DE102022209615A1 - Gasinjektor mit Ausgleichsmasse - Google Patents

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Frank Ilgner
Dietmar Schmieder
Bruno Seidner
Hubert Stier
Matthias Boee
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasinjektor zum Einblasen eines gasförmigen Mediums, umfassend: ein Schließelement (2), welches eine Durchgangsöffnung (4) an einem Dichtsitz (3) freigibt und verschließt, ein Rückstellelement (6), welches das Schließelement (2) in eine geschlossene Ausgangsstellung zurückstellt, ein Aktor (5), welcher das Schließelement (2) betätigt, eine hydraulische Dämpfungseinrichtung (7) zur Dämpfung einer Bewegung des Schließelements (2), wobei die hydraulische Dämpfungseinrichtung (7) eingerichtet ist, eine Dämpfung mittels einer Flüssigkeit in einem abgeschlossenen Hydraulikraum (8) bereitzustellen, und eine Ausgleichsmasse (9), welche in Wirkverbindung zwischen dem Schließelement (2) und der hydraulischen Dämpfungseinrichtung (7) in Axialrichtung (X-X) frei beweglich angeordnet ist, derart, dass bei einem Schließvorgang das Schließelement (2) oder ein mit dem Schließelement (2) verbundenes Bauteil eingerichtet ist, einen Impuls (I) auf die Ausgleichsmasse (9) auszuüben.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasinjektor zum Einblasen eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff oder Erdgas oder dergleichen mit einer hydraulischen Dämpfungseinrichtung und einer Ausgleichsmasse, um eine Bewegung einer Ventilnadel, insbesondere sowohl bei einem Öffnungsvorgang als auch bei einem Schließvorgang, zu dämpfen.
  • Gasinjektoren sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Aufgrund des gasförmigen Mediums, welches Gasinjektoren einblasen, müssen Gasinjektoren im Vergleich mit Injektoren für flüssige Medien, beispielsweise Kraftstoffinjektoren, einen sehr großen Hub ausführen. Dies kann bei Gasinjektoren jedoch zu einem großen Verschleiß an Bauteilen, insbesondere an einem Dichtsitz und einer Hubbegrenzung auftreten. Durch die notwendigen großen Schaltkräfte bei Gasinjektoren wird der Verschleiß im Betrieb an den Bauteilen noch verstärkt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der erfindungsgemäße Gasinjektor zum Einblasen eines gasförmigen Mediums, insbesondere zum Einblasen von Wasserstoff oder Erdgas, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass ein Bauteilverschleiß signifikant reduziert werden kann. Weiterhin weist der erfindungsgemäße Gasinjektor ein deutlich verbessertes Geräuschverhalten auf, insbesondere bei Auftreffen auf einen Endanschlag bei einem Öffnungsvorgang und beim Schließen eines Dichtsitzes bei einem Schließvorgang. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Gasinjektor ein Schließelement aufweist, welches eine Durchgangsöffnung an einem Dichtsitz freigibt und verschließt. Ferner umfasst der Gasinjektor ein Rückstellelement, welches das Schließelement aus dem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Ausgangszustand zurückstellt. Ferner ist ein Aktor vorgesehen, welcher das Schließelement betätigt sowie eine hydraulische Dämpfungseinrichtung. Die hydraulische Dämpfungseinrichtung ist zur Dämpfung einer Bewegung des Schließelements eingerichtet. Die Dämpfung erfolgt dabei mittels einer Flüssigkeit, welche in einem abgeschlossenen Hydraulikraum der Dämpfungseinrichtung einen Dämpfungsvorgang beim Öffnen und/oder Schließen des Schließelements durchführt. Um insbesondere beim Schließvorgang einen Verschleiß am Dichtsitz weiter zu reduzieren, umfasst der erfindungsgemäße Gasinjektor ferner eine Ausgleichsmasse. Die Ausgleichsmasse ist in Wirkverbindung zwischen dem Schließelement oder einem mit dem Schließelement verbundenen Bauteil und der Dämpfereinrichtung in Axialrichtung frei beweglich angeordnet. Die Ausgleichsmasse ist dabei derart angeordnet, dass bei einem Schließvorgang des Gasinjektors das Schließelement oder ein mit dem Schließelement verbundenes Bauteil eingerichtet ist, einen Impuls auf die Ausgleichsmasse auszuüben. Dadurch wird das Schließelement abrupt vor Erreichen des Dichtsitzes abgebremst und kann dann mit deutlich reduzierter Geschwindigkeit auf den Dichtsitz auftreffen und den Gasinjektor verschließen. Der vom Schließelement auf die Ausgleichsmasse ausgeübte Impuls wird dann auf die hydraulische Dämpfungseinrichtung übertragen, welche dann das sanfte Schließen des Schließelements am Dichtsitz durch Fluidverdrängung ermöglicht. Dadurch kann die Lebensdauer des Gasinjektors signifikant verlängert werden, da beim Schließvorgang eine exzellente Dämpfung des Schließelements am Dichtsitz erreicht wird. Das Schließelement ist vorzugsweise eine Ventilnadel, insbesondere mit einem Ventilteller, welcher an einem ringförmigen Dichtsitz des Gasinjektors abdichtet. Der Gasinjektor ist dabei bevorzugt ein nach außen öffnender Gasinjektor.
  • Somit kann ein übermäßiger Verschleiß an den Kontaktbauteilen des Gasinjektors, insbesondere am Dichtsitz und/oder an einem Anschlag, welcher einen Öffnungshub des Gasinjektors begrenzt, vermieden werden. Weiterhin ergibt sich durch die hydraulische Dämpfung mittels der Dämpfungseinrichtung ein deutlich verbessertes Geräuschverhalten beim Öffnungs- und Schließvorgang des Gasinjektors.
  • Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Vorzugsweise umfasst der Gasinjektor ferner ein Vorspannelement, welches die Ausgleichsmasse in Öffnungsrichtung axial vorspannt. Dadurch wird sichergestellt, dass während des Öffnungsvorgangs des Schließelements die Ausgleichsmasse axial in Öffnungsrichtung bewegt wird, so dass ein vorbestimmter Abstand zwischen der Ausgleichsmasse und der hydraulischen Dämpfungseinrichtung erreicht wird, so dass beim Schließvorgang das Schließelement zuerst ausschließlich auf die Ausgleichsmasse trifft und dann erst nach Zurücklegen des vorbestimmten Abstands der Dämpfungsvorgang mit der hydraulischen Dämpfungseinrichtung einsetzt.
  • Das Vorspannelement ist vorzugsweise zwischen einem flexiblen Bauteil der hydraulischen Dämpfungseinrichtung, insbesondere einer Membran oder dgl., und der Ausgleichsmasse angeordnet. Hierbei können noch Zwischenbauteile zwischen dem Vorspannelement und dem flexiblen Bauteil der hydraulischen Dämpfungseinrichtung angeordnet sein, insbesondere um Beschädigungen des flexiblen Bauteils zu verhindern.
  • Weiter bevorzugt ist die Ausgleichsmasse eingerichtet, beim Öffnungsvorgang des Gasinjektors einen ersten Spalt S1 in Axialrichtung zu überwinden, wobei der erste Spalt S1 kleiner ist als ein maximaler Öffnungshub S4 des Schließelements. Der erste Spalt S1 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,05 mm bis 0,2 mm.
  • Weiter bevorzugt ist im geschlossenen Zustand des Gasinjektors ein zweiter Spalt S2 in Axialrichtung zwischen der Ausgleichsmasse und der hydraulischen Dämpfungseinrichtung vorhanden, wobei der zweite Spalt S2 kleiner ist als der erste Spalt S1. Der zweite Spalt S2 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,2 mm bis 0,4 mm.
  • Weiter bevorzugt umfasst der Gasinjektor ferner einen Anschlag für die Ausgleichsmasse, welche beim Öffnungsvorgang eine Bewegung der Ausgleichsmasse in Axialrichtung begrenzt. Der Anschlag ist besonders bevorzugt eine Führungsscheibe, welche auch eingerichtet ist, das Schließelement oder einen mit dem Schließelement verbundenes Bauteil, beispielsweise einen Ankerbolzen, zu führen.
  • Die Ausgleichsmasse ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung an der hydraulischen Dämpfungseinrichtung angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Ausgleichsmasse dabei an einem Dämpfergehäuse der hydraulischen Dämpfungseinrichtung angeordnet.
  • Für einen besonders kompakten Aufbau ist vorzugsweise das Vorspannelement zwischen dem Dämpfergehäuse der hydraulischen Dämpfungseinrichtung und der Ausgleichsmasse angeordnet. Besonders bevorzugt weist das Dämpfergehäuse dabei einen radial nach außen gerichteten Flansch auf, welcher als axiale Anlagefläche für das Vorspannelement dient.
  • Weiter bevorzugt ist eine Masse m der Ausgleichsmasse in einem Bereich von 0,8 x V ≤ m ≤ 1,2 x V, wobei V die Masse aller beweglichen Teile des Gasinjektors in Wirkverbindung zwischen der Ausgleichsmasse und dem Dichtsitz ist. Vorzugsweise umfassen die beweglichen Teile des Gasinjektors neben dem Schließelement einen Wellbalg, das Rückstellelement, einen Federteller, welcher zur Anlage für das Rückstellelement am Schließelement angeordnet ist, einen Ankerbolzen und den Anker des Aktors, welcher am Ankerbolzen fixiert ist. Besonders bevorzugt gilt dabei 0,9 x V ≤ m ≤ 1,1 x V. Weiter bevorzugt sind die Masse m der Ausgleichsmasse und die Masse V aller beweglichen Teile gleich groß.
  • Vorzugsweise umfasst die hydraulische Dämpfungseinrichtung einen Hydraulikraum mit einem ersten Steuerraum und einem zweiten Steuerraum. Der erste und zweite Steuerraum ist durch einen Grundkörper, welcher in einem Dämpfergehäuse angeordnet ist, getrennt, wobei der erste und zweite Steuerraum über einen ersten und zweiten Spalt miteinander verbunden sind. Ferner umfasst die hydraulische Dämpfungseinrichtung ein erstes und ein zweites flexibles Bauteil. Das erste und zweite flexible Bauteil ist vorzugsweise eine Membran. Alternativ ist das erste und zweite flexible Bauteil ein Faltenbalg.
  • Um möglichst einen geringen Temperatureinfluss im Betrieb auf die Dämpfungseinrichtung zu haben, ist die Dämpfungseinrichtung vorzugsweise in Axialrichtung X-X des Gasinjektors an einer vom Dichtsitz abgewandten Seite des Aktors angeordnet. Somit schützt der Aktor die Dämpfungseinrichtung vor möglichen thermischen Einflüssen, insbesondere wenn der Gasinjektor zur Direkteinblasung in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eingerichtet ist.
  • Die Dämpfungseinrichtung ist vorzugsweise unmittelbar benachbart zum Aktor angeordnet. Weiter bevorzugt sind der Aktor und die Dämpfungseinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse, insbesondere einer zylindrischen Hülse, angeordnet.
  • Der Gasinjektor ist weiter bevorzugt ein nach außen öffnender Gasinjektor. Der Gasinjektor ist vorzugsweise zur Direkteinblasung eines gasförmigen Brennstoffs in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine ausgebildet.
  • Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einem erfindungsgemäßen Gasinjektor. Der Gasinjektor bläst dabei vorzugsweise Wasserstoff oder Erdgas oder ein anderes Brenngas, insbesondere direkt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine, ein.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
    • 1 eine schematische Schnittansicht eines Gasinjektors gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    • 2 eine schematische, vergrößerte Teilschnittansicht einer Dämpfungseinrichtung des Gasinjektors von 1 mit Ausgleichsmasse im geschlossenen Zustand des Gasinjektors,
    • 3 eine schematische, vergrößerte Teilausschnittansicht des Gasinjektors von 2 in vollständig geöffnetem Zustand,
    • 4 eine schematische, vergrößerte Teilschnittansicht des Gasinjektors von 2 während des Rückstellvorgangs, wobei der Gasinjektor noch nicht vollständig geschlossen ist,
    • 5 eine schematische vergrößerte Teilschnittansicht des Gasinjektors von 4 auf dem Weg zum vollständig geschlossenen Gasinjektor, und
    • 6 eine schematische vergrößerte Teilschnittansicht eines Gasinjektors gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 ein Gasinjektor 1 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst der Gasinjektor zum Einblasen eines gasförmigen Mediums in einen Brennraum 30 einer Brennkraftmaschine ein Schließelement 2 und einen Aktor 5 zur Betätigung des Schließelements 2. Das Schließelement 2 ist eine Ventilnadel. Der Aktor 5 ist ein magnetischer Aktor mit einem Innenpol 50 und einem mit dem Schließelement 2 verbundenen Anker 51. Am Innenpol 50 ist ein Anschlag 52 zur Begrenzung eines Öffnungshubes des Schließelements ausgebildet.
  • Das Schließelement 2 gibt dabei eine Durchgangsöffnung 4 an einem Dichtsitz 3 frei und verschließt diese. Die Durchgangsöffnung 4 ist im geöffneten Zustand ein ringförmiger Durchlass, wobei der Gasinjektor 1 ein nach außen öffnender Injektor ist. D.h., das Schließelement 2 wird zum Öffnen in Richtung des Pfeils A nach außen in Richtung des Brennraums 30 bewegt.
  • Am gegenüberliegenden Ende des Dichtsitzes 3 ist ein Gaszulauf 31 vorgesehen. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist der Gaszulauf 31 dabei in Linie mit dem Schließelement 2 auf einer Mittelachse, welche eine Axialrichtung X-X des Gasinjektors definiert, angeordnet.
  • Der Gasinjektor 1 umfasst ferner ein Gehäuse 10, welches mehrteilig ausgebildet ist.
  • In 1 deuten die Pfeile B die Gasströmung durch den Gasinjektor 1 ausgehend vom Gaszulauf 31 bis zum Dichtsitz 3 an.
  • Ferner umfasst der Gasinjektor 1 ein Rückstellelement 6, welches in diesem Ausführungsbeispiel eine zylindrische Schraubenfeder ist. Das Rückstellelement 6 stellt das Schließelement 2 aus dem offenen Zustand wieder in den geschlossenen Ausgangszustand zurück. Hierbei stützt sich das Rückstellelement 6 an einem Federteller 60 und einem Gehäusebauteil 10a ab.
  • Der Gasinjektor 1 umfasst ferner eine hydraulische Dämpfungseinrichtung 7, welche insbesondere im Detail unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 beschrieben wird.
  • Die hydraulische Dämpfungseinrichtung 7 ist zur Dämpfung einer Bewegung des Schließelements 2 eingerichtet. Hierbei werden Bewegungen während des Öffnungsvorgangs als auch während des Schließvorgangs gedämpft. Die hydraulische Dämpfungseinrichtung ist dabei eingerichtet, die Dämpfung mittels einer Flüssigkeit in einem abgeschlossenen Hydraulikraum 8 der Dämpfungseinrichtung 7 auszuführen.
  • Die hydraulische Dämpfungseinrichtung 7 umfasst dabei einen ersten Steuerraum 81 und einen zweiten Steuerraum 82. Weiterhin umfasst die hydraulische Dämpfungseinrichtung einen Grundkörper 83, welcher in einem topfförmigen Dämpfergehäuse 80 angeordnet ist. Ein erstes flexibles Bauteil 84 in Form einer ersten Metallmembran und ein zweites flexibles Bauteil 85 in Form einer zweiten Metallmembran definieren jeweils den ersten bzw. zweiten Steuerraum 81, 82 zwischen den flexiblen Bauteilen 84, 85 und dem Grundkörper 83. Die Steuerräume 81, 82 stehen über einen Spalt 87 miteinander in Verbindung. Die Metallmembran des ersten flexiblen Bauteils 84 weist dabei eine zentrale Öffnung auf, in welcher die Metallmembran mit ihrer inneren Öffnung an einer Hülse 88 fixiert ist. Die Hülse 88 steht ferner in Verbindung mit einem Distanzstück 89 (vgl. 2).
  • Die hydraulische Dämpfungseinrichtung 7 ist ein sehr kompaktes Modul, wobei am Dämpfergehäuse 80 noch ein radial nach außen gerichteter Flansch 80a, an welchem ein Aktorgehäuse 53, in welchem der Anker 51 aufgenommen ist, angeordnet ist. Das Aktorgehäuse 53 kann dabei einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein.
  • Der Hydraulikraum 8 der hydraulischen Dämpfungseinrichtung 7 ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, vorzugsweise einem Öl oder dgl.
  • Der Gasinjektor 1 umfasst ferner eine Ausgleichsmasse 9. Die Ausgleichsmasse 9 ist in Wirkverbindung zwischen dem Schließelement 2 und der hydraulischen Dämpfungseinrichtung 7 angeordnet. Dabei ist bei einem Schließvorgang des Gasinjektors das Schließelement 2 oder ein mit dem Schließelement verbundenes Bauteil eingerichtet, einen Impuls I auf die Ausgleichsmasse 9 auszuüben. Hierbei umfasst die Ausgleichsmasse 9 einen Kontaktzylinder 90, welcher zentral in der Mittelachse X-X angeordnet ist. Eine Schweißnaht 91 verbindet die Ausgleichsmasse 9 mit dem Kontaktzylinder 90. Das Schließelement 2 umfasst wie aus 1 ersichtlich, eine Ventilnadel 20 und einen Ankerbolzen 21, wobei der Anker 51 am Ankerbolzen 21 fixiert ist.
  • Wie weiter aus den 1 und 2 ersichtlich ist, ist der Ankerbolzen 21 teilweise in der Ausgleichsmasse 9 angeordnet.
  • Ferner sei angemerkt, dass die Ausgleichsmasse 9 und der Kontaktzylinder 90 auch ein einteiliges Bauteil sein können.
  • Weiterhin umfasst der Gasinjektor 1 ein Vorspannelement 11, welches die Ausgangsmasse 9 in Axialrichtung X-X in Richtung zum Dichtsitz 3 vorspannt. Das Vorspannelement 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Zylinderfeder und ist zwischen der Hülse 88 und der Ausgleichsmasse 9 angeordnet.
  • Die Funktion des erfindungsgemäßen Gasinjektors 1 ist dabei wie folgt. 2 zeigt den geschlossenen Zustand des Gasinjektors 1. Hierbei ist zwischen dem Anker 51 und dem Innenpol 50 ein maximaler Nadelhub S4 dargestellt. Dieser Nadelhub S4 ist bei vollständig geöffnetem Gasinjektor auch zwischen dem Dichtsitz 3 und dem Teller 20a an der Ventilnadel 20 vorhanden. Bei Bestromung des Aktors 5 wird somit der Anker 51 in Richtung zum Dichtsitz bewegt, wodurch der Ankerbolzen 21 die Ventilnadel 20 bewegt, so dass der Gasinjektor 1 öffnet.
  • Wie aus 2 ersichtlich ist, liegt im vollständig geschlossenen Zustand des Gasinjektors der Ankerbolzen 21 noch am mit der Ausgleichsmasse 9 verbundenen Kontaktzylinder 90 an. Beim Öffnungsvorgang wird der Ankerbolzen 21 in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel nach links bewegt, so dass aufgrund der Vorspannkraft durch das Vorspannelement 11 auch die Ausgleichsmasse 9 und der Kontaktzylinder 90 nach links bewegt werden. Hierbei kann die Ausgleichsmasse 9 einen ersten Spalt S1 in Axialrichtung zwischen der Ausgleichsmasse 9 und einen Anschlag 12 zurücklegen. Der Spalt S1 ist dabei deutlich kleiner als der maximale Nadelhub S4.
  • Im geschlossenen Zustand des Gasinjektors ist ferner ein zweiter Spalt S2 zwischen dem Kontaktzylinder 90 und dem Distanzstück 89, welches über die Hülse 88 mit dem ersten flexiblen Bauteil 84 verbunden ist, vorhanden.
  • 3 zeigt die vollständig geöffnete Position des Gasinjektors 1. Der Anker 51 liegt am Innenpol 50 an und die Ausgleichsmasse 9 liegt am Anschlag 12 an. Der Anschlag 12 ist fest mit dem Aktorgehäuse 53 verbunden und hat ferner noch eine Führungsfunktion für den Ankerbolzen 21.
  • Wie weiter aus 3 ersichtlich ist, ergibt sich aufgrund des kürzeren axialen Weges der Ausgleichsmasse 9 im Vergleich mit dem Schließelement 2 ein dritter Spalt S3 zwischen dem Kontaktzylinder 90 und dem Ankerbolzen 21 (vgl. 3).
  • Während des in den 4 und 5 gezeigten Schließvorgangs des Gasinjektors 1 ergibt sich nun ein Zwischenzustand, welcher in 4 gezeigt ist. 5 zeigt den vollständig geschlossenen Zustand des Gasinjektors.
  • Im Zwischenzustand von 4 hat aufgrund des Beendens der Bestromung des Aktors 5 mittels der Rückstellkraft des Rückstellelements 6 eine Rückbewegung des Schließelements 2 begonnen. Hierbei wird der Ankerbolzen 21 in 4 in Richtung des Pfeils C zurückbewegt, bis der Ankerbolzen 21 in Kontakt mit dem Kontaktzylinder 90 an der Ausgleichsmasse 9 kommt. Der Anker 51 hat dabei einen Weg S5 zurückgelegt, wobei S5 = S4-S1 ist (vgl. 4, Pfeil D).
  • Somit trifft der Ankerbolzen 21 mit voller Schließkraft auf den Kontaktzylinder 90, so dass eine Übertragung eines Impulses I des Ankerbolzens 21 auf den Kontaktzylinder 90 und damit auf die Ausgleichsmasse 9 erfolgt. Hierdurch wird das Schließelement 2 abrupt abgebremst und im weiteren Verlauf der Zurückstellung des Gasinjektors 1 in den geschlossenen Zustand wird das Schließelement 2 gemeinsam mit der Ausgleichsmasse 9 weiter in die geschlossene Ausgangsstellung zurückgestellt (Pfeil E). Wie in 5 gezeigt, kann ein erster Dämpferweg W1 zwischen dem Kontaktzylinder 90 und dem Distanzstück 89 und einer zweiter Dämpferweg W2 zwischen dem Distanzstück 89 und der Hülse 88 zurückgelegt werden. Dann beginnt die hydraulische Dämpfung durch die hydraulische Dämpfungseinrichtung 7, so dass das Schließelement 2 sanft geschlossen wird.
  • Durch die Verwendung der Ausgleichsmasse 9 kann somit insbesondere ein Bauraum der hydraulischen Dämpfungseinrichtung 7 reduziert werden, da durch die Impulsübertragung auf die Ausgleichsmasse 9 ein Großteil der kinetischen Energie der Rückstellung des Schließelements 2 aufgenommen wird. Die Impulsübertragung auf die Ausgleichsmasse 9 reduziert ferner eine Geschwindigkeit des Schließelements 2 auf ein zulässiges Maß, so dass die restliche kinetische Energie problemlos durch die hydraulische Dämpfungseinrichtung 7 gedämpft werden kann. Dadurch ergibt sich ein besonders sanftes Schließen des Schließelements 2 mit deutlich reduziertem Aufprall des Schließelements 2 auf dem Dichtsitz 3.
  • 6 zeigt einen Gasinjektor 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet. Wie aus 6 ersichtlich ist, ist beim zweiten Ausführungsbeispiel die Anordnung des Vorspannelements 11 unterschiedlich. Das Vorspannelement 11 ist beim zweiten Ausführungsbeispiel am äußeren Umfang der Ausgleichsmasse 9 angeordnet und stützt sich am radial äußeren Flansch 80a des Dämpfergehäuses 80 der hydraulischen Dämpfungseinrichtung 7 ab. Dieses zweite Ausführungsbeispiel ermöglicht dabei auf einfache Weise eine Vergrößerung der Masse der Ausgleichsmasse 9. Hierdurch können die aufgrund der vergrößerten Masse der Ausgleichsmasse 9 notwendigen Federkräfte des Vorspannelements 11 direkt vom Dämpfergehäuse 80 aufgenommen werden. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.

Claims (10)

  1. Gasinjektor zum Einblasen eines gasförmigen Mediums, umfassend: - ein Schließelement (2), welches eine Durchgangsöffnung (4) an einem Dichtsitz (3) freigibt und verschließt, - ein Rückstellelement (6), welches das Schließelement (2) in eine geschlossene Ausgangsstellung zurückstellt, - ein Aktor (5), welcher das Schließelement (2) betätigt, - eine hydraulische Dämpfungseinrichtung (7) zur Dämpfung einer Bewegung des Schließelements (2), wobei die hydraulische Dämpfungseinrichtung (7) eingerichtet ist, eine Dämpfung mittels einer Flüssigkeit in einem abgeschlossenen Hydraulikraum (8) bereitzustellen, und - eine Ausgleichsmasse (9), welche in Wirkverbindung zwischen dem Schließelement (2) und der hydraulischen Dämpfungseinrichtung (7) in Axialrichtung (X-X) frei beweglich angeordnet ist, derart, dass bei einem Schließvorgang das Schließelement (2) oder ein mit dem Schließelement (2) verbundenes Bauteil eingerichtet ist, einen Impuls (I) auf die Ausgleichsmasse (9) auszuüben.
  2. Gasinjektor nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Vorspannelement (11), welches die Ausgleichsmasse (9) in Öffnungsrichtung axial vorspannt.
  3. Gasinjektor nach Anspruch 2, wobei das Vorspannelement (11) in Wirkverbindung zwischen einem flexiblen Bauteil (84) der hydraulischen Dämpfungseinrichtung (7) und der Ausgleichsmasse (9) angeordnet ist.
  4. Gasinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausgleichsmasse (9) eingerichtet ist, beim Öffnungsvorgang des Gasinjektors einen ersten Spalt (S1) in Axialrichtung zu überwinden, wobei der erste Spalt (S1) kleiner ist als ein maximaler Öffnungshub (S4) des Schließelements (2).
  5. Gasinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im geschlossenen Zustand des Gasinjektors ein zweiter Spalt (S2) in Axialrichtung (X-X) zwischen der Ausgleichsmasse (9) und der hydraulischen Dämpfungseinrichtung (7) vorhanden ist, wobei der zweite Spalt (S2) kleiner ist als der erste Spalt (S1).
  6. Gasinjektors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Anschlag (12) für die Ausgleichsmasse (9), welche beim Öffnungsvorgang des Gasinjektors eine Bewegung der Ausgleichsmasse (9) in Axialrichtung (X-X) begrenzt.
  7. Gasinjektor nach Anspruch 6, wobei der Anschlag (12) als Führungselement ausgebildet ist, welches eingerichtet ist, das Schließelement (2) oder ein mit dem Schließelement (2) verbundenes Bauteil zu führen.
  8. Gasinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vorspannelement (11) zwischen der Ausgleichsmasse (9) und der hydraulischen Dämpfungseinrichtung (7) angeordnet ist.
  9. Gasinjektor nach Anspruch 8, wobei die hydraulische Dämpfungseinrichtung (7) ein Dämpfergehäuse (80) aufweist, an welchem das Vorspannelement (11) angeordnet ist.
  10. Gasinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Masse m der Ausgleichsmasse (9) in einem Bereich von 0,8 x V ≤ m ≤ 1,2 x V liegt, wobei V die Masse aller beweglichen Teile des Gasinjektors in Wirkverbindung zwischen der Ausgleichsmasse (9) und dem Dichtsitz (3) ist.
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