DE19839580A1 - Elektromagnet für eine Treibstoffeinspritzvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Treibstoffeinspritzvorrichtungen und im insbesonderen auf eine Treibstoffeinspritzvorrichtung, die einen Magneten bzw. Elektromagneten als Betätigungselement verwendet.

Einspritzmotoren verwenden Treibstoffeinspritzvorrichtun­ gen, von denen jede eine abgemessene Menge an Treibstoff während jedes Motorzyklus einem zugeordneten Motorzylinder zuführt. Häufig werden derartige Einspritzvorrichtungen auch als "Einspritzventil" oder "Einspritzdüse" bezeich­ net, ohne daß diese Bezeichnungen eng auf ein Ventil oder eine Düse als solche beschränkt sind.

Frühere Treibstoffeinspritzvorrichtungen waren der Art nach mechanisch oder hydraulisch betätigt, mit entweder einer mechanischen oder hydraulischen Steuerung der Treib­ stoffabgabe. In jüngerer Zeit wurden elektronisch gesteu­ erte Treibstoffeinspritzvorrichtungen entwickelt. Im Fall einer Einspritzvorrichtung mit mechanisch betätigter elek­ tronischer Einheit wird Treibstoff der Einspritzvorrich­ tung durch eine Förderpumpe zugeführt. Die Einspritzvor­ richtung umfaßt einen Kolben, der durch einen nockenge­ triebenen Kipphebel beweglich ist, um den Treibstoff, der von der Förderpumpe angeliefert wurde, auf hohen Druck zu komprimieren. Ein elektrisch betätigter Mechanismus, der entweder außerhalb des Körpers der Einspritzvorrichtung getragen ist oder innerhalb der eigentlichen Einspritzvor­ richtung angeordnet ist, wird dann betätigt, um die Treib­ stoffabgabe an den zugeordneten Motorzylinder zu veranlas­ sen.

In früheren Konstruktionen derartiger Treibstoffeinspritz­ vorrichtungen wurde Treibstoff unter hohem Druck durch Ka­ näle geleitet, die außerhalb einer mittigen Aussparung an­ geordnet sind, die einen Elektromagneten enthält, der ei­ nen Ventilmechanismus betätigt. Die Kanäle sind dicht an der Außenoberfläche der Treibstoffeinspritzvorrichtung an­ geordnet und sind dadurch gebildet, daß man einander schneidende Bohrungen bohrt. Nach dem Bohren müssen Ab­ schnitte einiger der Bohrungen mit Stopfen ausgefüllt wer­ den. Diese Kanäle und Stopfen sind sehr hohen Strömungs­ mitteldrücken ausgesetzt und erfordern hierdurch einen sorgfältigen Aufbau, so daß ihre Kompliziertheit und ihre Kosten erhöht werden.

Zusätzlich zur Vorangehenden ist deswegen, weil die Hoch­ druckkanäle außerhalb des Elektromagneten angeordnet sind, die Größe des Elektromagneten notwendigerweise begrenzt, wodurch auch die zur Verfügung stehende Kraft des Elektro­ magneten begrenzt wird.

Noch weiter ist anzuführen, daß eine frühere Art einer Treibstoffeinspritzvorrichtung ein unmittelbar betätigtes Sperrventil benutzt, das einen oberen und unteren Ventil­ sitz umfaßt, die zum ordnungsgemäßen Betrieb genau ausge­ richtet werden müssen. Herstellungs- und Montagetoleranzen müssen deshalb gering gehalten werden, was die Kosten noch weiter erhöht.

Es ist ein Ziel der Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 7. Bevorzugte vorteilhafte Ausgestal­ tungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen An­ sprüchen beschrieben.

Danach wurde ein Doppelanker-Elektromagnet für eine Treib­ stoffeinspritzvorrichtung konstruiert, der es vorteilhaft gestattet, daß die Richtung einer Treibstoffströmung im wesentlichen mit der Mittelachse der Treibstoffeinspritz­ vorrichtung zusammenfällt, wodurch die oben vermerkten Nachteile vermieden sind.

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Elektromagnet für eine Treibstoffeinspritzvorrichtung eine Magnetspule, die in einem Stator angeordnet ist. Dieser Stator weist eine mittige Aussparung und ein flußleitendes Element auf, das vom Stator innerhalb eines Raumes getra­ gen ist, der von der Magnetspule umspannt ist. Ein fluß­ sperrendes Element ist innerhalb der mittigen Aussparung angeordnet und von dem flußleitendem Element umgeben. Ein erster und zweiter Anker sind in der mittigen Aussparung auf gegenüberliegenden Seiten des den flußsperrenden Ele­ ments angeordnet. Jeder der Anker hat mindestens einen Ab­ schnitt innerhalb der axialen Erstreckung des flußleiten­ den Elements. Beide Anker sind in axialer Richtung vom flußsperrenden Element weg in Reaktion auf einen Strom be­ weglich, der in der Magnetspule fließt.

Bevorzugt ist das flußsperrende Element innerhalb des flußleitenden Elements frei beweglich und vorzugsweise eben ausgebildet. Nach einer weiteren bevorzugten Ausfüh­ rungsform ist das flußleitende Element bevorzugt zylin­ drisch ausgebildet.

Der Stator des Elektromagneten hat bevorzugt einen C-förmigen Querschnitt und weist ein Paar äußerer Schenkel auf, wobei jeder vom ersten und zweiten Anker einen Flansch umfaßt, der mit einem äußeren Schenkel des Stators einen Luftspalt bildet.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfassen das flußsperrende Element und der erste und zweite Anker zylindrische Innenwände, die im wesentlichen gemeinsam miteinander enden bzw. abschließen.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorlie­ genden Erfindung umfaßt ein Elektromagnet für eine Treib­ stoffeinspritzvorrichtung einen ringförmigen Stator aus magnetischem Material, der im Querschnitt C-förmig ist und ein paar äußerer Schenkel sowie einen Mittelabschnitt um­ faßt, die gemeinsam eine mittige Aussparung festlegen. Ei­ ne Magnetspule ist an einem Spulenkern ausgebildet und in der mittigen Aussparung angeordnet. Ein zylindrisches flußleitendes Element ist vom Spulenkern innerhalb der mittigen Aussparung getragen, und ein flusperrendes Ele­ ment befindet sich innerhalb des flußleitenden Elements und erstreckt sich radial innerhalb dessen. Ein erster und ein zweiter Anker sind in der mittigen Aussparung auf der ersten bzw. auf der zweiten Seite des flußsperrenden Ele­ ments angeordnet. Jeder der Anker umfaßt einen ringförmi­ gen äußeren Flansch, der einen Luftspalt zusammen mit ei­ nem zugeordneten äußeren Schenkel des Stators bildet. Je­ der Anker umfaßt ferner einen Ankerabschnitt, der inner­ halb der axialen Erstreckung des flußleitenden Elements angeordnet ist, und beide Anker sind in axialer Richtung vom flußsperrenden Element weg in Reaktion auf einen Strom beweglich, der in der Magnetspule fließt.

Die vorliegende Erfindung gestattet vorteilhaft, daß der Hochdruck-Treibstoffkanal an der Mittellinie der Ein­ spritzvorrichtung angeordnet werden kann. Dabei wird ein günstiger Ventilaufbau benutzt, der das Erfordernis einan­ der schneidender Bohrungen und Stopfen und damit mit der Ventilausrichtung zusammenhängenden Probleme vermeidet, die oben angemerkt sind.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der beigefügten, schematischen Zeichnung beispielsweise noch näher erläu­ tert. Daraus ergeben sich auch weitere Vorteile und Ausge­ staltungen der Erfindung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Treibstoffeinspritzvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, zusammen mit ei­ ner Nockenwelle und einem Kipphebel, und die Figur stellt weiter ein Blockschaltbild einer Förderpum­ pe und einer Treiberschaltung zum Steuern der Treibstoffeinspritzvorrichtung dar;

Fig. 2 ein Teilschnitt der Treibstoffeinspritzvorrichtung der Fig. 1;

Fig. 3 ein vergrößerter Teilschnitt der Treibstoffein­ spritzvorrichtung der Fig. 2, wobei der Elektroma­ gnet detaillierter dargestellt ist; und

Fig. 4 ein Wellenformdiagramm, das Strom-Wellenformen darstellt, die der Elektromagnetspule der Fig. 2 und 3 zugeführt werden.

Es wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben und dabei bezug auf Fig. 1 genommen. Dabei ist ein Abschnitt eines Treibstoffsystems 10 dargestellt, das für einen Diesel-Kolben-Verbrennungsmotor mit Direktein­ spritzung ausgelegt ist. Es wird jedoch darauf hingewie­ sen, daß die vorliegende Erfindung auch auf andere Arten von Motoren anwendbar ist, wie etwa Kreiskolbenmotoren oder Motoren mit modifiziertem Zyklus, und daß der Motor eine oder mehrere Motorbrennkammern oder Zylinder aufwei­ sen kann. Der Motor hat mindestens einen Zylinderkopf, wo­ bei jeder Zylinderkopf eine oder mehrere gesonderte Ein­ spritzbohrungen festlegt, von denen jede eine Einspritz­ vorrichtung 20 nach der vorliegenden Erfindung aufnimmt.

Das Treibstoffsystem 10 umfaßt ferner eine Vorrichtung 22 zum Zuführen von Treibstoff zu jeder Einspritzvorrichtung 20, eine Vorrichtung 24, um jede Einspritzvorrichtung 20 zu veranlassen, den Treibstoff unter Druck zu setzen, und eine Vorrichtung 26, um jede Einspritzvorrichtung 20 elek­ tronisch zu steuern.

Die Treibstoff-Zufuhrvorrichtung 22 umfaßt bevorzugt einen Treibstofftank 28, einen Treibstoff-Zufuhrkanal 30, der in Strömungsmittelverbindung zwischen dem Treibstofftank 28 und der Einspritzvorrichtung 20 angeordnet ist, eine Treibstofförderpumpe 32 mit verhältnismäßig niedrigem Druck, ein oder mehrere Treibstoffilter 34 und einen Treibstoff-Ablaufkanal 36, der in Strömungsmittelverbin­ dung zwischen der Einspritzvorrichtung 20 und dem Treib­ stofftank 28 angeordnet ist. Falls gewünscht, können Treibstoffkanäle im Kopf des Motors in Strömungsmittelver­ bindung mit der Treibstoffeinspritzvorrichtung 20 und ei­ nem oder beiden der Kanäle 30 und 36 angeordnet sein.

Die Vorrichtung 24 kann jede mechanische Betätigungsvor­ richtung oder hydraulische Betätigungsvorrichtung sein. In der gezeigten Ausführungsform wird eine Anordnung 50 aus einem Stößel und einem Kolben, die der Einspritzvorrich­ tung 20 zugeordnet ist, mittelbar oder unmittelbar von ei­ nem Nockenvorsprung 52 einer vom Motor angetriebenen Noc­ kenwelle 54 betätigt. Der Nockenvorsprung 52 treibt eine Kipphebelanordnung 64, die ihrerseits die Anordnung 50 aus Stößel und Kolben hin- und herbewegt. Es kann alternativ auch eine Schubstange (nicht gezeigt) zwischen dem Nocken­ vorsprung 52 und der Kipphebelanordnung 64 angeordnet sein.

Die elektronische Steuervorrichtung 26 umfaßt bevorzugt ein elektronisches Steuermodul (ECM) 66, das folgendes steuert: (1) den Zeitablauf des Treibstoffeinspritzvorgan­ ges; (2) die gesamte Treibstoffeinspritzmenge während ei­ nes Einspritzzyklus; (3) den Treibstoff-Einspritzdruck; (4) die Anzahl gesonderter Einspritzsegmente während eines jeden Einspritzzyklus; (5) das Zeitintervall bzw. die Zei­ tintervalle zwischen den Einspritzsegmenten; und (6) die Treibstoffmenge, die während eines jeden Einspritzsegments eines jeden Einspritzzyklus abgegeben wird.

Bevorzugt ist jede Einspritzvorrichtung 20 eine eine Ein­ heit bildende Einspritzvorrichtung, die in einem einzigen Gehäuse eine Vorrichtung umfaßt, um sowohl den Treibstoff unter Druck mit hohem Pegel zu setzten als auch den unter Druck gesetzten Treibstoff in den zugeordneten Zylinder einzuspritzen. Obwohl als Einheits-Einspritzvorrichtung 20 gezeigt, könnte die Einspritzvorrichtung auch einen Modu­ laufbau aufweisen, worin die Treibstoff-Einspritz­ einrichtung von der Treibstoff-Druckbeaufschlagungsein­ richtung gesondert ist.

Es wird nun auf die Fig. 2 und 3 bezug genommen. Danach umfaßt die Einspritzvorrichtung 20 ein Gehäuse 74, einen Düsenabschnitt 76, eine elektrische Betätigungseinrichtung 78, ein Ablaß- bzw. Überstromventil 80, eine Ablaßventil­ feder 81, einen Kolben 82, der in einer Kolbenhöhlung 83 angeordnet ist, ein Sperrteil 84, eine Sperrteilfeder 86, die einen Sperrteilkolben 87 umgibt, wobei das Sperrteil 84 und der Sperrteilkolben 87 zusammen eine Sperranordnung bilden, ein unmittelbar betätigtes Sperrventil (DOC-Ventil) 88 und eine Feder (DOC-Feder) 90 für das unmittel­ bar betätigte Sperrventil 88. In der bevorzugten Aus­ führungsform übt die Ablaßventilfeder 81 eine erste Fe­ derkraft aus, wenn sie zusammengedrückt ist, während die Feder 90 für das unmittelbar betätigte Sperrventil eine zweite Federkraft ausübt, die größer ist als die erste Fe­ derkraft, wenn sie zusammengedrückt ist.

Die elektrische Betätigungseinrichtung 78 weist einen Elektromagneten 100 zum Steuern der Ventile 80, 88 auf. Der Elektromagnet 100 umfaßt einen C-förmigen Stator 102 aus magnetischem Material, der eine Aussparung 104 auf­ weist, in welcher eine Magnetspule 106 angeordnet ist. Der Elektromagnet 100 umfaßt ferner eine Ankeranordnung, die einen ersten und zweiten ringförmigen Anker 108 bzw. 110 aufweist, die auf jeder Seite eines ringförmigen mittigen Distanzteils 112 angeordnet sind, das aus nichtmagneti­ schem Material (das heißt, einem Material mit hoher Reluk­ tanz) hergestellt ist, und das als ein flußsperrendes Ele­ ment wirksam ist. Das mittige Distanzstück 112 ist eben und innerhalb eines zylindrischen, außen gelegenen, fluß­ leitenden Teils 114 angeordnet und innerhalb dessen frei beweglich. Das flußleitende Teil 114 ist aus einem Materi­ al mit niedriger Reluktanz hergestellt und auf einen Spu­ lenkörper 116 aufgeformt, der innerhalb des Stators 102 gehalten ist. Der erste und zweite Anker 108 und 110 um­ fassen Abschnitte, die innerhalb der axialen Erstreckung des flußleitenden Teils 114 angeordnet sind; und sie um­ fassen ferner gemeinsam endende zylindrische Innenwände 118, 119, die ein Mittelrohr 120 umgeben, wie es auch beim ersten und zweiten Ventil 80, 88 und beim mittigen Di­ stanzstück 112 der Fall ist.

Wenn Strom an die Magnetspule 106 angelegt wird, wird ein magnetischer Fluß aufgebaut, der durch einen Mittelab­ schnitt 121a und die äußeren Schenkel 121b, 121c des Sta­ tors 102 des Elektromagneten, das flußleitende Teil 114 und den ersten und zweiten Anker 108, 110 fließt. Das Di­ stanzstück 112 sperrt den Durchtritt des magnetischen Flusses zwischen den Ankern 108, 110. In Reaktion auf eine solche Anlegung des Stromes wird jeder Anker 108, 110 axial zu einem gegenüberliegenden äußeren Schenkel 121b bzw. 121c des Stators 102 hin und vom Distanzstück 112 weggedrückt.

Falls gewünscht, kann das mittige Distanzstück 112 alter­ nativ auch am zylindrischen, außen gelegenen, flußleiten­ den Teil 114 befestigt sein; in diesem Fall muß der äußere Schenkel 121b getrennt sein vom Mittelabschnitt 121a (wie auch der andere Schenkel 121c), um es zu ermöglichen, daß die verschiedenen Teile montiert werden, bevor die äußeren Schenkel 121b, 121c am Mittelabschnitt 121a befestigt wer­ den.

Fig. 4 stellt Strom-Wellenformabschnitte 122, 124 dar, die von einer Treiberschaltung 126 an die Elektromagnetwick­ lung 106 während eines Abschnittes einer Einspritzfolge angelegt werden, um die Treibstoffeinspritzung zu bewir­ ken. Der erste Abschnitt 122 der Strom-Wellenform wird zwischen den Zeiten t=t₀ und t=t₅ angelegt und der zweite Abschnitt der Strom-Wellenform 124 wird nach der Zeit t=t₅ angelegt. Zwischen der Zeit t=t₀ und der Zeit t=t₂ wird die Elektromagnetwicklung 106 mit einem ersten Anzugstrom be­ aufschlagt; und ein erster Haltestrom bei ein wenig ver­ ringerten Pegeln wird nachfolgend zwischen den Zeiten t=t₂ und t=t₅ angelegt. Ein zweiter Anzugstrom mit einem größe­ ren Strompegel als der erste Anzugstrom wird zwischen den Zeiten t=t₅ und t=t₈ angelegt; und ein zweiter Haltepegel, der höher ist als der erste Haltepegel, wird zwischen den Zeiten t=t₈ und t=t₉ angelegt.

Im Detail ist beim Beginn einer Einspritzfolge die Magnet­ spule 106 nicht angeregt und gestattet es hierdurch, der Feder 81 des Ablaßventils (die eine erste Federkraft aus­ übt), das Ablaßventil 80 zu öffnen, so daß eine Dichtflä­ che 128 zu einem Ventilsitz 130 einen Abstand aufweist. Zu dieser Zeit bewegt auch die Feder 90 des unmittelbar be­ triebenen Sperrventils (die eine zweite Federkraft ausübt, die größer ist als die erste Federkraft) das unmittelbar betriebene Sperrventil 88 nach oben in eine Lage, wodurch eine Dichtfläche 134 auf Distanz zu einem Ventilsitz 136 gebracht wird, und derart, daß eine weitere Dichtfläche 138 in dichtenden Kontakt mit einem weiteren Ventilsitz 140 gelangt. Unter diesen Bedingungen tritt Treibstoff in eine Ventilaussparung 142 ein und strömt nachfolgend durch einen Kolbenkanal 143, Kanäle (nicht gezeigt) im Kolben 82 und eine Ringnut 144, die den Kolben 82 umgibt, zum Ab­ lauf. Nachfolgend drückt der Vorsprung 52 auf dem Nocken den Kolben 82 der Einspritzvorrichtung 20 nach unten, was die Kanäle im Kolben 82 aus der Strömungsmittelverbindung mit der Ringnut 144 herausbringt bzw. davon trennt, so daß dann eine Druckbeaufschlagung des Treibstoffs erfolgen kann. Der Strom-Wellenformabschnitt 122 wird dann an die Magnetspule 106 von der Treiberschaltung 126 abgeben. Die Pegel des Anzugs- und Haltestromes des Abschnittes 122 und die Ventilfedern 81, 90 sind so ausgewählt, daß die Bewe­ gungskraft, die vom ersten Anker 108 erzeugt wird, die er­ ste Federkraft überwindet, die von der Feder 81 aufge­ bracht wird, daß aber die Bewegungskraft, die vom zweiten Anker 110 erzeugt wird, kleiner ist als die zweite Feder­ kraft, die von der Feder 90 aufgebracht wird. Demzufolge bewegt sich der erste Anker 108 nach oben gegen ein Di­ stanzstück 144a, um die Größe eines oberen Luftspaltes zwischen einem ringförmigen Außenflansch 108a des Ankers 108 und einer ringförmigen Stirnfläche 121d des äußeren Schenkels 121b zu verringern, und verschließt das Ablaß­ ventil 80. An dieser Stelle wird die Dichtungsfläche 128 in dichtenden Kontakt mit dem Sitz 130 bewegt und isoliert hierdurch den Kolbenkanal 143 gegenüber der Ventilaus­ sparung 142. Während dieser Zeit bleibt auch, weil die Ventilfeder 90 eine größere Federkraft ausübt als die Kraft, die vom zweiten Anker 110 entwickelt wird, das un­ mittelbar betriebene Sperrventil 88 in dem schon vorher beschriebenen Zustand offen. Strömungsmittel, das von der Abwärtsbewegung des Kolbens 82 unter Druck gesetzt wird, wird hierdurch durch den Kolbenkanal 143 und einen Mit­ telkanal 145 im Mittelrohr 120 zum ersten und zweiten Sperrteil-Endkanal 146, 147 abgegeben, der zum Bodenende bzw. oberen Ende der Sperranordnung führt. Weil die Strö­ mungsmitteldrücke an den Enden der Sperranordnung im we­ sentlichen ausgeglichen sind, bleibt das Sperrteil 84 zu diesem Zeitpunkt geschlossen. Weil das Sperrteil 84 ge­ schlossen ist, ist eine kleinere Fläche dem Treibstoff­ druck am unteren Ende des Sperrteils 84 ausgesetzt als die Fläche, die dem Treibstoffdruck am oberen Ende der Sperranordnung ausgesetzt ist. Somit ergibt sich eine nach unten gerichtete resultierende Kraft, die die Federkraft erhöht, die von der Sperrteilfeder 86 ausgeübt wird, um das Sperrteil 84 geschlossen zu halten.

Die Treiberschaltung 126 gibt nachfolgend den zweiten Ab­ schnitt 124 der Strom-Wellenform an die Magnetspule 106 ab. Dieser erhöhte Strompegel entwickelt eine erhöhte Kraft am zweiten Anker 110, die die Kraft der zweiten Fe­ der überschreitet und den Anker veranlaßt, sich nach unten zu bewegen, um die Größe des Luftspaltes zwischen einem ringförmigen Außenflansch 110a und einer ringförmigen Stirnfläche 121e des Außenschenkels 121c zu verringern. Diese Abwärtsbewegung wird durch ein Distanzstück 148 auf das Ventil 88 übertragen, um das Ventil 88 zu veranlassen, sich ebenfalls so nach unten zu bewegen, daß die Dichtflä­ che 134 in dichtenden Kontakt mit dem Ventilsitz 136 be­ wegt wird. Zusätzlich bewegt sich die Dichtfläche 138 aus dem dichtenden Kontakt mit dem weiteren Ventilsitz 140 her­ aus. Die Wirkung dieser Bewegung ist es, den zweiten Sperrteil-Endkanal 147 gegenüber dem Hochdruck-Strömungsmittel im Mittelkanal 145 zu isolieren und die Strömungsmittelverbindung zwischen dem zweiten Sperrteil-Endkanal 147 und einem Kanal 150 zu gestatten, der in Strömungsmittelverbindung mit dem Ablauf steht (die Ver­ bindung zwischen dem Kanal 150 und dem Ablauf ist in den Figuren nicht gezeigt). Die Drücke über die Sperranordnung hinweg gelangen dann außer Gleichgewicht, wodurch das Sperrteil nach oben getrieben wird, und es ermöglicht, daß Treibstoff in einen zugeordneten Zylinder eingespritzt wird.

Wenn der Einspritzvorgang beendet werden soll, dann kann der Strom, der an die Magnetspule 106 abgegeben wird, bis auf den Haltepegel des ersten Abschnittes 122 der Strom-Wellenform verringert werden, wie in Fig. 4 dargestellt. Falls gewünscht, kann der Strom, der an die Magnetspule 106 abgegeben wird, auf null oder jeden anderen Pegel ver­ ringert werden, der niedriger ist als der erste Haltepe­ gel. In jedem Fall bewegt sich das unmittelbar betriebene Sperrventil 88 zuerst nach oben und stellt hierbei die Verbindung des zweiten Sperrteil-Endkanals 147 mit dem Ka­ nal 146 wieder her. Die Strömungsmitteldrücke über die Sperranordnung hinweg werden somit im wesentlichen ausge­ glichen, was es der Sperrteilfeder 86 und den Strömungs­ mitteldrücken, die auf die Sperranordnung einwirken, er­ möglicht, das Sperrteil 84 zu schließen. Der Strom kann dann auf null oder irgendeinen anderen Pegel verringert werden, der niedriger ist als der erste Haltepegel (wenn er nicht bereits derartig verringert wurde). Ungeachtet des Umstands, ob der angelegte Strom unmittelbar auf den ersten Haltepegel abfällt oder auf einen Pegel, der nied­ riger liegt als der erste Haltepegel, öffnet die Ablaßven­ tilfeder 81 das Ablaßventil 80, nachdem die Feder 90 des unmittelbar betriebenen Sperrventils 88 dieses nach oben bewegt hat.

Falls gewünscht, kann die Magnetspule mehr als zwei Ab­ schnitte der Strom-Wellenform aufnehmen, um entweder einen einzigen Anker oder Mehrfachanker zu veranlassen, sich in jede Anzahl von Lagen (nicht nur zwei) zu bewegen und hierbei ein oder mehrere Ventile oder andere bewegliche Elemente zu betreiben.

Ferner können auch mehrfache oder geteilte Einspritzvor­ gänge pro Einspritzzyklus durch Zuführen von geeigneten Wellenformabschnitten zur Magnetspule 106 erwirkt werden. Beispielsweise können die ersten und zweiten Wellenformab­ schnitte 122, 124 der Spule 106 zugeführt werden, um eine Leiteinspritzung oder erste Einspritzung zu bewirken. Un­ mittelbar nachfolgend kann der Strom auf den Pegel des er­ sten Haltestromes verringert und dann wieder auf die Pegel des zweiten Anzug- und Haltestromes erhöht werden, um ei­ nen zweiten Einspritzvorgang oder Haupteinspritzvorgang zu bewirken. Es können aber auch der Leiteinspritzvorgang und der Haupteinspritzvorgang dadurch bewirkt werden, daß man anfangs die Wellenformabschnitte 122 und 124 an die Ma­ gnetspule 106 anlegt und dann das Anlegen der Abschnitte 122 und 124 an die Spule 106 wiederholt. Die Dauer der Leiteinspritzung und Haupteinspritzung (und somit die Men­ ge an Treibstoff, der während eines jeden Einspritzvorgan­ ges abgegeben wird) werden durch die Dauer der zweiten Haltepegel im Wellenformabschnitt 124 bestimmt. Es können allerdings die Verläufe der Wellenform, wie sie in Fig. 4 gezeigt sind, auch sonstwie nach Erfordernis oder Wunsch verändert werden, um ein geeignetes Einspritz-Ansprechverhalten oder eine andere Charakteristik zu er­ halten.

Zusammenfassend umfaßt der erfindungsgemäße Elektromagnet für eine Treibstoffeinspritzvorrichtung im wesentlichen eine Magnetspule, die in einem Stator angeordnet ist, ein flußleitendes Element, das vom Stator getragen ist, und ein flußsperrendes Element, das innerhalb einer mittigen Aussparung des Stators angeordnet und von dem flußleiten­ den Element umgeben ist. Ein erster und zweiter Anker sind auch in der mittigen Aussparung auf den gegenüberliegenden Seiten des flußsperrenden Elements angeordnet.

Wie aus dem vorangehenden ersichtlich wird, fällt der Mit­ telkanal 145 im wesentlichen mit der Mittelachse der Treibstoffeinspritzvorrichtung 20 zusammen und ist am er­ sten und zweiten Ende auf die Enden des Kolbenkanals 143 bzw. des ersten Sperrteils-Endkanals 146 ausgerichtet. Weil es der Aufbau des Elektromagneten gestattet, daß Treibstoff längs der Mitte der Einspritzvorrichtung ge­ lenkt wird, sind einander schneidende Bohrungen und Stop­ fen, die unter hohem Druck stehen, nicht erforderlich. Ferner besteht kein Erfordernis, den unteren Ventilsitz des unmittelbar betriebenen Sperrventils 88 auszurichten. Das Ventil kann aus weniger Teilen hergestellt werden, und die Anzahl von Schritten, die zur Herstellung des Ventils erforderlich ist, ist verringert. Es ist ferner auch noch mehr Raum für Bestandteile verfügbar und/oder die Größe der Einspritzvorrichtung kann verringert werden.

Zahlreiche Änderungen und alternative Ausbildungen der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann angesichts der voranstehenden Beschreibung ersichtlich. Dementsprechend soll diese Beschreibung nur als darstellend aufgefaßt wer­ den und dient dem Zweck, dem Fachmann die beste Art und Weise zu lehren, um die Erfindung auszuführen. Die Einzel­ heiten des Aufbaus und/oder der Funktion können wesentlich geändert werden, ohne daß man den Gedanken der Erfindung verläßt, und der ausschließliche Gebrauch aller Änderun­ gen, die im Schutzbereich der beigefügten Ansprüche lie­ gen, ist vorbehalten.

Claims (9)

1. Elektromagnet (100) für eine Treibstoffeinspritzvor­ richtung, mit:
einer Magnetspule (106), die in einem Stator 10 (102) angeordnet ist, der eine mittige Aussparung (104) aufweist;
einem flußleitenden Element (114), das vom Sta­ tor (102) innerhalb eines von der Magnetspule (106) umgebenden Raumes getragen ist und eine axiale Er­ streckung aufweist;
einem flußsperrenden Element (112), das inner­ halb der mittigen Aussparung (104) angeordnet und von dem den flußleitenden Element (114) umgeben ist; und
einem ersten und zweiten Anker (108, 110), die in der mittigen Aussparung (104) an gegenüberliegen­ den Seiten des flußsperrenden Elements (112) ange­ ordnet sind, jeweils mindestens einen Abschnitt in­ nerhalb der axialen Erstreckung des flußleitenden Elements (104) aufweisen und beide in Reaktion auf einen Strom, der in der Magnetspule (106) fließt, in axialer Richtung von dem flußsperrenden Element (112) weg beweglich sind.

2. Elektromagnet (100) nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das flußsperrende Element (112) inner­ halb des flußleitenden Elements (114) frei beweglich ist.

3. Elektromagnet (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das flußsperrende Element (112) eben ist.

4. Elektromagnet (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das flußleitende Ele­ ment (114) zylindrisch ist.

5. Elektromagnet (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (102) im Querschnitt C-förmig ist und ein Paar äußere Schen­ kel (121b, 121c) aufweist, und jeder des ersten und zweiten Ankers (108, 110) einen Flansch aufweist, der mit einem äußeren Schenkel (121b, 121c) des Sta­ tors (102) einen Luftspalt bildet.

6. Elektromagnet (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das flußsperrende Element (112) und der erste und zweite Anker (108, 110) zylindrische Innenwände umfassen, die im we­ sentlichen miteinander abschließen.

7. Elektromagnet (100) für eine Treibstoffeinspritzvor­ richtung, bevorzugt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit:
einem ringförmigen Stator (102) aus magnetischem Material, der im Querschnitt C-förmig ist und ein Paar äußerer Schenkel (121b, 121c) sowie einen Mit­ telabschnitt (121a) aufweist, die gemeinsam eine mittige Aussparung (104) festlegen;
einer Magnetspule (106), die an einem Spulenkör­ per (116) ausgebildet und in der mittigen Aussparung (104) angeordnet ist;
einem zylindrischen flußleitenden Element (114), das vom Spulenkörper (116) innerhalb der mittigen Aussparung (104) getragen ist und eine axiale Er­ streckung aufweist;
einem flußsperrenden Element (112), das inner­ halb des flußleitenden Elements (114) sich von die­ sem radial nach innen erstreckend angeordnet ist; und
einem ersten und zweiten Anker (108, 110), die in der mittigen Aussparung (104) auf der ersten bzw. zweiten Seite des flußsperrenden Elements (112) an­ geordnet sind und jeweils einen ringförmigen äußeren Flansch aufweisen, der einen Luftspalt mit einem zu­ geordneten äußeren Schenkel (121b; 121c) des Stators (102) bildet, wobei jeder Anker (108, 110) ferner einen Ankerabschnitt aufweist, der innerhalb der axialen Erstreckung des flußleitenden Elements (114) angeordnet ist und beide in Reaktion auf einen Strom, der in der Magnetspule (106) fließt, in axia­ ler Richtung von dem flußsperrenden Element (112) weg beweglich sind.

8. Elektromagnet (100) nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das flußsperrende Element (112) eben ist.

9. Elektromagnet (100) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Anker (108, 110) zylindrische Innenwände aufweisen, die im wesentlichen miteinander abschließen.