DE4443004C2 - Elektromagnetisches Ventil zum Öffnen oder Schließen eines Fluidkanals - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektro­ magnetisches Ventil, das ein Ventilelement bzw. -teil auf­ weist, welches darin in axialer Richtung gleitfähig ist und in der Lage ist, eine Hin- und Herbewegung im Ansprechen auf die Aktivierung und Deaktivierung eines zugeordneten Solenoiden, der ein magnetischen Feld erzeugt, hervorzuru­ fen.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel eines herkömmlichen elektroma­ gnetischen Ventils, das im wesentlichen einen tauchkolben­ artigen magnetischen Kreis in sich beinhaltet und haupt­ sächlich als elektromagnetisches Ventil zur Regulierung von überlaufenden oder zurückströmenden Kraftstoffmengen von einer Kraftstoffeinspritzpumpe einer Brennkraftmaschine bzw. eines Verbrennungsmotors verwendet wird. Die noch un­ geprüfte japanische Patentanmeldung JP 61072867 A, die dem U.S.-Patent Nr. 4,653,455 entspricht, zeigt eine wei­ tere Art eines elektromagnetischen Ventils, das einen magnetischen Kreis eines Flachmagneten bzw. Flachtyp- Magnetanordnung beinhaltet.

Ein in der Fig. 5 dargestelltes elektromagnetisches Ven­ til 100 enthält ein Gehäuse 101, das an einem Ende eine zy­ lindrische Bohrung aufweist. Ein mit einer nicht darge­ stellten Hochdruckpumpenkammer kommunizierender Ventilkör­ per 102 ist fest in der zylindrischen Bohrung des Gehäuses 101 untergebracht. Ein ortsfester Zylinder 103 weist einen Flansch 103a auf, der an der zylindrischen Bohrung des Ge­ häuses 101 befestigt ist. Ein beweglicher Zylinder 104 ist gleitfähig in der Innenwand des Ventilkörpers 102 gelagert. Eine Ventilnadel 105 ist gleitfähig an der Innenwand des ortsfesten Zylinders 103 abgestützt und eine Schraubendruckfeder 106 spannt die Ventilnadel 105 so vor, daß das Ventil geöffnet wird. Eine Distanzscheibe 107 in scheibenartiger Gestalt ist zwischen dem Gehäuse 101 und dem ortsfesten Zylinder 103 axial im elektromagnetischen Ventil 100 angeordnet. Die Distanzscheibe 107 steuert die axiale Bewegung der Ventilnadel 105. Das Gehäuse 101 weist ein anderes Ende auf, das eine Bohrung 101a mit geringerem Durchmesser und eine Bohrung 101b mit größerem Durchmesser aufweist. Die Bohrung 101a mit geringerem Durchmesser beherbergt eine fest angebrachte zylindrische Lagerbuchse 110 an ihrer inneren Wand. Die Lagerbuchse 110 erlaubt ei­ nem Ventilstößel 111 entlang ihrer Innenwand zu gleiten. Der Ventilstößel 111 wird an einem Ende mit der Ventilnadel 105 in Kontakt gebracht. Das andere Ende des Ventilstößels 111 ist mit einem Magnetanker 112 verbunden. Der Magnet­ anker 112 ist entlang der Innenwand des Stators 108 gleit­ fähig, und eine Schraubendruckfeder 113 beaufschlagt den Magnetanker 112 mit einer derartigen Vorspannung, daß das Ventil geöffnet wird. Eine um einen Spulenkörper 114 gewic­ kelte Wicklung bzw. Spule 115 ist zwischen der Bohrung 101a mit dem geringeren Durchmesser und der Bohrung 101b mit dem größeren Durchmesser untergebracht. Beide Enden der Spule 115 sind mit einer Anschlußklemme 116 verbunden. Die An­ schlußklemme 116, die in eine am Stator 108 ausgebildete Durchgangsbohrung 108a hineinragt, versorgt die Spule 115 mit elektrischem Strom aus einer nicht dargestellten Steu­ erschaltung. Die Vorspannkraft der Schraubendruckfeder 106 ist größer als die der Schraubendruckfeder 113. Wenn die Spule 115 nicht mit elektrischem Strom versorgt wird, ver­ schiebt die Vorspannkraft der Schraubendruckfeder 106 die Ventilnadel 105 so, daß das Ventil geöffnet wird.

Bis die unter Druck durchgeführte Kraftstoffzuführung beendet ist, empfängt die Spule 115 elektrischen Strom und erzeugt eine elektromagnetische Anziehungskraft, mit der die Ventilnadel 105 dazu gedrängt wird, das Ventil entgegen der Vorspannung der Schraubendruckfeder 106 zu schließen.

Wenn die Kraftstoffzuführung unter Druck beendet ist, wird der elektrische Strom für die Spule 115 unterbrochen und die Vorspannkraft der Schraubendruckfeder 106 bewirkt ein Zurückstellen der Ventilnadel 105, wodurch das Ventil ge­ öffnet wird. Es läuft deshalb Kraftstoff über oder strömt von der Hochdruckpumpenkammer zurück zu einer Niederdruck­ kraftstoffkammer durch eine Überlaufbohrung 102a des Ven­ tilkörpers 102 und einen Überlauf- oder Rückströmkanal 101c, der im Gehäuse 101 ausgebildet ist.

Andererseits weist das in der JP 61072867 A offenbarte elek­ tromagnetische Ventil eine Anordnung auf, in der sich eine Spule über die äußerste Peripherie eines Magnetankers hin­ aus erstreckt und mit einer Anschlußklemme verbunden ist, wodurch vermieden wird, daß die Anschlußklemme den Magnet­ anker beeinflußt oder stört, wenn sich der Magnetanker radial nach außen erstreckt.

Das in der Fig. 5 dargestellte elektromagnetische Ventil ist jedoch dadurch mit Nachteilen behaftet, daß der Magnet­ anker 112 radial innerhalb der Anschlußklemme 116 angeord­ net ist. Dies bedeutet, daß die Fläche des durch die Spule 115 erzeugten und den Magnetanker 112 durchdringenden ma­ gnetischen Flusses sehr klein ist. Eine auf den Magnetanker 112 wirkende magnetische Anziehungskraft ist nicht daher befriedigend. Hieraus ergibt sich das Problem eines schwa­ chen Ansprechverhaltens bei den Kraftstoffüberlauf- oder Rückströmungscharakteristiken. Um dieses schwache Ansprech­ verhalten zu verbessern, ist es im Normalfall notwendig, den der Spule 115 zuzuführenden elektrischen Strom zu erhö­ hen. Eine solche Erhöhung des elektrischen Stroms führt jedoch unmittelbar zu einem Anstieg des elektrischen Strom­ verbrauchs.

Das in der JP 61072867 A offenbarte elektromagnetische Ventil ist überdies dadurch nachteilbehaftet, daß an zwei Stellen eine Abstandseinstellung zwischen dem Stator und dem Magnetanker erforderlich ist, was zu einer Erhöhung der Herstellungskosten führt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektro­ magnetisches Ventil mit exzellentem Ansprechverhalten, geringem Verbrauch an elektrischem Strom und geringer Bau­ größe zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Er­ findung in einem ersten Gesichtspunkt ein elektromagneti­ sches Ventil, welches aufweist: ein Ventilteil, das eine Hin- und Herbewegung in axialer Richtung durchführt; eine elastische Einrichtung, um das Ventilteil in eine Richtung zu drängen; ein plattenförmiges bewegliches Teil, das aus magnetischem Material hergestellt ist und eine Vielzahl von in axialer Richtung geöffneten Durchgangslöchern beinhal­ tet, wobei das bewegliche Teil zu einer Einheit mit dem Ventilteil verbunden ist und zusammen mit dem Ventilteil eine Hin- und Herbewegung durchführt; ein im aktivierten Zustand ein magnetisches Feld erzeugendes Solenoid, um das bewegliche Teil entgegen einer Vorspannkraft der elasti­ schen Einrichtung anzuziehen; und eine Anschlußklemme, die dem Solenoid elektrischen Strom zuführt, wobei die An­ schlußklemme in das Durchgangsloch des beweglichen Teils eingefügt ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform des durch den ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung definierten elek­ tromagnetischen Ventils weist folgende Merkmale auf.

Ein Isolierelement bzw. -teil ist rund um die Anschluß­ klemme in einem Bereich vorgesehen, wo das bewegliche Teil eine gegenläufige bzw. Hin- und Herbewegung verursacht, um die Anschlußklemme dadurch vom beweglichen Teil zu isolie­ ren. Das Isolierteil besteht aus Keramik. Die Anzahl der im beweglichen Teil ausgebildeten Durchgangslöcher ist größer als die Anzahl der Anschlußklemmen. Das elektromagnetische Ventil enthält eine darin ausgebildete Kammer, die es dem beweglichen Teil erlaubt, eine Hin- und Herbewegung zu ver­ ursachen, wobei diese Kammer mit einer in einer Kraftstoff­ einspritzpumpe vorgesehenen Kraftstoffkammer kommuniziert. Das bewegliche Teil ist ein kreisförmiger platten- bzw. scheibenförmiger Magnetanker, der senkrecht zur axialen Richtung des Ventilteils angeordnet ist. Der Magnetanker weist eine sich radial nach außen über die Durchgangslöcher hinaus erstreckende Oberfläche auf. Der Magnetanker wirkt mit einem im elektromagnetischen Ventil vorgesehenen zylin­ drischen Stator zusammen, um einen magnetischen Kreis zu bilden. Der Magnetanker erstreckt sich entlang einer ebenen Seitenfläche des zylindrischen Stators. Die Anschlußklemme ist lose in das Durchgangsloch eingefügt. Die Durchgangslö­ cher sind auf demselben Radius am beweglichen Teil angeord­ net und jeweils symmetrisch zum Zentrum des beweglichen Teils beabstandet angeordnet. Das bewegliche Teil wird durch eine zusätzliche elastische Hilfseinrichtung gegen die elastische Einrichtung gedrückt, wobei die zusätzliche elastische Hilfseinrichtung weicher als die elastische Ein­ richtung ist. Wenn der Solenoid deaktiviert ist, wird das Ventilteil durch die elastische Einrichtung gedrückt, wo­ durch ein konstanter Abstand zwischen dem beweglichen Teil und einem im elektromagnetischen Ventil vorgesehenen Stator beibehalten wird. Der Abstand zwischen dem beweglichen Teil und dem Stator ist durch eine Distanzscheibe vorgegeben bzw. eingestellt. Der Solenoid besteht aus einem Spulenkör­ per und einer darauf aufgewickelten Spule. Ein Ende der Spule ist elektrisch mit der Anschlußklemme verbunden und ein Formteil ist vorgesehen, um eine Verbindungsstelle zwi­ schen der Spule und der Anschlußklemme abzudichten. Das Formteil dient zur Isolierung der Spule von einem im elek­ tromagnetischen Ventil vorgesehenen Stator, indem ein ange­ messener Abstand zwischen der Spule und dem Stator erhalten wird.

Gemäß eines zweiten Gesichtspunktes der vorliegenden Erfindung, wird ein elektromagnetisches Ventil zum Öffnen und Schließen eines Kraftstoffrückflußkanals einer Kraft­ stoffeinspritzpumpe geschaffen, mit dem der Zeitraum des Kraftstoffrückflusses gesteuert wird, wenn der durch einen Kolben der Kraftstoffeinspritzpumpe komprimierte Kraftstoff von einer Hochdruckkraftstoffkammer zu einer Niederdruck­ kraftstoffkammer überläuft, wobei dieses Ventil enthält: ein Ventilteil, das eine Hin- und Herbewegung in seiner axialen Richtung verursacht, um den Kraftstoffrückström­ kanal zu öffnen oder zu schließen; eine Anschlußklemme, die das elektromagnetische Ventil mit elektrischem Strom ver­ sorgt, wobei die Anschlußklemme entlang der axialen Rich­ tung des Ventilteils angeordnet ist; ein platten- bzw. scheibenförmiges bewegliches Teil, das mit einem Ende des Ventilteils verbunden ist und ein Durchgangsloch aufweist, das es der Anschlußklemme ermöglicht, in dieses einzutreten und zusammen mit dem Ventilkörper eine Hin- und Herbewegung zu verursachen; und eine mit der Anschlußklemme verbundene Spule, wobei diese in gegenüberliegendem Verhältnis zu der­ jenigen Seitenfläche des beweglichen Teils angeordnet ist, das dem Ventilteil benachbart ist.

In der erfindungsgemäßen Anordnung ist das bewegliche Teil (d. h. der Magnetanker) mit mindestens einem Durch­ gangsloch ausgebildet, in den die Anschlußklemme eingefügt ist. Somit kann die radiale äußere Peripherie des bewegli­ chen Teils radial weiter nach außen erstreckt werden als die Anschlußklemme. Die Fläche des beweglichen Teils ver­ größert sich daher so, daß der von einem Solenoid erzeugte magnetische Fluß das bewegliche Teil in angemessenem Maße durchläuft. Entsprechend wird eine befriedigende magneti­ sche Anziehungskraft erzeugt, wobei dem elektromagnetischen Ventil nur geringe elektrische Leistung zugeführt wird.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Ventils mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 anhand eines Vollschnitts eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektromagnetischen Ven­ tils;

Fig. 2 anhand eines vergrößerten Schnitts die Einzelhei­ ten in der näheren Umgebung einer Anschlußklemme dieser Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektromagnetischen Ventils;

Fig. 3 anhand eines Querschnitts eine Kraftstoffein­ spritzpumpe für einen Dieselmotor, in der diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektro­ magnetischen Ventils verwendet wird;

Fig. 4 anhand einer Draufsicht einen Magnetankers dieser Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektro­ magnetischen Ventils; und

Fig. 5 anhand eines Vollschnitts ein herkömmliches Ventil.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektro­ magnetischen Ventils, das in der Kraftstoffeinspritzpumpe eines Dieselmotors verwendet wird, wird nunmehr anhand der Fig. 3 erläutert.

Gemäß Fig. 3 wird eine Antriebswelle 1 durch einen nicht dargestellten Verbrennungsmotor angetrieben und versetzt eine nicht dargestellte Flügelzellenpumpe in Drehung. Die Flügelzellenpumpe saugt Kraftstoff aus einem nicht darge­ stellten Kraftstofftank an und verdichtet den Kraftstoff durch Flügel bzw. Schaufeln. Der Druck des komprimierten Kraftstoffes wird durch ein Kraftstoffdrucksteuerungsventil auf einen vorgegebenen Wert geregelt bzw. eingestellt. Der derart geregelte Kraftstoff wird dann in eine im Pumpen­ gehäuse 10 ausgebildete Kraftstoffkammer 11 eingeführt. Ein im Pumpengehäuse 10 vorgesehener Druck- bzw. Kraftstoff­ förderkolben 12 ist einstückig mit der Antriebswelle 1 aus­ gebildet und dreht deshalb in derselben Richtung und mit derselben Geschwindigkeit wie die Antriebswelle 1. Der Kraftstofförderkolben 12 ist jedoch entlang der Achse der Antriebswelle gleitfähig, so daß eine Hin- und Herbewegung in axialer Richtung bewirkt wird. Eine Plankurvenscheibe 13 ist einstückig mit dem Kraftstofförderkolben 12 ausgebil­ det. Die Plankurvenscheibe 13 wird durch eine Kolbenfeder bzw. Spielausgleichsfeder 14 so beaufschlagt, daß die Plan­ kurvenscheibe 13 Tastrollen 15 antreiben kann. Die Kombina­ tion der Tastrollen 15 und der Plankurvenscheibe 13 erzeugt einen wohlbekannten Mechanismus zur Umwandlung der Drehbe­ wegung der Antriebswelle 1 in eine wechselseitige bzw. Hin- und Herbewegung des Kraftstofförderkolbens 12. Im Detail betrachtet bewegt sich eine Kurve der Plankurvenscheibe 13 auf den Tastrollern 15 derart, daß der einstückig mit der Plankurvenscheibe 13 bestehende Kraftstofförderkolben 12 eine Hin- und Herbewegung verursachen kann, die synchron zur Verbrennung in jedem Zylinder in der Verbrennungsma­ schine abläuft. Der Kraftstofförderkolben 12 definiert zusammen mit einem am Pumpengehäuse 10 befestigten Kopf 16 einen Pumpenraum 19. Der Kraftstofförderkolben 12 ist mit Ansaugnuten 18 ausgebildet, deren Anzahl der Zylinderzahl des Motors entspricht. Eine dieser Ansaugnuten 18 kommuni­ ziert synchron zu einem Ansaughub des Kraftstofförderkol­ bens 12 mit einem Kraftstoffansaugkanal 17, wodurch Kraft­ stoff aus der Kraftstoffkammer 11 in den Pumpenraum 19 ein­ geführt wird. Eine im Kraftstofförderkolben 12 ausgebildete Verteilungsnut 20 ist mit einem Kraftstoffverteilungskanal 21 verbunden, während ein Kraftstofförderhub des Kraft­ stofförderkolbens 12 erfolgt. So wird der Kraftstoff aus dem Pumpenraum 19 in ein nicht dargestelltes Kraftstoffein­ spritzventil eines jeden Zylinders durch den Kraftstoffver­ teilungskanal und ein Druckventil 22 überführt. Anschlie­ ßend wird der Kraftstoff in eine Verbrennungskammer der Verbrennungsmaschine eingespritzt. Verschiedene Informationen zum Betriebszustand, wie das Betätigungmaß des Gaspe­ dals, die Temperatur des Motorkühlwassers und der Drehwin­ kel der Antriebswelle 1, der durch einen Winkelsensor 25 erfaßt wird, werden einer ECU (d. h. engine control unit = Motorsteuergerät) 26 zugeführt. Die ECU 26 verarbeitet diese Betriebsdaten und liefert ein öffnen/schließen-Steu­ ersignal an ein elektromagnetisches Ventil 30. Das Öffnen des elektromagnetischen Ventils 30 geschieht synchron zur Aufbringung des Kraftstofförderhubs. Der Kraftstoff im Pum­ penraum 19 läuft so über oder strömt durch die Überlauf- oder Umkehrkanäle 23 und 24 zur Kraftstoffkammer 11 zurück, die einen niedrigeren Druck aufweist.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Ventils wird im folgenden anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert.

Das elektromagnetische Ventil 30 enthält ein Gehäuse 31, das aus nichtmagnetischem Material besteht und an einem Ende eine zylindrische Bohrung aufweist. Ein Ventilkörper 32 ist fest in der zylindrischen Bohrung des Gehäuses 31 untergebracht. Der Ventilkörper 32 weist auf seinem Boden eine Kraftstoffkanalöffnung 32a auf, die mit dem Pumpenraum 19 verbunden ist. Ein feststehender Zylinder 33 weist eine auf seinem Boden ausgebildete Kraftstoffkanalöffnung 33b und ein oberes Ende in Gestalt eines Flansches 33a auf, der an der zylindrischen Bohrung des Gehäuses 31 befestigt ist. Ein beweglicher Zylinder 34 ist gleitfähig auf der Innen­ wand des Ventilkörpers 32 gelagert. Eine Schraubendruckfe­ der 35 drückt auf den beweglichen Zylinder 34 in der Weise, daß das elektromagnetische Ventil 34 geschlossen wird. Der bewegliche Zylinder 34 weist eine Kraftstoffkanalöffnung 34a auf, die auf seinem Boden ausgebildet ist. Eine Ventil­ nadel 36 ist gleitfähig an der Innenwand des feststehenden Zylinders 33 geführt, und eine Schraubendruckfeder 37 be­ aufschlagt die Ventilnadel 36 derart mit einer Vorspann­ kraft, so daß das elektromagnetische Ventil 30 geöffnet wird. Ein Abstandteil bzw. eine Distanzscheibe 38 von scheibenförmiger Gestalt ist zwischen dem Gehäuse 31 und dem Flansch 33a des feststehenden Zylinders 33 entlang der Achse des elektromagnetischen Ventils 30 angeordnet. Die Distanzscheibe 38 regelt die axiale Bewegung der Ventilna­ del 36, um die Öffnung des elektromagnetischen Ventils 30 zu begrenzen. Das Gehäuse 31 weist ein anderes Ende auf, das eine Innenbohrung hat, in der ein zylindrischer Stator 40 fest untergebracht ist. Eine Buchse 42 ist auf der inne­ ren zylindrischen Wand des Stators 40 befestigt. Ein Ven­ tilstößel 41 ist von der Buchse 42 umgeben, wobei die zy­ lindrische Buchse 42 dem Ventilstößel 41 ein Gleiten ent­ lang seiner Innenwand erlaubt. Der Ventilstößel 41 wird mit einem Ende mit der Ventilnadel 36 in Berührung gebracht und ist mit dem anderen Ende mit einem Magnetanker 43 verbun­ den.

Der aus einem magnetischen Werkstoff hergestellte Ma­ gnetanker 43 ist als eine kreisförmige Plattenanordnung, d. h. eine Scheibe, ausgebildet und erstreckt sich senkrecht zur Achse des elektromagnetischen Ventils 30 (oder zur Ven­ tilnadel 36) entlang der oberen flachen Seitenoberfläche des Stators 40. Der Magnetanker 43 und der Stator 40 bilden zusammen einen magnetischen Kreis. Der Magnetanker 43 weist eine Vielzahl von Durchgangslöchern 43a mit einer kreisför­ migen Gestalt auf, deren Zentren auf demselben Umfang oder Radius des Magnetankers 43 angeordnet sind und jeweils sym­ metrisch zum Zentrum des Magnetankers 43 beabstandet ange­ ordnet sind, wie in der Fig. 4 dargestellt ist. Eine An­ schlußklemme 46, die später beschrieben wird, ist in minde­ stens einem dieser Durchgangslöcher 43a eingefügt. Diese Ausführungsform zeigt insgesamt vier Durchgangslöcher 43a, die Anzahl der Durchgangslöcher 43a kann jedoch variiert oder sollte optimiert werden, in Anbetracht einer einfachen Installation der Anschlußklemme 46, des für den magneti­ schen Kreis erforderlichen magnetischen Flusses, und der Gewichtsreduzierung des Magnetankers 43. Die Anzahl der Durchgangslöcher 43a ist größer als die Anzahl der An­ schlußklemme(n) 46. Mit dieser Anordnung kann sich die äu­ ßere Peripherie des scheibenförmigen Magnetankers 43 radial weiter nach außen erstrecken als die Durchgangslöcher 43a. Dies ist vorteilhaft, da der Magnetanker bei einem geringen Gewicht eine große Oberfläche haben kann. Eine Schrauben­ druckfeder 61 beaufschlagt den Magnetanker 43 derart, daß das elektromagnetische Ventil 30 geschlossen wird. Die Vor­ spannkraft der Schraubendruckfeder 61 ist geringer als die der Schraubendruckfeder 37. Wird die elektrische Stromver­ sorgung der Spule 44 (d. h. des Solenoids) unterbrochen, so beaufschlagt die Schraubendruckfeder 37 die Ventilnadel 36 derart, daß das elektromagnetische Ventil 30 geöffnet wird. Dementsprechend trifft die Ventilnadel 36 auf die Distanz­ scheibe 38, wodurch ein konstanter Abstand zwischen dem Ma­ gnetanker und dem Stator 40, d. h. zwischen der unteren Oberfläche des Magnetankers und der oberen Oberfläche des Stators 40 aufrechterhalten wird.

Die um einen Spulenkörper 45 gewickelte Spule 44 ist in einer im Stator 40 ausgebildeten zylindrischen Ausnehmung untergebracht. Ein Ende der Spule 44 ist elektrisch mit einem abgeflachten Abschnitt 46a der Anschlußklemme 46 ver­ bunden. Ein Preß- bzw. Formteil 71 ist ein sekundäres Form­ teil, das an die Spule 44 angefügt ist. Daher ermöglicht das Formteil 71 der Spule 44 eine Einkopplung in die im Stator 40 ausgebildete zylindrische Ausnehmung, wodurch ein angemessener Abstand zwischen der Spule 44 und dem Stator 40 beibehalten wird.

Die Anschlußklemme 46, die durch ein im Magnetanker 43 ausgebildetes Durchgangsloch 43a eintritt, ist ferner in ein Anschlußklemmendurchgangsloch 50a eingefügt, das auf einer Abdeckung bzw. Kappe 50 ausgebildet ist, die aus nichtmagnetischem Material besteht. Ein zylinderrohrförmi­ ges Isolierteil 47, das aus einem nichtmagnetischen Materi­ al mit hoher Verschleißbeständigkeit, wie etwa Keramik, besteht, umgibt die Anschlußklemme 46 im Bereich zwischen dem Durchgangsloch 43a und dem Anschlußklemmendurchgangs­ loch 50a. Das Isolierteil 47 ist lose mit dem Durchgangs­ loch 43a und dem Anschlußklemmendurchgangsloch 50a gekop­ pelt, um einen dazwischenliegenden Abstand zu schaffen. Deshalb kann sich der Magnetanker 43 in Auf- und Abwärts­ richtung verschieben, d. h. in Axialrichtung des elektroma­ gnetischen Ventils 30, ohne Störung bzw. Beeinträchtigung durch die Anschlußklemme 46. Eine im Anschlußklemmendurch­ gangsloch 50a eingepreßte Kunststoffbuchse 51 befestigt ein Ende der Anschlußklemme 46, das aus der Kappe 50 heraus­ ragt. Die Kunststoffbuchse 51 drückt daher den Spulenkörper 45 über die Anschlußklemme zum Stator 40. Die Kunststoff­ buchse 51 verhindert ferner ein Herausfallen eines O-Rings 81 aus dem Anschlußklemmendurchgangsloch 50a. Eine Kabel­ klemme 48, die am körperfernen Ende der Anschlußklemme 46 anliegt, verbindet das Kabel 49 und die Anschlußklemme 46 elektrisch. Ein Aufsatz 52 dient als eine Spritzform zum einspritzen eines Abdichtkunststoffs bzw. -harzes 53. Der O-Ring 81 dichtet den Freiraum zwischen der Anschlußklemme 46 und dem Anschlußklemmendurchgangsloch 50a hermetisch ab. Andererseits dichtet ein weiterer O-Ring 82 den Freiraum zwischen dem Gehäuse 31 und der Kappe 50 hermetisch ab.

Im folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen des Um­ gebungsbereiches der Anschlußklemme 46 vor allem mit Bezug auf die Fig. 2 erläutert.

Die Anschlußklemme 46 und das Isolierteil 47 werden zu einem Stück mit dem Spulenkörper 45 zusammengeformt. Der abgeflachte Abschnitt 46a der Anschlußklemme 46 wird elek­ trisch mit dem Ende der um den Spulenkörper 45 gewickelten Spule 44 verbunden. In der sekundären Ausformung werden so­ wohl die Spule 44 als auch die Verbindung zwischen der Spule 44 und dem abgeflachten Abschnitt 46a der Anschluß­ klemme 46 durch das Formteil 71 gemeinsam ausgebildet. Eine daher aus einem Stück bzw. zu einer Einheit gegossene Anordnung wird dann in die zylindrische Ausnehmung des Sta­ tors 40 eingefügt. Anschließend wird die Anschlußklemme 46 in das Durchgangsloch 43a des Magnetankers 43 und weiterhin in das Anschlußklemmendurchgangsloch 50a eingefügt, während die Kappe 50 von oben mit der Anschlußklemme 46 verbunden wird. Dann wird der Freiraum zwischen dem Gehäuse 31 und der Kappe hermetisch durch den O-Ring 82 verschlossen. Unterdessen wird der O-Ring 81 zwischen der Anschlußklemme 46 und dem Anschlußklemmendurchgangsloch 50a angeordnet, um den dazwischenliegenden Freiraum hermetisch abzudichten. Als nächstes wird die Kunststoffbuchse 51 in das Anschluß­ klemmendurchgangsloch 50a eingepreßt. Die Kabelklemme 48 wird am körperfernen Ende der Anschlußklemme 46 angebracht, um das Kabel 49 und die Anschlußklemme 46 elektrisch zu verbinden. Der Aufsatz 52 wird rund um das Gehäuse 31 ange­ koppelt, damit Kunststoff 54 eingespritzt werden kann, wodurch das Kabel 49 befestigt wird.

Die Spule 44 wird während eines Zeitraums vom Beginn des Kraftstoffeinspritzhubs bis zum Ende des Kraftstofför­ derhubs mit elektrischem Strom versorgt. Ist die Spule 44 aktiviert, so erzeugt sie magnetischen Fluß, der eine ma­ gnetische Anziehungskraft verursacht, womit der Magnetanker 43 gegen die Vorspannkraft der Schraubendruckfeder bewegt wird, wodurch das elektromagnetische Ventil geschlossen wird. Der Ventilstößel 41 und die Ventilnadel 36 werden entsprechend in dieselbe, das Ventil schließende, Richtung gedrängt. So wird die Ventilnadel 36 passend gegen die Fläche 33c des feststehenden Zylinders 33 gedrückt.

Wenn der Kraftstofförderhub beendet ist, wird die Stromversorgung der Spule 44 unterbrochen. Folglich ist der Magnetanker 43 nicht der magnetischen Anziehungskraft unterworfen. Da sie nur die Vorspannkraft der Schrauben­ druckfeder 37 empfängt, verschiebt sich die Ventilnadel 36, um das elektromagnetische Ventil 30 zu öffnen. Daher kann der Kraftstoff in der Hochdruckpumpenkammer 19 über insgesamt zwei Kraftstoffrückflußkanäle, die später erläutert werden, in die Niederdruckkraftstoffkammer 11 zurückflie­ ßen. Ein erster Kraftstoffrückflußkanal ist durch die Kraftstoffkanalöffnung 32a, die Kraftstoffkanalöffnung 34a, die Kraftstoffkanalöffnung 33b, eine Spalt bzw. Schlitz 36a, und einem Kraftstoffkanal 31a definiert. Ein zweiter Kraftstoffrückflußkanal ist durch die Kraftstoffkanalöff­ nung 32a, die Kraftstoffkanalöffnung 34a, die Kraftstoffka­ nalöffnung 33b, den Schlitz 36a, einen Spalt bzw. Schlitz 41a, einen Kraftstoffkanal 40a, und den Kraftstoffkanal 31a definiert. Da die Kraftstoffkanalöffnung 33b einen sich er­ weiternden Querschnitt aufweist, der größer ist als die Kraftstoffkanalöffnung 34a, ist die Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkammer 90 herauskommt, größer als die Kraftstoffmenge, die in die Hochdruckkammer 90 hineinge­ langt. So steigt der Druck in der Hochdruckkammer 91 stär­ ker an als der in der Hochdruckkammer 90. Dieser Druckun­ terschied bewirkt, daß der bewegliche Zylinder 34 aufwärts gegen die Vorspannkraft der Schraubendruckfeder 35 verscho­ ben wird, wobei der Kraftstoff in der Hochdruckkammer 91 durch eine Kraftstoffkanalöffnung 32b zur Niederdruckkraft­ stoffkammer 11 überfließen oder zurückströmen kann. Übri­ gens hat der Kraftstoffkanal 40a zu Funktion, Kraftstoff von der Niederdruckkraftstoffkammer 11 der Kraftstoffein­ spritzpumpe zu der Kammer, die den Magnetanker 43 beinhal­ tet, überzuleiten, um den Magnetanker 43 und die Anschluß­ klemme 46 zu schmieren.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Abstand zwischen dem Stator 40 und dem Magnetanker 43 durch die Verwendung der flachen Oberfläche der Distanzscheibe 38 einjustiert; somit ist es möglich, einen konstanten Abstand dazwischen sicherzustellen.

Ferner kann sich der Magnetanker 43 ohne Beschränkung oder Beeinflussung durch die Anschlußklemme 46 bei einer solchen Anordnung oder Aufbau des Magnetankers 43 radial frei nach außen erstrecken, da die Anschlußklemme 46 lose im auf dem kreisscheibenförmigen Magnetanker 43 ausgebilde­ ten Durchgangsloch 43 eingefügt wird. So weist der Magnet­ anker 43 eine große, sich radial erstreckende Oberfläche in diesem Bereich auf. Dies ist insofern vorteilhaft, als der durch die Spule 44 erzeugte und den Magnetanker 43 durch­ dringende magnetische Fluß so verstärkt wird, daß eine ma­ gnetische Anziehungskraft erreicht wird, die doppelt so groß ist wie die eines Ankers der herkömmlichen Art in elektromagnetischen Ventilen des Plunger-Typs. Des weiteren erlaubt die Anordnung in dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Verkürzung der axialen Länge des Magnetankers 43. Weiterhin kann nicht nur die axiale Länge reduziert, sondern auch eine Verminderung der Größe des elektromagnetischen Ventils 30 realisiert werden. Außerdem ist das zum Umgeben der Anschlußklemme 46 dienende Isolierteil 47, das hervorragende Verschleißfestigkeits­ eigenschaften aufweist, vorteilhaft, als der Magnetanker 43 und die Anschlußklemme 46 sicher isoliert werden, weil die Anschlußklemme 46 wirklich geschützt wird vor einem Heraus­ schälen oder Herausreißen durch die sich wiederholende ge­ genläufige Bewegung des Magnetankers 43.

Zusammenfassend ermöglicht die Anordnung des erfin­ dungsgemäßen elektromagnetischen Ventils ein großes Maß an Freiheit in der Gestaltung des Magnetankers (d. h. des be­ weglichen Teils). Dadurch kann die zur Aufnahme eines ma­ gnetischen Flusses dienende Oberfläche des Magnetankers so gesteigert werden kann, daß eine ausreichende magnetische Anziehungskraft auf den Magnetanker sogar dann wirkt, wenn der der Spule zugeführte elektrische Strom relativ gering ist. Ferner sind in der Anordnung des elektromagnetischen Ventils der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Durch­ gangslöchern vorgesehen, die eine Gewichtsreduzierung des Magnetankers bewirken, wie auch eine Beeinflussung oder Störung zwischen dem Magnetanker und der Anschlußklemme vermeiden. Es muß nicht extra darauf hingewiesen werden, daß eine Gewichtsreduzierung des Magnetankers unter Beibe­ haltung einer erforderlichen Größe des magnetischen Flus­ ses, der durch diesen Magnetanker strömt, zu einem ausge­ zeichneten Ansprechverhalten und einer hohen Genauigkeit und Zuverlässigkeit des elektromagnetischen Ventils führt.

Claims (7)

1. Elektromagnetisches Ventil, mit:
einem Ventilteil (36), das eine Hin- und Herbewegung in seiner axialen Richtung durchführt;
einer elastischen Einrichtung (37), die das Ventilteil (36) in einer Richtung beaufschlagt;
einem plattenförmigen beweglichen Teil (43), das aus einem magnetischen Material hergestellt ist und eine Viel­ zahl von Durchgangslöchern (43a) enthält, die sich in axia­ ler Richtung erstrecken, wobei das bewegliche Teil (43) mit dem Ventilteil (36) zu einer Einheit verbunden ist und zusammen mit dem Ventilteil (36) eine Hin- und Herbewegung durchführt;
einem Solenoiden (44), der im aktivierten Zustand ein magnetisches Feld erzeugt, um das bewegliche Teil (43) ent­ gegen der Vorspannkraft der elastischen Einrichtung (37) anzuziehen; und
einer Anschlußklemme (46), die dem Solenoiden (44) elektrischen Strom zuführt, wobei die Anschlußklemme in ein entsprechendes Durchgangsloch (43a) des beweglichen Teils (43) eingefügt ist.

2. Elektromagnetisches Ventil nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Isolierteil (47) um die Anschlußklem­ me (46) herum in einem Bereich vorgesehen ist, wo das be­ wegliche Teil (43) eine Hin- und Herbewegung durchführt, um die Anschlußklemme (46) gegenüber dem beweglichen Teil (43) zu isolieren.

3. Elektromagnetisches Ventil nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Isolierteil (47) aus einem ver­ schleißfesten und nicht magnetischen Material hergestellt ist.

4. Elektromagnetisches Ventil nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das verschleißfeste und nicht magnetische Material Keramik ist.

5. Elektromagnetisches Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der im bewegli­ chen Teil (43) ausgebildeten Durchgangslöcher (43a) größer ist als die Anzahl der Anschlußklemmen (46).

6. Elektromagnetisches Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine in seinem Inneren ausgebildete Kammer, die es dem beweglichen Teil (43) erlaubt, eine Hin- und Herbewegung durchzuführen, wobei die Kammer mit einer in einer Kraftstoffeinspritzpumpe vorgesehenen Kraftstoff­ kammer (11) kommuniziert.

7. Elektromagnetisches Ventil zum Öffnen oder Schließen ei­ nes Kraftstoffrückströmkanals (23, 24) einer Kraftstoffein­ spritzpumpe, um einen Zeitpunkt des Kraftstoffrückflusses zu steuern, wenn der durch einen Kolben (12) der Kraft­ stoffeinspritzpumpe komprimierte Kraftstoff von einer Hoch­ druckkraftstoffkammer (19) zu einer Niederdruckkraftstoff­ kammer (11) überläuft, mit:
einem Ventilteil (36), das eine Hin- und Herbewegung in seiner axialen Richtung durchführt, um den Kraftstoff­ rückströmkanal (23, 24) zu öffnen oder zu schließen;
einer Anschlußklemme (46), die das elektromagnetische Ventil mit elektrischem Strom versorgt, wobei die Anschluß­ klemme (46) längs der axialen Richtung des Ventilteils (36) angeordnet ist;
einem plattenförmigen beweglichen Teil (43), das mit einem Ende des Ventilteils (36) verbunden ist, wobei das bewegliche Teil (43) ein Durchgangsloch (43a) aufweist, das der Anschlußklemme (46) den Durchtritt ermöglicht, und wo­ bei das bewegliche Teil (43) zusammen mit dem Ventilteil (36) eine Hin- und Herbewegung durchführt; und
einer Spule (44), die mit der Anschlußklemme (46) ver­ bunden und in gegenüberliegender Beziehung zu derjenigen Seitenfläche des beweglichen Teils (43) angeordnet ist, die in Nachbarschaft zum Ventilteil (36) angeordnet ist.