EP0897469B1 - Magnetic valve - Google Patents
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- EP0897469B1 EP0897469B1 EP97951790A EP97951790A EP0897469B1 EP 0897469 B1 EP0897469 B1 EP 0897469B1 EP 97951790 A EP97951790 A EP 97951790A EP 97951790 A EP97951790 A EP 97951790A EP 0897469 B1 EP0897469 B1 EP 0897469B1
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- F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
- F02M63/0205—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively for cutting-out pumps or injectors in case of abnormal operation of the engine or the injection apparatus, e.g. over-speed, break-down of fuel pumps or injectors ; for cutting-out pumps for stopping the engine
- F02M63/022—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively for cutting-out pumps or injectors in case of abnormal operation of the engine or the injection apparatus, e.g. over-speed, break-down of fuel pumps or injectors ; for cutting-out pumps for stopping the engine by acting on fuel control mechanism
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- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/30—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped
- F02M2200/304—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped using hydraulic means
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- F02M2547/00—Special features for fuel-injection valves actuated by fluid pressure
- F02M2547/003—Valve inserts containing control chamber and valve piston
Definitions
- the invention relates to a solenoid valve according to the Genus of the main claim.
- a solenoid valve is known from EP 0 690 223 A2. This will be there for control an electrically controlled fuel injection valve used.
- the valve needle of the fuel injection valve is in this case of prevailing in a control room pressure in Closing direction loaded.
- the solenoid valve works in known manner so that it is to initiate the injection a discharge of the control room initiates when the magnet of the solenoid valve is energized and thus the valve needle of the Injection valve under the action of the other hand on her acting high pressure is lifted from its seat.
- Solenoid valve the armature is firmly connected to an anchor bolt, on which in turn the valve member of the solenoid valve sitting.
- the disadvantage of the known solenoid valve is that it in operation to a swinging of the anchor and / or bouncing the valve member may come, which is particularly disadvantageous is when a fast switching sequence of the solenoid valve is required and controlled by the solenoid valve a divided into a pilot injection and main injection Injection should be made.
- EP 0 753 658 A1 is a solenoid valve for control an injection valve of a fuel injection device known.
- This solenoid valve has an electromagnet with Magnetic pole, an anchor in one with fuel filled space is arranged and moved with the anchor and of a valve closing spring in the closing direction acted upon valve member.
- This valve member cooperates with a valve seat, wherein the armature relative to a, connected to the valve closing member intermediate part, the in a stationary in the solenoid valve arranged slider is guided, is displaceable. This shift of the anchor takes place in the closing direction of the valve member under the action its inertial mass against a restoring force.
- the solenoid valve with the characterizing features of Main claim has the advantage that a Bouncing the valve member at its seat and a undefined ringing of the armature can be prevented so that after closing the solenoid valve the Valve member maintains its closed position and the anchor after a deliberate first evasive movement quickly his again Rest position reached before the main injection starts.
- FIG. 1 shows a partial section through an electrical controlled injection valve 1 as it is, for example
- One such injector is for use in a fuel injection system determined with a high-pressure fuel storage equipped by a high-pressure pump continuously supplied with high-pressure fuel and from this fuel under injection pressure via individual electrically controlled injectors of Internal combustion engine can be supplied. That in part and Injector 1 shown in section has an injection valve housing 4 on with a longitudinal bore 5, in the a valve piston 6 is received, which at its one End acts on a valve needle, not shown, which in turn, in known, e.g. in the aforementioned EP 0 690 223 shown with injection ports of the Fuel injection valve cooperates.
- valve piston 6 is at its not shown Valve needle opposite end in a cylinder bore 11 out, which is introduced in a valve piece 12 is.
- the end 13 closes of the valve piston a control pressure chamber 14, which is constantly via a radial through the wall of the valve piece leading Throttle bore 15 with a valve piece on the circumference surrounding annular space 16 is connected, which is also in permanent connection with the connecting piece 9 is and the in the high-pressure fuel storage prevailing high fuel pressure is exposed.
- valve piece 12 Coaxially to the valve piston 6 branches from the control pressure chamber fourteenth a running in the valve piece 12 bore 17 from which a Relief throttle 18 contains and in a discharge space 19 opens, the here in a manner not shown with a fuel return of the injection valve is connected.
- the exit of the bore 17 from the valve piece takes place in Area of a tapered countersunk part 21 of the outer Front side of the valve piece 12.
- the valve piece 12 is in a flange 22 fixed over a Screw member 23 clamped to the valve housing 4.
- valve member 25 and the anchor plate 28 are located itself as a stop member an annular shoulder 33 on the anchor bolt 27, the energized solenoid on the flange 32 of the Geleit Cultures 34 abuts and so the opening stroke of the valve member 25 limited.
- a shim 38 inserted to adjust the opening stroke.
- the opening and closing of the valve needle is in the following Way controlled by the solenoid valve.
- closed position of the solenoid valve member 25 is the control pressure chamber 14 to Relief side 19 closed, so that over there the inlet via the throttle 15 very quickly the high pressure which also in the high-pressure fuel storage pending.
- Over the surface of the end face 13 generates the pressure in the control pressure chamber 14, a closing force on the valve needle, which is larger than the other in the opening direction in Result of the upcoming high pressure acting forces.
- the Control pressure chamber 14 by opening the solenoid valve to the discharge side 19 open the pressure builds in the small volume of the control pressure chamber 14 very quickly, because of this via the throttle bore 15 from the high pressure side disconnected.
- the trailing anchor plate also generates a the compression of the return spring 35 increasing dynamic force on the valve member, which is the valve member additionally sturdy holds at its seat and the bouncing counteracts. With the compression of the return spring 35 this is decoupled from the closing spring, so that the full Biasing force of the closing spring acts on the valve member.
- the tracking can then disadvantageously a considerable swinging of the anchor plate 28 against the Return spring 35 generate, so that the position of the Anchor plate at an immediately afterwards required Actuation of the valve member is undefined and turn on of the solenoid valve not fast enough and with reproducible constant switching time takes place.
- FIG. 1 shows only the from the Figure 1 apparent part of the anchor bolt 27 'with the Anchor plate 28 'and the slider 34'.
- the anchor plate closes as in the embodiment of Figure 1 plane-parallel to the pole 61 (see FIG. 3) of the electromagnet 29 and goes into a greatly shortened guide sleeve 39 ' over which slides on the anchor bolt 27 '.
- the glide path of Anchor plate will turn on one side by a Stop, now in the form of an end-face head 36 am Anchor bolt 27 ', and on the other side by the plant of the guide stub 39 'with its end face 40 on the Front side 41 of the slider 34 'limited.
- the compression spring 35 normally holds the anchor plate 28 'in abutment with the Head 36 as shown in FIG.
- the front sides 40 and 41 make with increasing approach to a dynamic triggered displacement of the anchor plate on the anchor bolt between them a nip that is in the fuel filled space in the housing of the solenoid valve a drag generated, which counteracts the movement of the anchor plate.
- This counterforce is the more effective the lower the kinetic energy of the anchor plate as it approaches the slider 34 'is.
- the size of the restoring force a possibly provided return spring and the size of the Moving surfaces can approach one another the anchor plate can be optimized for given periods. The given period is, e.g. between one Pre-injection and a main injection, in front of the Anchor plate reaches a reproducible secured position should have.
- the slider 134 is configured to that there is a shoulder 53 of the injection valve body overlaps.
- a first shim 54 which has a recess 55 for implementation of the anchor bolt 127 and between the Shoulder 53 and flange 132 is still a second dial 57 provided.
- the first dial is through an end face 56 of the solenoid valve housing 37 on the Flange 132 pressed and over this and the second Adjusting washer on the shoulder 53 of the injection valve pressed, so that the shims and the Slider fixed together fixed.
- Thickness of the second dial is the distance of the Slider 134 adjustable from the valve seat 24, so that through the determination of the front side of the slider 134 for Appendix coming annular shoulder 33 the maximum opening stroke the valve member 25 of the solenoid valve can be adjusted can.
- the path 62 is set, the anchor plate against the force of the return spring after placing the Valve member 25 on the valve seat 24 during the closing operation the solenoid valve can cover.
- Adjustment also affects the residual air gap 60.
- this first dial 54 will be advantageous also provided two slices at this point, an outer, the residual air gap determining disc and an inner, the off the anchor plate determining disk loosing there can be inserted.
- this inner Disc also by the return spring 135 in contact with the Slips 134 are kept to an uncontrolled To prevent wandering of the disc.
- the return spring 335 is no longer between the Anchor and the first shim 54 is arranged but between a spring plate 70, on which the closing spring 31 seated and the stop ring 26.
- the stop ring 26 is designed as inserted into an annular groove 71 ring, wherein between the stop ring and the axial boundary of Ring groove 71 a game 72 is provided. This game is in the magnitude of the path 62 between armature 28 and Shim 54.
- the return spring 335 extends while the length of a federal 73, which is attached to the annular groove 71 connects to the side of the closing spring out and the Edition of the spring plate 70 forms.
- the spring 335 can also be dispensed with entirely, if of it is assumed that by the intrinsic weight of the armature of this always the lower position at the first Shim is reached. Furthermore supports a Residual magnetic force between armature and shim 54 the Fixing the anchor in contact with the adjusting washer.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein derartiges Magnetventil ist durch die EP 0 690 223 A2 bekannt. Dies wird dort zur Steuerung eines elektrisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzventil eingesetzt. Die Ventilnadel des Kraftstoffeinspritzventils wird dabei von in einem Steuerraum herrschenden Druck in Schließrichtung belastet. Das Magnetventil arbeitet in bekannter Weise so, daß es zur Einleitung der Einspritzung eine Entlastung des Steuerraumes einleitet, wenn der Magnet des Magnetventils erregt wird und somit die Ventilnadel des Einspritzventils unter Einwirkung des anderseits an ihr wirkenden Hochdrucks von ihrem Sitz abgehoben wird. Bei dem Magnetventil ist der Anker fest mit einem Ankerbolzen verbunden, an dem wiederum das Ventilglied des Magnetventils sitzt.The invention relates to a solenoid valve according to the Genus of the main claim. Such a solenoid valve is known from EP 0 690 223 A2. This will be there for control an electrically controlled fuel injection valve used. The valve needle of the fuel injection valve is in this case of prevailing in a control room pressure in Closing direction loaded. The solenoid valve works in known manner so that it is to initiate the injection a discharge of the control room initiates when the magnet of the solenoid valve is energized and thus the valve needle of the Injection valve under the action of the other hand on her acting high pressure is lifted from its seat. In which Solenoid valve, the armature is firmly connected to an anchor bolt, on which in turn the valve member of the solenoid valve sitting.
Der Nachteil des bekannten Magnetventils besteht darin, daß es im Betrieb zu einem Schwingen des Ankers und/oder Prellen des Ventilglieds kommen kann, was insbesondere dann nachteilig ist, wenn eine schnelle Schaltfolge des Magnetventils erforderlich ist und durch das Magnetventil gesteuert eine in eine Voreinspritzung und Haupteinspritzung unterteilte Einspritzung vorgenommen werden soll.The disadvantage of the known solenoid valve is that it in operation to a swinging of the anchor and / or bouncing the valve member may come, which is particularly disadvantageous is when a fast switching sequence of the solenoid valve is required and controlled by the solenoid valve a divided into a pilot injection and main injection Injection should be made.
Es wurde weiterhin bereits vorgeschlagen, die bewegte Masse der Einheit Anker und Ventilglied dadurch zu verringern, daß der Ankers beweglich zu einem mit dem Ventilglied verbunden Teil geführt wird. Aber auch hier besteht ein Nachteil darin, daß der Anker nach einem Aufsetzten des Ventilglieds auf seinem Sitz nachschwingt. Durch ein solches Schwingen nimmt der Anker nach einer Voreinspritzung eine undefinierte Lage ein, was zur Folge haben kann, daß es bei der nachfolgenden Haupteinspritzung zu unterschiedlichen Öffnungszeiten des Magnetventils bei gleicher Ansteuerung kommen kann, was eine Streuung des Einspritzbeginns oder der Einspritzmenge verursacht.It has also been proposed, the moving mass the unit anchor and valve member thereby reduce that the armature movably connected to one with the valve member Part is led. But even here there is a disadvantage in that the armature after a touchdown of the valve member resonates in his seat. By such a swing the armature takes an undefined after a pre-injection Position, which may have the consequence that it in the following Main injection at different opening times the solenoid valve can come with the same control, which a dispersion of the start of injection or the injection quantity caused.
Aus der EP 0 753 658 A1 ist ein Magnetventil zur Steuerung eines Einspritzventils einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung bekannt. Dieses Magnetventil weist einen Elektromagneten mit Magnetpol, einen Anker, der in einem mit Kraftstoff gefüllten Raum angeordnet ist und ein mit dem Anker bewegtes und von einer Ventilschließfeder in Schließrichtung beaufschlagtes Ventilglied auf. Dieses Ventilglied wirkt mit einem Ventilsitz zusammen, wobei der Anker relativ zu einem, mit dem Ventilschließglied verbundenen Zwischenteil, das in einem ortsfest im Magnetventil angeordneten Gleitstück geführt ist, verschiebbar ist. Diese Verschiebung des Ankers erfolgt in Schließrichtung des Ventilglieds unter Einwirkung seiner trägen Masse entgegen einer Rückstellkraft.From EP 0 753 658 A1 is a solenoid valve for control an injection valve of a fuel injection device known. This solenoid valve has an electromagnet with Magnetic pole, an anchor in one with fuel filled space is arranged and moved with the anchor and of a valve closing spring in the closing direction acted upon valve member. This valve member cooperates with a valve seat, wherein the armature relative to a, connected to the valve closing member intermediate part, the in a stationary in the solenoid valve arranged slider is guided, is displaceable. This shift of the anchor takes place in the closing direction of the valve member under the action its inertial mass against a restoring force.
Das Magnetventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, daß ein Prellen des Ventilglieds an seinem Sitz und ein undefiniertes Nachschwingungen des Ankers verhindert werden, so daß nach einem Schließen des Magnetventils das Ventilglied seine Schließstellung einhält und der Anker nach einer gewollten ersten Ausweichbewegung schnell wieder seine Ruhestellung erreicht, bevor die Haupteinspritzung beginnt.The solenoid valve with the characterizing features of Main claim has the advantage that a Bouncing the valve member at its seat and a undefined ringing of the armature can be prevented so that after closing the solenoid valve the Valve member maintains its closed position and the anchor after a deliberate first evasive movement quickly his again Rest position reached before the main injection starts.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen:
Die Figur 1 zeigt einen Teilschnitt durch ein elektrisch
gesteuertes Einspritzventil 1 so wie es beispielsweise durch
den eingangs genannte Stand der Technik bekannt ist. Ein
solches Einspritzventil ist zur Verwendung in einer Kraftstoffeinspritzanlage
bestimmt, die mit einem Kraftstoffhochdruckspeicher
ausgerüstet ist, der durch eine Hochdruckförderpumpe
kontinuierlich mit Hochdruckkraftstoff versorgt
wird und von dem aus dieser Kraftstoff unter Einspritzdruck
über einzelne elektrisch gesteuerte Einspritzventile der
Brennkraftmaschine zugeführt werden kann. Das zum Teil und
im Schnitt gezeigte Einspritzventil 1 weist dabei ein Einspritzventilgehäuse
4 auf mit einer Längsbohrung 5, in der
ein Ventilkolben 6 aufgenommen wird, der an seinem einen
Ende auf eine nicht weiter dargestellte Ventilnadel wirkt,
die wiederum in bekannter, z.B. in der eingangs genannten EP
0 690 223 dargestellten Weise mit Einspritzöffnungen des
Kraftstoffeinspritzventils zusammen wirkt. Der Ventilkolben
6 dient dabei zur Betätigung der ventilnadel in Schließstellung,
die wiederum ständig einem in Öffnungsrichtung wirkenden
Kraftstoffhochdruck ausgesetzt ist, der über eine im
Ventilgehäuse 4 in Längsrichtung verlaufende Druckbohrung 8
vom Hochdruckspeicher her zugeführt wird. Über diese Bohrung
wird den Einspritzöffnungen auch die einzuspritzende Kraftstoffmenge
zugeführt, die in den Brennraum der zugehörigen
Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Für den Anschluß der
Druckbohrung 8 an den Hochdruckspeicher ist ein Anschlußstutzen
9 am Ventilgehäuse 4 vorgesehen.1 shows a partial section through an electrical
controlled
Der Ventilkolben 6 wird an seinem der nicht gezeigten
Ventilnadel gegenüber liegenden Ende in einer Zylinderbohrung
11 geführt, die in einem Ventilstück 12 eingebracht
ist. In dieser Zylinderbohrung schließt die Stirnseite 13
des Ventilkolbens einen Steuerdruckraum 14 ein, der ständig
über eine radiale durch die Wand des Ventilstücks führende
Drosselbohrung 15 mit einem das Ventilstück umfangsseitig
umgebenden Ringraum 16 verbunden ist, welcher ebenfalls in
ständiger Verbindung mit dem Anschlußstutzen 9 steht und dem
im Kraftstoffhochdruckspeicher herrschenden hohen Kraftstoffdruck
ausgesetzt ist.The
Koaxial zum Ventilkolben 6 zweigt aus den Steuerdruckraum 14
eine im Ventilstück 12 verlaufende Bohrung 17 ab, die eine
Entlastungsdrossel 18 enthält und in einen Entlastungsraum
19 mündet, der hier in nicht weiter dargestellter Weise mit
einem Kraftstoffrücklauf des Einspritzventils verbunden ist.
Der Austritt der Bohrung 17 aus dem Ventilstück erfolgt im
Bereich eines kegelförmig angesenkten Teiles 21 der außenliegenden
Stirnseite des Ventilstückes 12. Das Ventilstück
12 ist dabei in einem Flanschbereich 22 fest über ein
Schraubglied 23 mit dem Ventilgehäuse 4 verspannt. Coaxially to the
Im Bereich des Austritts der Bohrung 17 im kegelförmigen
Teil 21 ist ein Ventilsitz 24 ausgebildet, mit dem ein
Ventilglied 25 eines das Einspritzventil steuernden Magnetventils
30 zusammen wirkt. Das Ventilglied 25 ist über ein
Zwischenteil in Form eines Ankerbolzens 27 mit einem Anker
28 verbunden, der mit einem Elektromagneten 29 des Magnetventils
30 zusammen wirkt und mit dem Ankerbolzen verschiebbar
gekoppelt ist. Der Anker hat die Form einer mit einem
Führungsstutzen 39 versehenen Ankerplatte 28 und ist unter
Einwirkung seiner trägen Masse gegen die Vorspannkraft einer
Rückholfeder 35 dynamisch verschiebbar auf dem Ankerbolzen
27 gelagert und wird durch diese Rückholfeder 35 im Ruhezustand
gegen einen Anschlagring 26 am Bolzen 27 gedrückt. Die
Rückholfeder 35 stützt sich gehäusefest über einen Flansch
32 eines den Ankerbolzen führenden Gleitstücks 34 ab, das
mit diesem Flansch zwischen Ventilstück 12 und Schraubteil
23 im den Elektromagneten 29 aufnehmenden Magnetventilgehäuse
37 fest eingespannt ist. Der Ankerbolzen 27 und mit
ihm die Ankerplatte 28 und das durch dem Ankerbolzen bewegte
Ventilglied 25 sind ständig durch eine sich gehäusefest
abstützende Schließfeder 31 in Schließrichtung beaufschlagt,
so daß das Ventilglied 25 normalerweise in Schließstellung
auf dem Ventilsitz 24 aufsitzt. Bei Erregung des Elektromagneten
wird die Ankerplatte 28 vom Elektromagneten angezogen
und dabei die Bohrung 17 bzw. 18 zum Entlastungsraum 19
hin geöffnet.In the area of the exit of the
Zwischen dem Ventilglied 25 und der Ankerplatte 28 befindet
sich als Anschlagteil eine Ringschulter 33 am Ankerbolzen
27, die bei erregtem Elektromagneten am Flansch 32 des
Geleitstücks 34 anschlägt und so den Öffnungshub des Ventilglieds
25 begrenzt. Zur Einstellung des Öffnungshubes ist
zwischen Flansch 32 und Ventilteil 12 eine Einstellscheibe
38 eingelegt. Between the
Das Öffnen und Schließen der Ventilnadel wird in folgender
Weise durch das Magnetventil gesteuert. In Schließstellung
des Magnetventilglieds 25 ist der Steuerdruckraum 14 zur
Entlastungsseite 19 hin verschlossen, so daß sich dort über
den Zulauf über die Drossel 15 sehr schnell der hohe Druck
aufbaut, der auch in dem Kraftstoffhochdruckspeicher
ansteht. Über die Fläche der Stirnseite 13 erzeugt der Druck
im Steuerdruckraum 14 eine Schließkraft auf die Ventilnadel,
die größer ist als die andererseits in Öffnungsrichtung in
Folge des anstehenden Hochdrucks wirkenden Kräfte. Wird der
Steuerdruckraum 14 durch Öffnen des Magnetventils zur Entlastungsseite
19 hin geöffnet, baut sich der Druck in dem
geringen Volumen des Steuerdruckraumes 14 sehr schnell ab,
da dieser über die Drosselbohrung 15 von der Hochdruckseite
abgekoppelt ist. Infolgedessen überwiegt die auf die Ventilnadel
in Öffnungsrichtung wirkende Kraft aus dem an der
Ventilnadel anstehenden Kraftstoffhochdruck, sodaß diese
nach oben bewegt und dabei die Einspritzöffnungen zur Einspritzung
geöffnet werden. Schließt jedoch das Magnetventil
30 die Bohrung 17 bzw. 18 wieder, kann der Druck im
Steuerdruckraum 14 durch den über die Drosselbohrung 15
nachfließenden Kraftstoff dennoch sehr schnell wieder
aufgebaut werden, so daß die ursprüngliche Schließkraft
augenblicklich ansteht und die Ventilnadel des Kraftstoffeinspritzventils
schließt. Diese Steuervorgänge reichen auch
aus, um sehr kurze Einspritzzeiten zu verwirklichen, wie sie
für eine vor einer Haupteinspritzung erfolgenden
Voreinspritzung in bekannter Weise notwendig ist.The opening and closing of the valve needle is in the following
Way controlled by the solenoid valve. In closed position
of the
Dennoch sind an das Magnetventil hohe Forderungen der
Schaltgenauigkeit zu stellen. Insbesondere machen sich dabei
ein Prellen des Ventilglieds und Schwingungseinflüsse wie
eingangs erwähnt nachteilig bemerkbar. Ein Prellen entsteht
dann, wenn eine relativ große Masse beschleunigt und dann
plötzlich schlagartig abgebremst wird, wenn Ankerbolzen mit
Ankerplatte und Ventilglied als Masse auf dem Ventilsitz
aufschlagen. Dadurch, daß nun aber ein wesentlicher Teil der
durch den Anker bewegten Masse, die Ankerplatte, verschiebbar
auf dem anderen bewegten Teil, dem Ankerbolzen, gelagert
ist, kann nach Aufsetzten des ventilglieds 25 auf dem
Ventilsitz 24 sich die Ankerplatte 28 gegen die Kraft der
Rückholfeder 35 weiterbewegen, sodaß einmal die effektiv
abgebremste Masse geringer wird und die elastische Verformung
des Ventilsitzes als Energiespeicher, die zu dem nachteiligen
Rückprellen des ventilglieds führt, nun geringer
ist. Die nachlaufende Ankerplatte erzeugt ferner eine mit
dem Zusammenpressen der Rückholfeder 35 zunehmende
dynamische Kraft auf das Ventilglied, die das Ventilglied
zusätzlich stabil an seinem Sitz hält und dem Prellen
entgegenwirkt. Mit dem Zusammenpressen der Rückholfeder 35
wird diese von der Schließfeder entkoppelt, so daß die volle
Vorspannkraft der Schließfeder auf das Ventilglied wirkt.
Das Nachlaufen kann jedoch daraufhin in nachteiliger Weise
ein erhebliches Schwingen der Ankerplatte 28 gegen die
Rückholfeder 35 erzeugen, so daß die Stellung der
Ankerplatte bei einer unmittelbar danach erforderlichen
Betätigung des Ventilglieds undefiniert ist und ein schalten
des Magnetventils nicht ausreichend schnell und mit
reproduzierbar gleichbleibender Schaltzeit erfolgt.Nevertheless, high demands of the solenoid valve
Switching accuracy to provide. In particular, join in
a bouncing of the valve member and vibration effects such as
mentioned at the beginning adversely noticeable. A bouncing arises
then when a relatively large mass accelerates and then
abruptly slowed down when anchor bolt with
Anchor plate and valve member as mass on the valve seat
crack open. But because now an essential part of
mass moved by the anchor, the anchor plate, displaceable
stored on the other moving part, the anchor bolt
is, after placing the
In Weiterbildung der Ausgestaltung nach Figur 1 ist daher
der Anker gemäß Figur 2 in seiner Verschiebbarkeit
beschränkt worden. Die Figur 2 zeigt dabei nur den aus der
Figur 1 ersichtlichen Teil des Ankerbolzens 27' mit der
Ankerplatte 28' und dem Gleitstück 34'. Der Ankerplatte
schließt sich wie im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 planparallel
an den Pol 61 ( siehe Figur 3) des Elektromagneten
29 an und geht in einen stark verkürzten Führungsstutzen 39'
über, der auf dem Ankerbolzen 27' gleitet. Der Gleitweg der
Ankerplatte wird auf der einen Seite wiederum durch einen
Anschlag, jetzt in Form eines endseitigen Kopfes 36 am
Ankerbolzen 27', und auf der anderen Seite durch die Anlage
des Führungsstutzens 39' mit seiner Stirnseite 40 auf der
Stirnseite 41 des Gleitstücks 34' begrenzt. Die Druckfeder
35 hält normalerweise die Ankerplatte 28' in Anlage an dem
Kopf 36, wie in Figur 2 gezeigt. Die Stirnseiten 40 und 41
bilden mit zunehmender Annäherung bei einer dynamisch
ausgelösten Verschiebung der Ankerplatte auf dem Ankerbolzen
zwischen sich einen Quetschspalt, der in dem mit Kraftstoff
gefüllten Raum im Gehäuse des Magnetventils eine Gegenkraft
erzeugt, die der Bewegung der Ankerplatte entgegenwirkt.
Diese Gegenkraft ist um so wirksamer je geringer die
kinetische Energie der Ankerplatte bei ihrer Annäherung an
das Gleitstück 34' ist. Durch Abstimmung der Größe des
freien Weges der Ankerplatte, der Größe der Rückstellkraft
einer evtl. vorgesehenen Rückführfeder und der Größe der
sich einander nähernden Flächen kann das Bewegungsverhalten
der Ankerplatte bei gegebenen Zeiträumen optimiert werden.
Der gegebene Zeitraum liegt, z.B. zwischen einer
Voreinspritzung und einer Haupteinspritzung, vor der die
Ankerplatte ein reproduzierbare gesicherte Lage erreicht
haben soll.In a further development of the embodiment of Figure 1 is therefore
the anchor according to Figure 2 in its displaceability
has been restricted. The figure 2 shows only the from the
Figure 1 apparent part of the anchor bolt 27 'with the
Anchor plate 28 'and the
Hat der Ankerbolzen das Ventilglied 25 in seine Schließstellung
gebracht so wird diese in der Folge durch die bei der
Nachlaufbewegung der Ankerplatte auftretende Kompression der
Rückführfeder 35 erhöht und zugleich der das Nachlaufen der
Ankerplatte 28' gebremst in Zusammenwirken der Rückführfeder
einerseits und der Dämpfungswirkung der sich einander
nähernden Stirnseiten 40 und 41 andererseits so daß diese
schnell wieder in ihre reproduzierbare konstante Ausgangsstellung
am Anschlag 36 zurückgeführt wird. Die Rückführfeder
35 ist hier als Kegelfeder ausgeführt, womit sich ein
kleiner Bauraum bei voll wirksamen Federweg erreichen läßt.
In der Ankerplatte 28' sind Überströmöffnungen 42 für den
beim Arbeiten der Magnetventils verdrängten Kraftstoff
vorgesehen.Has the anchor bolt the
Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Anordnung ist der
Figur 6 zu entnehmen. Dort ist über der Abzisse die Zeit
aufgetragen und auf der Ordinate die Bewegung des Ankers mit
Ankerbolzen und Ankerplatte. Dabei erkennt man einen Anstieg
der Kurve A, die zum Zeitpunkt tö ein Plateau erreicht, bei
dem aufgrund der Anziehungskraft des Elektromagneten 29 der
Anker seinen größten Hub ausgeführt hat und die Verbindung
18 zum Steuerdruckraum 14 ganz geöffnet hat. Zum Zeitpunkt
ts wird zum Zwecke des Schließens des Magnetventils die
Erregung des Elektromagneten unterbrochen. Dabei kommt es
beim Aufsetzen des Ventilglieds auf seinem Sitz 24 zu einem
Überschwingen der Ankerplatte 28, was durch die gestrichelte
Kurve dargestellt ist. Der Ankerbolzen 27 mit Ventilglied 25
bleibt zunächst in der Position der ausgezogenen Linie.
Aufgrund des Überschwingens erkennt man, daß zur Zeit ts'
die zurücklaufende Ankerplatte ein Wiederöffnen des Ventils
dadurch erzeugt, daß der Ankerbolzen kurzzeitig wieder
abgehoben wird. Das passiert in der Folge noch weitere zwei
mal im dargestellten Beispiel. Wird jedoch die
Ausweichbewegung der Ankerplatte durch die Position des
Gleitstückes 34 nach Figur 2 begrenzt, was in der Figur als
schwarzer Balken dargestellt ist, so ergibt sich dort eine
Bewegungsumkehr der Ankerplatte nach vorheriger Dämpfung und
ein kurzes Ausschwingen derselben gemäß der Kurve B. Eine
Dämpfung kurz vor Aufsetzen der Ankerplatte auf dem
ortsfesten Teil, hier gemäß Figur 2 das Gleitstück 34'
reduziert den sich umkehrenden Impuls nach Auftreffen der
Ankerplatte auf dem Gleitstück 34'.The effectiveness of the arrangement according to the invention is the
Figure 6 can be seen. There is time over the abscissa
plotted and on the ordinate the movement of the anchor with
Anchor bolt and anchor plate. You can see an increase
the curve A, which reaches a plateau at the time tö at
due to the attraction of the
In Abwandlung der Ausgestaltung nach Figur 2 ist in Figur 3
der Führungsstutzen 139 länger ausgeführt und es kann demzufolge
eine Rückführfeder 135 verwendet werden, die mehr
Federwindungen aufweist und demzufolge bezüglich ihres
Federverhaltens, z.B. Progressivität, besser gestaltet
werden kann. Zudem wird aufgrund des längeren Stutzens 139
die Führung des Ankers verbessert.In a modification of the embodiment of Figure 2 is in Figure 3
the
Abweichen von der Figur 1 ist das Gleitstück 134 so ausgebildet,
daß es eine Schulter 53 des Einspritzventilgehäuses
übergreift. Auf die Stirnseite 141 ist dabei eine erste Einstellscheibe
54 plaziert, die eine Ausnehmung 55 zur Durchführung
des Ankerbolzens 127 aufweist und zwischen der
Schulter 53 und dem Flansch 132 ist noch eine zweite Einstellscheibe
57 vorgesehen. Die erste Einstellscheibe wird
durch eine Stirnseite 56 des Magnetventilgehäuses 37 auf den
Flansch 132 gepreßt und über diesen und die zweite
Einstellscheibe auf die Schulter 53 des Einspritzventilgehäuses
gepreßt, so daß die Einstellscheiben und das
Gleitstück zusammen ortsfest fixiert sind. Mit Hilfe der
Stärke der zweiten Einstellscheibe ist der Abstand des
Gleitstücks 134 vom Ventilsitz 24 einstellbar, so daß durch
die Festlegung der stirnseitig an dem Gleitstück 134 zur
Anlage kommenden Ringschulter 33 der maximale öffnungshub
des Ventilglieds 25 des Magnetventils eingestellt werden
kann. Zugleich wird auch ein Restluftspalt 60 zwischen der
Stirnseite der Ankerscheibe 28 und dem Pol 61 des Elektromagneten
beeinflußt, der so ausgelegt werden muß, daß ein
magnetisches Kleben nach der Entregung des Elektromagneten
vermieden wird. Mit der Dicke der ersten Einstellscheibe 54
dagegen wird der Weg 62 eingestellt, den die Ankerplatte
gegen die Kraft der Rückführfeder nach dem Aufsetzen des
Ventilglieds 25 auf dem Ventilsitz 24 beim Schließvorgang
des Magnetventils zurücklegen kann. Da diese Scheibe auch
den Abstand des Pols 61 des Elektromagneten vom Flansch des
Gleitstücks 134 und damit den Abstand der Ankerplatte 28 von
dem Pol 61 verändert, wird zugleich mit dieser
.Einstellscheibe auch der Restluftspalt 60 beeinflußt. Departing from Figure 1, the
Statt dieser ersten Einstellscheibe 54 werden vorteilhaft
auch zwei Scheiben an dieser Stelle vorgesehen, eine äußere,
den Restluftspalt bestimmende Scheibe und eine innere, den
weg der Ankerplatte bestimmenden Scheibe, die dort lose
eingelegt werden kann. Zusätzlich aber kann diese innere
Scheibe auch durch die Rückholfeder 135 in Anlage an dem
Gleitsück 134 gehalten werden, um ein unkontrolliertes
Wander der Scheibe zu verhindern. Dazu kann die innere
Scheibe auch mit einer abgesetzteen Ringschulter versehen
werden, auf der die Rückholfeder aufsitzt. Mit der Auswahl
der Dicke der ersten Einstellscheibe 54 bzw. der oben
erwähnten äußeren Scheibe und der inneren Scheibe sowie mit
der zweiten Einstellscheibe 57 können also der Weg 62, der
Restluftspalt 60 und der maximale Ventilhub eingestellt
werden.Instead of this
Während die beiden vorstehenden Ausführungsbeispiele einen
Führungsstutzen 39' bzw. 139 aufweisen, der in einer
verhältnismäßig kleinen Stirnfläche 40 des Ankers endete,
ist nun gemäß Ausführungsbeispiel nach Figur 4 diese Fläche
241 wesentlich vergrößert, indem der Führungsstutzen 239 zur
Seite der ersten Einstellscheibe 54 eine tellerartige
Verbreiterung 63 aufweist. Durch diese nun zur Verfügung
stehende größere Fläche entsteht bei der Annäherung des
Ankers an die Einstellscheibe 54 eine Quetschströmung mit
wesentlich mehr Wirkung als im vorherigen Beispiel, so daß
der Aufprall des Ankers auf der Einstellscheibe am Ende
seines möglichen Weges noch stärker gedämpft wird und entsprechend
der Rückprallimpuls, der für weiteres Schwingen
verantwortlich wäre, wesentlich gemindert wird. Auch bei
diesem Ausführungsbeispiel ist die Rückholfeder 235 als
Zylinderfeder ausgebildet analog zum Ausführungsbeispiel
nach Figur 3. While the two preceding embodiments a
In Abwandlung zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ist in
Figur 5 die Rückholfeder 335 nun nicht mehr zwischen dem
Anker und der ersten Einstellscheibe 54 angeordnet sondern
zwischen einem Federteller 70, auf dem die Schließfeder 31
aufsitzt und dem Anschlagring 26. Der Anschlagring 26 ist
als in eine Ringnut 71 eingesetzter Ring ausgeführt, wobei
zwischen dem Anschlagring und der axialen Begrenzung der
Ringnut 71 ein Spiel 72 vorgesehen ist. Dieses Spiel ist in
der Größenordnung des Weges 62 zwischen Anker 28 und
Einstellscheibe 54. Die Rückholfeder 335 erstreckt sich
dabei auf die Länge eines Bundes 73, der sich an die Ringnut
71 zur Seite der Schließfeder hin anschließt und der die
Auflage des Federtellers 70 bildet.In a modification to the embodiment of Figure 4 is in
Figure 5, the
Bei diesem Ausführungsbeispiel führt der Anker wie in dem
vorstehenden Ausführungsbeispiel einen Hub über die Länge
des Weges 62 aus und kann dann wieder zurück zu dem Anschlag
26 gelangen, wie in Figur 5 in der momentanen Stellung
gezeigt ist. Anschließend wird der Anker 28 zusammen mit dem
Anschlagring 26 unter Einwirkung der Rückholfeder 335 in die
gezeigte Ruhestellung des Ankerbolzens 27 zur ersten Einstellplatte
54 zurückgeführt und nimmt dort eine definierte
Position ein, die garantiert, daß z.B. bei einer nach einer
kurzen Voreinspritzung erfolgenden Haupteinspritzung Zeit
für den Öffnungshub geometrisch bestimmt ist. Das Spiel 72
gestattet die Verschiebebewegung des Ankers über seinen Weg
62.In this embodiment, the armature leads as in the
above embodiment, a stroke over the
Die Feder 335 kann auch ganz entfallen, wenn davon
ausgegangen wird, daß durch das Eigengwicht des Ankers von
diesem immer die untere Position am der ersten
Einstellscheibe erreicht wird. Weiterhin untestützt eine
Restmagnetkraft zwischen Anker und Einstellscheibe 54 die
Fixierung des Ankers in Anlage an der Einstellscheibe.The
Claims (9)
- Solenoid valve (30) for controlling an injection valve of a fuel injection device having a valve needle whose opening enclosing is controlled by a solenoid valve which has an electromagnet (29) with a magnet pole (61), an armature (28) which is arranged in a space filled with fuel, and a valve element (25) which is moved with the armature and on which a valve closing spring (31) acts in the closing direction and which interacts with a valve seat (24), the armature being capable of being displaced in relation to an intermediate part (27) - which is connected to the valve closing element, is embodied as a bolt (27) and is guided in a sliding fashion in a sliding element which is arranged fixedly in the solenoid valve - and away from a pole-end stop on the bolt in the closing direction of the valve element (25) as its inert mass acts counter to a restoring force, and a damping device which interacts with the armature and its fixed part, operates as fuel is expelled and with which reverberation of the armature (28) during its dynamic displacement can be damped, characterized in that the fixed part of the damping device is a part which is mounted in front of the sliding element and is preferably embodied as a washer and on which the armature comes to rest with an end side during its dynamic displacement.
- Solenoid valve according to Claim 1, characterized in that the armature can be displaced, on the intermediate part which is embodied as bolt (27), away from a pole-end stop on the bolt which is guided in a sliding fashion in a sliding element which is arranged fixedly in the solenoid valve.
- Solenoid valve according to Claim 2, characterized in that the armature is embodied as an anchor plate which interacts with the magnet pole (61), said armature having a first end side which points to the magnet pole (61) of the electromagnet, and a second end side which points to the fixed part and which forms the damping device with the fixed part.
- Solenoid valve according to Claim 3, characterized in that the armature has a stem which connects the armature plate to a stop part whose end side forms, as a second end side of the armature, a planar face, a hydraulically effective, damping squeezing gap being formed between said planar face and the planar, fixed part as they approach one another.
- Solenoid valve according to Claim 4, characterized in that the stop part widens in a flange-like fashion starting from the diameter of the stem.
- Solenoid valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve seat of the solenoid valve is arranged fixedly in an injection valve housing, in that the electromagnet of the solenoid valve is arranged in a housing which is permanently clamped into the injection valve housing, the sliding element having a stop against which a valve-element-end stop part of the bolt comes to rest during the maximum opening stroke of the valve element, and an adjustment washer is mounted in front of the sliding element, the thickness of which makes it possible to adjust a residual air gap which comes about between the armature and magnet pole (61) of the electromagnet if the valve element of the solenoid valve is in the open position when the electromagnet is excited.
- Solenoid valve according to Claim 6, characterized in that the adjustment washer at the same time forms the fixed part of the damping device.
- Solenoid valve according to Claim 7, characterized in that, apart from the adjustment washer, an additional washer, which is used as a fixed part and for adjusting the maximum displacement distance of the armature in the closing direction of the valve on the bolt is clamped to the solenoid valve housing and the injection valve housing.
- Solenoid valve according to one of Claims 6 to 8, characterized in that the adjustment washer and/or the additional washer are clamped in fixedly by the solenoid valve with the injection valve housing as they lie between a flange of the sliding element and the housing of the solenoid valve, and in that, in order to adjust the position of the sliding element and thus to adjust the maximum stroke of the valve element, a second adjustment washer is clamped in between the injection valve housing and the flange of the sliding element.
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