Ankers eine Ausnehmung 42 eingebracht ist. Diese ebenfalls ringförmige Ausnehmung 42 in Form einer umlaufenen Nut weist in etwa den gleichen Außendurchmesser und Innendurchmesser und damit die gleiche Breite d wie die Ausnehmung 41 des Magnetkerns 33 auf. Die einander zugeordneten Ausnehmungen 41 und 42 wirken magnetisch derart zusammen, daß bei einer Strombeaufschlagung des Elektromagneten die Mittelachse 45 des Ankers 27 koaxial zur Mittelachse 30 des Elektromagneten verläuft. As can be seen in FIG. 3, the electromagnet 29 has a magnetic core 33 and a coil 32 . The magnetic core 33 is provided with a groove-shaped recess 41 , which extends concentrically to its central axis 30 and into which the coil 32 is introduced. Through the recess 41 , the pole face 38 of the magnetic core 33 is divided into an outer annular pole face section 44 and an inner pole face section 45 . A recess 42 is made in the pole face 37 of the armature 27 facing the magnetic core 33 , concentrically to the central axis 45 of the armature. This likewise annular recess 42 in the form of a circumferential groove has approximately the same outside diameter and inside diameter and thus the same width d as the recess 41 of the magnetic core 33 . The mutually associated recesses 41 and 42 interact magnetically such that when the electromagnet is energized, the central axis 45 of the armature 27 extends coaxially to the central axis 30 of the electromagnet.

Bei in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Polfläche 37 des Ankers 27 ohne Ausnehmung ausgebildet, weist aber einen Außendurchmesser auf, der etwas größer ist, als der Innendurchmesser des äußeren Polflächenabschnitts 44 des Magnetkerns. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser der Polfläche 37 des Ankers um weniger als einen Millimeter größer ausgebildet, als der Innendurchmesser des äußeren Polflächenabschnitts 44 des Magnetkerns 33. Bei einer Strombeaufschlagung des Elektromagneten wird das Magnetfeld im Überlappungsbereich e der Polfläche 37 und des äußeren Polflächenabschnitts 44 verstärkt, da dort die magnetischen Feldlinien dichter verlaufen müssen. Die Verstärkung ist um so größer, je kleiner der Überlappungsbereich e ist. Bei einer radialen Auslenkung der Ankerplatte wirken in diesem Bereich starke Reluktanzkräfte, welche die Ankerplatte zurück in die zentrische Position treiben, in welche die Mittelachsen 30, 45 koaxial angeordnet sind (auf einer Geraden liegen). In the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the pole face 37 of the armature 27 is formed without a recess, but has an outer diameter which is somewhat larger than the inner diameter of the outer pole face portion 44 of the magnetic core. The outer diameter of the pole face 37 of the armature is preferably larger than the inner diameter of the outer pole face portion 44 of the magnetic core 33 by less than one millimeter. When current is applied to the electromagnet, the magnetic field is strengthened in the overlap region e of the pole face 37 and the outer pole face section 44 , since there the magnetic field lines must run more densely. The smaller the overlap area e, the greater the gain. When the armature plate is deflected radially, strong reluctance forces act in this area, which drive the armature plate back into the central position in which the central axes 30 , 45 are arranged coaxially (lie on a straight line).

Wie in Fig. 3 und Fig. 4 zu erkennen ist, wird die magnetische Zentrierung der Ankerplatte durch das Distanzelement 26 aus magnetisch nicht leitenden Material nicht beeinflußt. Obwohl bei den hier dargestellten Magnetventilen der Anker ohne Gleitstück und ohne mechanische Führung in dem Magnetventilgehäuse angeordnet ist, kann das Distanzelement zur Einstellung des Mindestabstandes zwischen Ankerplatte und Magnetkern auch bei solchen Magnetventilen eingesetzt werden, welche einen in einem Gleitstück geführten Anker verwenden. As can be seen in Fig. 3 and Fig. 4, the magnetic centering of the armature plate is not influenced by the spacer element 26 of magnetically non-conductive material. Although in the case of the solenoid valves shown here the armature is arranged in the solenoid valve housing without a slide and without mechanical guidance, the spacer element for setting the minimum distance between the armature plate and the magnetic core can also be used in those solenoid valves which use an armature guided in a slide.

Claims

1. Solenoid valve for controlling an injection valve of an internal combustion engine, comprising a housing part ( 39 ), an electromagnet ( 29 ) with a solenoid coil ( 32 ) and magnetic core ( 33 ), one movable between the electromagnet ( 29 ) and a valve seat ( 24 ), by one Valve spring ( 31 ) acted upon armature ( 27 ) with armature plate ( 28 ) and a control valve member ( 22 , 25 ) moved with the armature ( 27 ) and cooperating with the valve seat ( 24 ) for opening and closing a fuel passage ( 17 ), characterized in that that between a pole face ( 38 ) of the magnetic core ( 33 ) facing the armature plate ( 28 ) and a pole face ( 37 ) of the armature plate facing the magnetic core ( 33 ) at least one spacer element ( 26 ) with a defined material thickness (a) made of a magnetically non-conductive Material is arranged, through which spacer element ( 26 ) a minimum distance between the pole face ( 37 ) of the A corresponding to the material thickness (a) Nkerplatte ( 28 ) and the pole face ( 38 ) of the magnetic core ( 33 ) is ensured with the solenoid valve open.

2. Solenoid valve according to claim 1, characterized in that the spacer element is formed by a on the pole face ( 37 ) of the armature plate and / or the pole face ( 38 ) of the magnetic core ( 33 ) applied coating ( 26 ) made of a magnetically non-conductive material.

3. Solenoid valve according to claim 2, characterized in that the coating is applied over a large area to the pole face ( 37 ) of the armature plate ( 28 ) and / or the pole face ( 38 ) of the magnetic core ( 33 ).

4. Solenoid valve according to claim 2, characterized in that the coating ( 26 ) comprises a chrome layer.

5. Solenoid valve according to claim 2, characterized in that the coating comprises a Teflon layer.

6. Solenoid valve according to claim 1, characterized in that the spacer element is formed by one or more between the pole face ( 38 ) of the magnetic core ( 33 ) and the pole face ( 37 ) of the armature plate ( 28 ) inserted annular spacer made of a magnetically non-conductive material ,