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Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Brennstoff-Einspritzventil
für Brennstoff-Einspritzanlagen
von Brennkraftmaschinen, insbesondere zum direkten Einspritzen von
Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine. Das erfindungsgemäße Brennstoff
Einspritzventil hat einen Brennstoff-Einlass, der dazu eingerichtet
ist, Brennstoff in das Brennstoff-Einspritzventil einströmen zu lassen,
und eine elektrisch ansteuerbare Betätigungseinrichtung die mit
einer Ventilanordnung zusammenwirkt, um Brennstoff in direkt oder
indirekt gesteuerter Weise durch einen Brennstoff-Ausmaß in den
Brennraum ausströmen
zu lassen. Dabei weist die elektromagnetische Betätigungseinrichtung
eine zu bestromende Elektromagnet-Spulenanordnung, eine mit dieser zusammenwirkende
im Wesentlichen weichmagnetische Magnet-Jochanordnung, sowie eine mit dieser zusammenwirkende
im Wesentlichen weichmagnetische Magnet-Ankeranordnung auf.
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Stand der Technik
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Eine derartige Anordnung ist in den
unterschiedlichsten Ausgestaltungen von mehreren Herstellern (Robert
Bosch GmbH, Siemens AG) bekannt. Allerdings haftet diesen bekannten
Anordnungen der Nachteil an, dass die Anzahl der Hübe pro Arbeitstakt
der Brennkraftmaschine sehr eingeschränkt ist. Insbesondere ist es
damit nicht möglich, bei
hochtourigen Brennkraftmaschinen die für ein effizientes Motormanagement
erforderlichen Mehrfacheinspritzungen pro Arbeitstakt in der erforderlichen
Anzahl bereit zu stellen. Dabei hat sich die elektromagnetische
Betätigungseinrichtung
als ein begrenzender Faktor herausgestellt.
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Ein bekannter Ansatz zur Überwindung
dieser Einschränkung
besteht darin, anstelle der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung
einen Piezo-Linear-Aktor vorzusehen. Abgesehen von den hohen Kosten
und dem relativ großen
erforderlichen Bauraum des Piezo-Linear-Aktors ist auch deren temperaturabhängiges Verhalten
in unmittelbarer Nähe
zum Brennraum einer Brennkraftmaschine nachteilig. Auch erlauben
Piezoantriebe heutiger Bauart nur etwa 3 – 5 Einspritzvorgänge je Arbeitstakt
des Verbrennungsmotors, wobei Öffnungs-/Schließ-Zeiten
von etwa 100 μsec
realisierbar sind. Insgesamt war bisher dieser Art von Brennstoff
Einspritzventilen im Einsatz von Serien-Fahrzeugen in größerem Stil
versagt.
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Aus der
DE 100 05 182 A1 ist ein
elektromagnetisches Einspritzventil zur Steuerung einer in eine Verbrennungskraftmaschine
einzuspeisenden Kraftstoffmenge mit einem durch ein Elektromagnetspulensystem
betätigbaren
Ventilkörper
bekannt, wobei der Ventilkörper
mit einem Magnetanker des Elektromagnetspulensystems zusammenwirkt.
Das wesentliche Merkmal dieser Anordnung besteht darin, dass das
Elektromagnetspulensystem wenigstens zwei zur Mittellängsachse
symmetrische und konzentrisch angeordnete Spulen mit identischen
Kenngrößen aufweist,
die derart in einen Magnetkreis integriert sind, dass zwischen zwei
benachbarten Spulen jeweils ein erster Polkörper angeordnet ist, und die
innere und äußere Spule
jeweils einem zweiten Polkörper
benachbart ist. Weiterhin ist es wesentlich, dass die Polkörper derart
dimensioniert sind, dass eine radiale Schnittfläche eines mittleren ersten
Polkörpers der
Summe der Schnittflächen
der benachbarten zweiten Polkörper
entspricht. Insgesamt hängt
bei dieser Anordnung die Funktion erheblich von der Symmetrie der
räumlichen
Gestaltung des Elektromagnetspulensystems ab. Die Zeitverzögerung des elektrischen
und des magnetischen Feldaufbaus hängt dabei vornehmlich von der
Geometrie des Magnetkreises und insbesondere von der Felddiffusion und
den auftretenden Wirbelströmen
ab.
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Allerdings stellt die bei dieser
Anordnung notwendige konstruktive und elektrische/magnetische Symmetrie
des Elektromagnetspulensystems wie zum Beispiel die Dimensionierung
bzw. das Verhältnis
der radialen Schnittflächen
der Polkörper
zueinander eine erhebliche Einschränkung dar. Außerdem sind
auch bei dieser bekannten Anordnung die erzielbaren Ventilschaltreiten,
Ventilwege und Ventilschließkräfte angesichts
der eingangs erläuterten Anforderungen
allenfalls als unzureichend zu bezeichnen.
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Der Erfindung zugrunde
liegendes Problem
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Damit besteht bei bekannten Brennstoff
Einspritzventilen das Problem, eine kompakt bauende und kostengünstige Anordnung
Brennstoff-Einspritzventils bereitzustellen, die Gross-Serien-tauglich
ist und eine ausreichend hohe Hubzahl pro Arbeitstakt der Brennkraftmaschine
mit den erforderlichen Öffnungs-/Schließ-Kräften auszuführen in
der Lage ist. Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, solche Brennstoff-Einspritzventile
bereitzustellen.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Erfindungsgemäß ist dabei die weichmagnetische
Magnet Jochanordnung aus wenigstens zwei zusammengefügten Schalen
Teilen mit Ausnehmungen gebildet, wobei in jeder Ausnehmung jeweils eine
Elektromagnet-Spulenanordnung aufgenommen ist, die in Bewegungsrichtung
im Wesentlichen bündig
mit der jeweiligen Stirnfläche
eines der Schalen Teile abschließt, wobei die Stirnflächen zusammen
einen Hohlraum begrenzen, in dem die Magnet-Ankeranordnung längs der
Mittelachse beweglich aufgenommen ist. Überraschenderweise hat sich nämlich gezeigt,
dass es nicht erforderlich ist von einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung
als Ventilantrieb auf einen Piezo-Linear-Aktor mit allen seinen
ihm eigenen Nachteilen und Problemen umzustellen. Vielmehr kann
durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
der Komponenten der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung erreicht
werden, dass damit nicht nur die für Otto-Motoren erforderlichen Öffnungs/Schliess-Kräfte, sondern
sogar die für eine
Diesel-Direkt-Einspritzung erforderlichen Öffnungs/Schliess-Kräfte bei
erheblich mehr Hüben
pro Arbeitstakt (etwa doppelt so viele wie ein Piezo-Linear-Aktor
heutiger Bauart) mit einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung
bereitstellen kann. Mit anderen Worten erlaubt die erfindungsgemäße Ventilanordnung
die Realisierung von Öffnungs-/Schließ-Zyklen
mit etwa 40 – 50 μsec und weniger.
Damit sind Mehrfach-Einspritzvorgänge für ein effizientes Motormanagement
sowohl für
Otto-Motoren, als auch für
Dieselmotoren möglich.
Außerdem ist
es auch möglich,
den Brennstoffdurchsatz durch das Brennstoff-Einspritzventil dadurch
zu erhöhen, dass
mit der erfindungsgemäßen Ventilanordnung der
Hubweg des Ventilgliedes etwa 3 – 6 mal größer sein kann als bei einem
Piezo-Linear-Aktor heutiger Bauart.
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Weiterbildungen und Ausgestaltungen
der Erfindung
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Bei einer ersten Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Brennstoff-Einspritzventils
wirkt die Betätigungseinrichung
auf ein bewegliches Ventilglied ein, um dieses gegenüber einem
mit dem Ventilglied zusammenwirkenden und stromabwärts zu dem
Brennstoff-Einlaß angeordneten
ortsfesten Ventilsitz zwischen einer Offen-Stellung und einer Geschlossen-Stellung
zu bewegen. Damit kann eine direkt-schaltende Ventilanordnung realisiert
werden.
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Bei einer anderen Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Brennstoff-Einspritzventils
wirkt die Betätigungseinrichtung
auf ein bewegliches Ventilglied ein, um dieses gegenüber einem
mit dem Ventilglied zusammenwirkenden ortsfesten Ventilsitz zwischen
einer Offen-Stellung und einer Geschlossen-Stellung zu bewegen.
Damit ist ein gesteuertes Ablassen von Brennstoff in eine Rückführleitung
ermöglicht,
wenn ein zweites, federbelastetes Ventilglied zusammen mit einem
zweiten Ventilsitz nicht geöffnet
wird, und ein gesteuertes Ablassen von Brennstoff zu der Arbeitskammer
der Brennkraftmaschine oder deren Ansaugleitung ermöglicht,
wenn das zweite, federbelastete Ventilglied zusammen mit dem zweiten
Ventilsitz geöffnet
wird. Damit kann eine indirekt schaltende Ventilanordnung realisiert
werden.
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Erfindungsgemäß können die Magnet-Jochanordnung
und/oder die Magnet-Ankeranordnung konzentrisch zu einer Mittelachse
des Brennstoff-Einspritzventils angeordnet sein. Es sind auch exzentrische
oder asymmetrische Anordnungen möglich.
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Die Elektromagnet-Spulenanordnung
kann auf wenigstens einer Seite der weichmagnetischen Magnet-Ankeranordnung
durch eine mehrere, zueinander im Wesentlichen konzentrische Elektromagnet-Spulen
gebildet ist, die etwa bündig
mit einer der Stirnflächen
einer der Schalen-Hälften
abschließen.
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Dabei können die einzelnen Ring-Spulen eine
Dicke von 20 – 80
% des zwischen zwei Ring-Spulen vorhandenen Magnetjoch-Eisens haben.
Außerdem
können
die einzelnen Ring-Spulen auf einer Seite der weichmagnetischen
Magnet-Ankeranordnung dazu eingerichtet sein, gegensinnig bestromt
zu werden.
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Weiterhin kann zwischen den einzelnen Ring-Spulen
wenigstens auf einer Seite der weichmagnetischen Magnet-Ankeranordnung
das Joch-Eisen durch konzentrische, gegeneinander isolierte Eisenblechringe
oder durch spiralförmig
aufgewickeltes Eisenblech gebildet sein, wobei die Windungen der
Eisenblechspirale ebenfalls gegeneinander isoliert sind.
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Der Erfindung liegt das Prinzip zugrunde,
die Elektromagnet-Spulenanordnung und die Magnet-Ankeranordnung
im Wesentlichen rechtwinkelig zueinander zu orientieren.
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Erfindungsgemäß können die Magnet-Spulenanordnung
und die Magnet-Ankeranordnung sich in radialer Richtung zur Mittelachse
zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig überlappen. Damit wird ein besonders
effizienter Magnetkreis realisiert, der sehr geringe Ventil-öffnungs-/Schließ- erlaubt.
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Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoff-Einspritzventils
kann die Magnet-Jochanordnung als ein im Wesentlichen zylindrischer
weichmagnetischer Scheibenkörper
mit radial oder tangential zur Mittellängsachse orientierten Unterbrechungen
gestaltet sein. Diese Unterbrechungen können einfache Schlitze sein
oder zur Erhöhung der
Stabilität
der Magnet-Jochanordnung durch Material gebildet sein, das einen
höheren
magnetischen Widerstand als das Material des weichmagnetischen Scheibenkörpers hat.
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Bei einer anderen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Brennstoff-Einspritzventils
kann die Magnet-Ankeranordnung durch zwei oder mehr von einander
räumlich
getrennte streifenförmige weichmagnetische
Abschnitte gebildet sein. Auch hier können die räumlichen Trennungen einfache Schlitze
sein oder zur Erhöhung
der Stabilität
durch Material gebildet sein, das einen höheren magnetischen Widerstand
als das Material der streifenförmigen
weichmagnetischen Abschnitte hat.
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Die Magnet-Ankeranordnung kann eine weichmagnetische
Scheibe mit Ausnehmungen, vorzugsweise radial orientierten, zum
Rand der Scheibe reichenden Schlitzen, oder Langlöchern gestaltet sein.
Auch hier können
die zum Rand der Scheibe reichenden Schlitzen oder Langlöcher einfache
Ausnehmungen sein oder zur Erhöhung
der Stabilität durch
Material gebildet sein, das einen höheren magnetischen Widerstand
als das Material der weichmagnetischen Scheibe hat.
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Gemäß einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Brennstoff-Einspritzventils
können die
weichmagnetische Ankeranordnung und das Ventilglied miteinander
verbunden und durch eine Federanordnung in die Offen-Stellung oder
die Geschlossen-Stellung
vorgespannt und durch Bestromung der Magnet-Spulenanordnung in die
Geschlossen-Stellung oder die Offen-Stellung bringbar sind.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Brennstoff-Einspritzventils
können
auch zwei der oben beschriebenen Betätigungseinrichtungen vorgesehen
sein, die auf das Ventilglied gegensinnig wirken und dieses bei
jeweiliger Bestromung in die Geschlossen-Stellung bzw. die Offen-Stellung
bringen.
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Das erfindungsgemäße Brennstoff-Einspritzventil
kann dazu eingerichtet und dimensioniert sein, in den Brennraum
einer fremdgezündeten
Brennkraftmaschine, oder in den Brennraum einer selbstzündenden
Brennkraftmaschine zu ragen.
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Weitere Vorteile, Ausgestaltungen
oder Variationsmöglichkeiten
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren in denen
die Erfindung im Detail beschrieben ist.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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1 zeigt
eine schematische Darstellung im Längsschnitt durch ein Brennstoff-Einspritzventil gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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2 zeigt
eine schematische Draufsicht auf einen Querschnitt einer Weichmagnet-Ankeranordnung aus 1, geschnitten entlang der
Linie II – II.
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3 zeigt
eine schematische Draufsicht auf einen Querschnitt einer Weichmagnet-Jochanordnung aus 1, geschnitten entlang der
Linie III – III.
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4 zeigt
eine schematische Darstellung im Längsschnitt durch ein Brennstoff-Einspritzventil gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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5 zeigt
eine schematische Draufsicht auf einen Querschnitt einer Weichmagnet-Ankeranordnung aus 4, geschnitten entlang der
Linie V – V.
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6 zeigt
eine schematische Draufsicht auf einen Querschnitt einer Weichmagnet-Jochanordnung aus 4, geschnitten entlang der
Linie IV – IV
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Detaillierte Beschreibung
derzeitig bevorzugter Ausführungsformen
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In 1 ist
Brennstoff-Einspritzventil mit einem zu einer Mittellängsachse
M im wesentlichen rotationssymmetrischen Ventilgehäuse 10 im
schematischen Längsschnitt
in einer halb geöffneten
Stellung gezeigt. Ein derartiges Brennstoff-Einspritzventil dient
zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den nicht weiter veranschaulichten
Brennraum einer Brennkraftmaschine. Das Brennstoff-Einspritzventil 10 hat
einen radial orientierten, seitlichen Brennstoff Einlass 12,
durch den mittels einer nicht weiter veranschaulichten Pumpe oder
sonstigen Druckgeber unter Druck gesetzter Brennstoff in das Brennstoff-Einspritzventil
einströmen
kann. Es ist jedoch auch möglich,
den Brennstoff-Einlass etwa im mit 14 angedeuteten zentralen
in 1 oberen Bereich
des Brennstoff Einspritzventils vorzusehen. Von dem Brennstoff-Einlass 12 reicht
ein zentraler Brennstoff-Kanal 16 durch ein Rohr 17 zu
einem Brennstoff-Ausmaß 18.
An Ende des zentralen Brennstoff-Kanals 16 ist eine Ventilanordnung 20 vorgesehen,
um den Brennstoff in gesteuerter Weise durch den Brennstoff Ausmaß 18 in
den Brennraum der Brennkraftmaschine ausströmen zu lassen.
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Die Ventilanordnung 20 ist
durch ein sich in dem zentralen Brennstoff-Kanal 16 befindliches
und zum Brennstoff-Ausmaß 18 hin
konisch verjüngendes
Ventilglied 20a und einen mit dem Ventilglied 20a zusammenwirkenden
Ventilsitz 20b gebildet, der der Form des Ventilgliedes 20a entsprechend
gestaltet ist.
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Das Ventilglied 20a ist über eine
Betätigungsstange 22 mit
einer elektrisch ansteuerbaren Betätigungseinrichtung 24 verbunden,
um das Ventilglied 20a zwischen einer Offen-Stellung und
einer Geschlossen-Stellung (in 1 auf
und ab) zu bewegen. Damit wird von dem Brennstoff-Einlass 12 kommender
und durch den zentralen Brennstoff-Kanal 16 strömender,
unter Druck stehender Brennstoff in gesteuerter Weise durch den
Brennstoff-Ausmaß 18 in den
Brennraum ausgestoßen.
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Die Betätigungseinrichtung 24 ist
gebildet durch eine zur Mittelachse M konzentrische, ringzylindrische
Elektromagnet-Spulenanordnung 24a, eine mit dieser zusammenwirkende
weichmagnetische Magnet Jochanordnung 24b, sowie eine mit
dieser zusammenwirkende weichmagnetische Magnet-Ankeranordnung 24c.
Dabei ist die weichmagnetische Magnet-Jochanordnung 24b aus
zwei etwa auf Höhe
der Schnittlinie II – II
zusammengefügten Schalen-Hälften 24b' und 24b'' mit ringzylindrischen Ausnehmungen 26a, 26b gebildet.
In den ringzylindrischen Ausnehmungen 26a, 26b ist
jeweils eine Elektromagnet-Spulenanordnung 24a' und 24a'' aufgenommen, die bündig mit
den jeweiligen Stirnflächen 27a, 27b der
Schalen-Hälften 24b' und 24b'' abschließen. Die Stirnflächen 27a, 27b der
Schalen-Hälften 24b' und 24b'' begrenzen einen kreis-zylindrischen
Hohlraum 28, in dem die Magnet-Ankeranordnung 24c längs der
Mittelachse M beweglich aufgenommen ist. Die beiden Schalen-Hälften 24b' und 24b'' können dabei auch einen Abstand
zueinander haben, der durch einen magnetisch nicht wirksamen Abstandshalter
etwa mit der Höhe
des Hohlraums 28 festgelegt ist.
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Die Magnet-Ankeranordnung 24c ist
eine kreisrunde eisenhaltige Scheibe mit einer weiter unten im Detail
beschriebenen Gestalt. Die Elektromagnet-Spulenanordnung 24a und
die Magnet-Ankeranordnung 24c überlappen sich in radialer
Richtung bezogen auf die Mittelachse (M). Wie in der 1 gezeigt ist, hat die Elektromagnet-Spulenanordnung 24a einen
geringeren Außendurchmesser
als die im Wesentlichen kreisrunde Ankerscheibe 24c, so
dass der aus der Elektromagnet-Spulenanordnung 24a hervorgerufene
magnetische Fluss praktisch ohne nennenswerte Streu-Verluste in
die Ankerscheibe 24c eindringt. Damit wird ein besonders
effizienter Magnetkreis realisiert, der sehr geringe Ventil-Öffnungs-/Schließ- sowie
hohe Ventilschließgleid-Haltekräfte erlaubt.
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2 zeigt
die weichmagnetische Magnet-Ankeranordnung 24c. Sie hat
eine im Wesentlichen kreisrunde weichmagnetische Ankerscheibe 24c,
die konzentrisch zu der Mittelachse M angeordnet ist. Um die in
der Ankerscheibe 24c induzierten Wirbelströme beim
Betrieb des Brennstoff Einspritzventils möglichst gering zu halten, ist
die Ankerscheibe 24c mit radial orientierten Unterbrechungen 36 versehen.
Diese Unterbrechungen haben die Gestalt von zum Rand 30 der
Ankerscheibe 24c reichenden Schlitzen 36. Dadurch
entstehen radial orientierte Streifen 25, die im Zentrum
der Scheibe 24c miteinander verbunden sind. Anstatt die
radial orientierten Streifen 25 im Zentrum der Scheibe 24c miteinander zu
verbinden ist es auch möglich,
am äusseren
Ende der Streifen einen diese miteilander verbindenden Materialsteg
vorzusehen, der für
eine geschlossene Mantelfläche
sorgt.
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3 zeigt
die weichmagnetische Magnet Jochanordnung 24b im Querschnitt.
Sie hat eine zu der Mittelachse M im Wesentlichen symmetrische und
konzentrische Gestalt. Um die in der Magnet-Jochanordnung 24b induzierten
Wirbelströme beim
Betrieb des Brennstoff-Einspritzventils möglichst gering zu halten, ist
die Magnet-Jochanordnung 24b aus aufeinandergestapelten
Eisen-Blechscheiben mit einer Vielzahl von radial orientierten senkrechten
Unterbrechungen 36 in Form von Schlitzen versehen. Die
Schlitze 36 können
mit einem stabilisierenden Material aufgefüllt um die einzelnen Blechstücke in ihrer
Position zueinander festrulegen. Zwischen den Schlitzen 36 ist
an der Außenwand
ein Materialsteg 38 vorgesehen, der für eine geschlossene Mantelfläche sorgt.
Dabei sind beide Schalen-Hälften 24b' und 24b'' der Magnet-Jochanordnung 24b mit den Schlitren 36 versehen.
Anstelle der aufeinandergestapelten Eisen-Blechscheiben mit den
orientierten senkrechten Unterbrechungen 36 kann das Joch-Eisen
auch durch konzentrische, gegeneinander isolierte Eisenblechringe
gebildet sein, in das die Ausnehmungen für die Elektromagnet-Spulenanordnungen
eingearbeitet oder ausgespart sind. Alternativ dazu kann auf einer
Seite isoliertes Eisenblech spiralförmig zu der Magnetjoch-Anordnung
aufgewickelt sein, wobei die Ausnehmungen für die Elektromagnet-Spulenanordnungen
entweder nachträglich
eingearbeitet oder durch entsprechend geformtes Eisenblech ausgespart
sein können.
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Aus dem Vorstehenden wird deutlich,
dass die kreisringförmige
Elektromagnet-Spulenanordnung 24a und die radial orientierten
Streifen 25 der weichmagnetischen Ankerscheibe 24c im
Wesentlichen rechtwinkelig zueinander orientiert sind. Es versteht
sich, dass dies entweder in der vorstehend beschriebenen Form mit
radial orientierten Streifen 25 der Anker-Anordnung 24b und
einer kreisringförmigen
Elektromagnet-Spulenanordnung 24a realisiert werden kann,
oder mit kreisringförmigen
Ankerteilen und einer sternförmig
oder vom Zentrum strahlenförmig
nach aussen gerichtet gestalteten Elektromagnet-Spulenanordnung.
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Wie in 1 veranschaulicht,
ist die Ankerscheibe 24c mit der Betätigungsstange 22 starr
verbunden und in einem durch die Schalen-Hälften 24b' und 24b'' der Magnet-Jochanordnung 24b begrenzten
Ankerraum 34 längs
der Mittelachse M in dem Rohr 17 geführt längsbeweglich aufgenommen. Dabei
ist die Ankerscheibe 24c mit der Betätigungsstange 22 durch
eine zur Mittelachse M koaxial angeordnete Schraubenfeder 40 belastet,
so dass das am Ende der Betätigungsstange 22 befindliche
Ventilglied 20a in dem Ventilsitz 20b fluiddicht
sitzt, also in seine Geschlossen-Stellung gedrängt ist. Bei Bestromen einer
der Spulen (zum Beispiel 24a')
der Elektromagnet-Spulenanordnung 24a wird
in der Magnet-Jochanordnung 24b ein wirbelstromarmes Magnetfeld
induziert, das die Ankerscheibe 24c mit der Betätigungsstange 22 in
Richtung der jeweiligen Schalen-Hälfte 24b' zieht in der
sich die bestromte Spule befindet. Damit bewegt sich das Ventilglied 20a von
dem Ventilsitz 20b weg in seine Offen-Stellung. Beim Bestromen
der anderen Spule (zum Beispiel 24a'')
der Elektromagnet-Spulenanordnung 24a bewegt sich das Ventilglied 20a in
die jeweils andere Stellung zu dem Ventilsitz 20b hin in
seine Geschlossen-Stellung. Eine am von dem Ventilglied 20a abliegenden
Ende der Betätigungsstange 22 auf
diese wirkende Schraubenfeder 40 hält das Ventilglied 20a bei
unbestromter Elektromagnet-Spulenanordnung 24a in seiner
Geschlossen-Stellung.
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In 4 ist
eine zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Brennstoff-Einspritzventil gezeigt,
wobei Komponenten mit gleichartiger oder gleicher Funktion wie bei
der Ausführungsform
in den 1 – 3 mit entsprechenden Bezugszeichen
versehen sind. Eine detaillierte Beschreibung erübrigt sich daher insoweit.
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Ein wesentlicher Unterschied zwischen
den beiden Ausführungsformen
besteht darin, dass bei 4 die
Spulenanordnung zu beiden Seiten der weichmagnetischen Magnet-Ankeranordnung 24c jeweils
mehrteilig ist. Dabei sind jeweils zwei oder mehr konzentrische
Elektromagnet-Spulenanordnungen 24a', 24a'' vorgesehen,
die im Wesentlichen bündig mit
den jeweiligen Stirnflächen 27a, 27b der
Schalen-Hälften 24b' und 24b'' abschließen. Die einzelnen Ring-Spulen
haben dabei eine auf die Mittelachse M bezogene radiale Dicke von
30 % des zwischen zwei Ring-Spulen vorhandenen Magnetjoch-Eisens. Diese
Ausführungsform
kann bei gleichem Bauvolumen eine gegenüber der in den 1 – gezeigten Ausführungsform
erhöhte
Magnetfeld-Dichte und damit auch eine gesteigerte Ventilglied-Haltekraft
und Ventilglied-Betätigungsgeschwindigkeit
haben. Die einzelnen Ring-Spulen einer Seite (oberhalb bzw. unterhalb
der Magnet-Ankeranordnung 24c) werden dabei abwechselnd
gegensinnig bestromt, wie dies durch die entgegensetzten Pfeile
in 6 angedeutet ist.
Das Joch-Eisen zwischen den einzelnen Ring-Spulen einer Seite ist
hier durch konzentrische, gegeneinander isolierte Eisenblechringe
gebildet. Alternativ dazu kann auch zumindest auf einer Seite isoliertes
Eisenblech spiralförmig
zu der Magnetjoch-Anordnung aufgewickelt sein, wobei die Ausnehmungen
für die
Elektromagnet-Spulenanordnungen entweder nachträglich eingearbeitet oder durch entsprechend
geformtes Eisenblech ausgespart sein können.
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Die beiden Ausführungsformen sind mit elektrisch
ansteuerbaren Betätigungseinrichtungen 24 gezeigt,
bei denen eine zentrale Betätigungsstange 22 von
einer scheibenförmigen
Magnet-Ankeranordnung 24c bewegt wird. Es ist auch möglich, anstelle der
zentralen Betätigungsstange 22 ein
Rohr vorzusehen, an dessen Stirnfläche der Magnet-Anker angeordnet
ist.