EP1390614B1 - Magnetventil zur steuerung eines einspritzventils einer brennkraftmaschine - Google Patents

Magnetventil zur steuerung eines einspritzventils einer brennkraftmaschine Download PDF

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EP1390614B1
EP1390614B1 EP02729870A EP02729870A EP1390614B1 EP 1390614 B1 EP1390614 B1 EP 1390614B1 EP 02729870 A EP02729870 A EP 02729870A EP 02729870 A EP02729870 A EP 02729870A EP 1390614 B1 EP1390614 B1 EP 1390614B1
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valve
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Robert Bosch GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a solenoid valve for controlling a Injection valve of an internal combustion engine according to the generic term of claim 1.
  • Solenoid valve is used to control the fuel pressure in the Control pressure chamber of an injection valve, for example one Injector of a common rail injection system used. at such injectors will check the fuel pressure controlled the movement of a valve piston in the control pressure chamber, with which an injection opening of the injection valve is opened or is closed.
  • the well-known solenoid valve has an electromagnet arranged in a housing part, a movable anchor and one moved with the anchor, acted upon by a closing spring in the closing direction Control valve member on that with a valve seat of the solenoid valve cooperates and so the fuel flow from the Control pressure room controls.
  • Solenoid valve known from DE 196 50 865 A1 is therefore the anchor in two parts with an anchor bolt and one on the Anchor bolt designed with slidingly mounted anchor plate, so that the anchor plate upon impact of the control valve member on the valve seat against the clamping force of one Return spring moved on.
  • the return spring conveys the Then anchor plate back to its defined starting position at a stop fixed to the anchor bolt back. This ensures that when you switch on again of the electromagnet the armature plate is always the same, defined predetermined distance is tightened.
  • This short opening does not lead to a significant one Pressure drop in the control pressure chamber of the injection valve and thus to an unintentional injection, but may during this short phase with the activation of the electromagnet be started for the next injection, since this is the amount of fuel in the combustion chamber of the internal combustion engine influence the injected fuel in an undefined manner would and strong scatter of the injection quantity would result.
  • Activation of the solenoid valve therefore leads only then reliably again to a defined injection quantity, when the anchor plate no longer swings.
  • a time limitation of the ringing process is particularly important to show short time intervals between for example a pre-injection and a main injection of great importance.
  • the armature plate turns on when the electromagnet is turned on so quickly dressed that they are practically undetectable Time delay the stop defined on the anchor bolt reached. Then the anchor plate and anchor bolt accelerated with control valve member to the electromagnet and opened the solenoid valve. This is advantageous achieved that by the ringing process of the anchor plate conditional unwanted opening of the solenoid valve is avoided.
  • the solenoid valve can therefore at any time after the Anchor plate has reached its overstroke, again driven become.
  • Fig. 1 shows the upper part of a from the prior art known fuel injection valve, which for use is determined in a fuel injection system, in particular a common rail system for diesel fuel, which with a high-pressure fuel storage is equipped by a high pressure feed pump continuously with high pressure fuel is supplied.
  • the well-known fuel injector has a valve housing 4 with a longitudinal bore in which a valve piston 6 is arranged, with its one in Fig. 1 not shown end on a in a nozzle body arranged valve needle acts.
  • the valve needle is in one Pressure chamber arranged with a pressure hole with under High-pressure fuel is supplied.
  • valve piston 6 With an opening stroke movement the valve piston 6 becomes the valve needle due to the constant attack on a pressure shoulder of the valve needle High fuel pressure in the pressure chamber against Closing force of a spring raised. Through a then with the Injection takes place in the pressure chamber connected to the injection of the fuel in the combustion chamber of the internal combustion engine. By Lowering the valve piston 6 becomes the valve needle in the closing direction pressed into the valve seat of the injection valve and the injection process ends.
  • the valve piston 6 is on his end facing away from the valve needle in a cylinder bore guided, which is introduced into a valve piece 12, which is inserted into the valve housing 4. In the cylinder bore closes the end face of the valve piston 6 Control pressure chamber 14, which via an inlet channel with a High-pressure fuel connection, not shown, is connected.
  • the inlet channel is essentially made up of three parts.
  • Via the inlet throttle 15 is the control pressure chamber 14 that in the high-pressure fuel accumulator exposed to high fuel pressure.
  • Coaxial to Valve piston 6 branches out of control pressure chamber 14 in the valve piece 12 running bore, one with a flow restrictor 18 provided fuel drain channel 17, the opens into a relief chamber 19, which with a in Fig. 1st Fuel pressure connection, not shown, connected which is in turn with a fuel return of the injection valve communicates.
  • the outlet of the fuel drain channel 17 from the valve piece 12 takes place in the area of a conically countersunk part 21 of the outer Face of the valve piece 12.
  • the valve piece 12 is together with a shim 38 and the flange 32 one Slider 34 fixed via a screw member 23 in the valve housing 4 clamped.
  • a valve seat 24 is formed in the conical part 21, with which a control valve member 25 of the injection valve controlling solenoid valve 30 cooperates.
  • the control valve member 25 is in shape with a two-part anchor an anchor bolt 27 and an anchor plate 28 coupled, which armature with an electromagnet 29 of the solenoid valve 30 interacts.
  • the solenoid valve 30 further includes a the electromagnet 29 housing part 60, which with the Valve housing 4 fixed via screwable connection means 7 connected is.
  • the anchor plate 28 under the influence of their inertial mass against the preload a return spring 35 is dynamically displaceable the anchor bolt 27 and is supported by this return spring at rest against one fixed on the anchor bolt Stop 26 pressed, which in the form of a on the anchor bolt pushed-on sickle disc is formed. With your the other end, the return spring 35 is supported on the Flange 32 of the slider 34 from which the anchor bolt 27th leads in a through opening.
  • the anchor bolt 27 and with him the armature disk 28 and that coupled to the anchor bolt 27 Control valve member 25 are constantly by themselves Supporting closing spring 31 in the closing direction acts so that the control valve member 25 normally is in the closed position on the valve seat 24.
  • the anchor bolt 27 points to the one facing away from the electromagnet 29 End of an annular shoulder 33 which, when the electromagnet is excited strikes the slider 34 and so the opening stroke of the control valve member 25 limited.
  • the adjusting disk 38 serves for the opening stroke.
  • the opening and closing of the injection valve is as follows described controlled by the solenoid valve 30. How already shown, the anchor bolt 27 is constantly through the closing spring 31 is acted upon in the closing direction, so that the control valve member 25 when the solenoid is not energized is in the closed position on the valve seat 24 and the control pressure chamber 14 is closed towards the discharge side 19, so that there is very high the inlet channel Builds up pressure that is also present in the high-pressure fuel reservoir.
  • the pressure in the control pressure chamber 14 generates a closing force on the valve piston 6 and in connection therewith standing valve needle, which is larger than that on the other hand in Opening direction due to the high pressure Forces.
  • the control pressure chamber 14 by opening the Solenoid valve opened to the relief side 19, builds the pressure in the small volume of the control pressure chamber 14 very quickly, since this via the inlet throttle 15 from the high pressure side is decoupled. As a result, predominates the force acting on the valve needle in the opening direction from the high fuel pressure at the valve needle, so that the valve needle moves up and at least the an injection opening opened for injection becomes.
  • solenoid valve 30 closes the fuel drain passage 17, the pressure in the control pressure chamber 14 through the fuel flowing in again via the inlet duct 15 be built up so that the original closing force is applied and the valve needle of the fuel injector closes.
  • overstroke stop in the known solenoid valve 37 provided which through one of the anchor plate facing end portion of a guide sleeve Section of the slider 34 is formed.
  • the overstroke 37 limits the maximum overtravel distance by which the anchor plate 28 after the impact of the control valve member 25 on the valve seat 24 along the anchor bolt 27 starting from the stop fixed on the anchor bolt 27 26 can move.
  • the rocking of the anchor plate 28 is reduced by the overstroke stop 37 and the anchor plate 28 returns to its starting position faster the stop 26 designed as a sickle disk.
  • the stroke of the anchor plate is dependent represented by the time when the solenoid valve is opened.
  • the anchor plate 28 then moves in the time interval I continue the overtravel until it reaches a maximum Overtravel h2 of, for example, about 20 microns hits the overstroke stop 37 and is braked there.
  • time interval II becomes the anchor plate through the return spring 35 back to the sickle disk 26 emotional.
  • the solenoid valve therefore opens briefly.
  • the Vibration process of the anchor plate leads to that with a renewed activation of the solenoid valve in time interval III must not be started because the solenoid valve in this Time interval opens briefly.
  • the control of the solenoid valve by applying voltage to the electromagnet either only beforehand in time interval II or later in time interval IV done.
  • Fig. 3 is a section of a cross-sectional view of the solenoid valve according to the invention.
  • the invention Solenoid valve 30 differs from that in Fig. 1 shown known solenoid valve in that none Return spring is provided on the solenoid valve.
  • the electromagnet 29 When switching off the electromagnet 29 is the armature with armature plate 28, Anchor bolt 27 and control valve member 25 by the closing spring 31 moved to the valve seat 24. Once the control valve member meets the valve seat 24, the armature plate 28 moves due to their inert mass on the now fixed anchor bolt further. This movement of the anchor plate 28 is subject only the laws of inertia, gravity, friction and the hydrodynamics of the fuel and is free of one Restoring elastic spring force.
  • FIG Fig. 4 The resulting movement of the anchor plate 28 is shown in FIG Fig. 4 shown.
  • the anchor plate 28 moves in the Time interval I first with the anchor bolt around the opening stroke h1 and then after impacting the control valve member on the valve seat with a fixed anchor bolt around the Overtravel distance h2 to overtravel stop 37.
  • the Anchor plate 28 Approaching the overstroke stop 37 annular surface 39 formed on the anchor plate 28 forms over the anchor bolt 27 pushed socket 40 a hydraulic together with the overstroke stop 37 Damping room through which the impact of the anchor plate 28 is damped on the overstroke.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil zur Steuerung eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine mit einem Elektromagneten (29), einem Anker, der einen in bezug auf den Elektromagneten beweglich gelagerten Ankerbolzen und eine auf dem Ankerbolzen (27) gleitend verschiebbar gelargerte Ankerplatte (28) umfasst, und mit einem mit dem Anker bewegten und mit einem Ventilsitz (24) zusammenwirkenden Steuerventilglied (25) zum Öffnen und Schliessen eines Kraftstoffdurchgangs (17), wobei die Ankerplatte (28) beim Auftreffen des Steuerventilgliedes auf den Ventilsitz (24) beim Schliessen des Magnetventils unter dem Einflussihrer trägen Masse von einem am Ankerbolzen (27) festgelegten Anschlag (26) um einen Überhubweg (24) bis zu einem ortsfesten Überhubanschlag (39) entlang des Ankerbolzens verschiebbar ist. Zur Vermeidung eines Nachschwingens der Ankerplatte (27) auf dem Ankerbolzen beim Schliessen des Magnetventils wird vorgeschlagen, dass die Ankerplatte (27) zwischen dem Überhubanschlag (39) und dem am Ankerbolzen festgelegten Anschlag (26) dem Ankerbolzen frei von rückstellenden elastischen Federkräften verschiebbar gelagert ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Magnetventil zur Steuerung eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solches, beispielsweise aus der DE 196 50 865 A1 bekanntes Magnetventil wird zur Steuerung des Kraftstoffdrucks im Steuerdruckraum eines Einspritzventils, beispielsweise eines Injektors einer Common-Rail-Einspritzanlage verwandt. Bei derartigen Einspritzventilen wird über den Kraftstoffdruck im Steuerdruckraum die Bewegung eines Ventilkolbens gesteuert, mit dem eine Einspritzöffnung des Einspritzventils geöffnet oder geschlossen wird. Das bekannte Magnetventil weist einen in einem Gehäuseteil angeordneten Elektromagneten, einen beweglichen Anker und ein mit dem Anker bewegtes, von einer Schließfeder in Schließrichtung beaufschlagtes Steuerventilglied auf, das mit einem Ventilsitz des Magnetventils zusammenwirkt und so den Kraftstoffabfluß aus dem Steuerdruckraum steuert.
Ein bekannter Nachteil derartiger Magnetventile besteht im sogenannten Ankerprellen. Beim Abschalten des Magneten wird der Anker und mit ihm das Steuerventilglied von der Schließfeder des Magnetventils zum Ventilsitz hin beschleunigt, um einen Kraftstoffablaufkanal aus dem Steuerdruckraum zu verschließen. Der Aufprall des Steuerventilgliedes am Ventilsitz hat ein nachteiliges Schwingen und/oder Prellen des Steuerventilgliedes am Ventilsitz zur Folge, wodurch die Steuerung des Einspritzvorgangs beeinträchtigt wird. Bei dem aus der DE 196 50 865 A1 bekannten Magnetventil ist deshalb der Anker zweiteilig mit einem Ankerbolzen und einer auf dem Ankerbolzen gleitverschiebbar gelagerten Ankerplatte ausgeführt, so daß sich die Ankerplatte beim Aufprall des Steuerventilgliedes auf den Ventilsitz gegen die Spannkraft einer Rückholfeder weiterbewegt. Die Rückholfeder befördert die Ankerplatte anschließend wieder in ihre definierte Ausgangsposition an einem an dem Ankerbolzen festgelegten Anschlag zurück. Damit wird erreicht, daß beim erneuten Einschalten des Elektromagneten die Ankerplatte aus einem immer gleichen, definiert vorgegebenen Abstand angezogen wird.
Durch die zweiteilige Ausführung des Ankers mit Rückholfeder wird bei den bekannten Magnetventilen zwar die effektiv abgebremste Masse und damit die das Prellen verursachende kinetische Energie des auf den Ventilsitz auftreffenden Ankers verringert, jedoch kann die durch die Federkraft der Rückholfeder beaufschlagte Ankerplatte nach dem Schließen des Magnetventils auf dem Ankerbolzen in nachteiliger Weise nachschwingen. Während des Nachschwingvorgangs kann die Ankerplatte auf den am Ankerbolzen festgelegten Anschlag auftreffen und das Magnetventil dadurch kurzzeitig öffnen. Dieses kurze Öffnen führt zwar nicht zu einem signifikanten Druckabfall im Steuerdruckraum des Einspritzventils und damit zu einer unbeabsichtigten Einspritzung, jedoch darf während dieser kurzen Phase nicht mit der Ansteuerung des Elektromagneten für die nächste Einspritzung begonnen werden, da dies die Menge des in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzten Kraftstoffs in nicht definierter Weise beeinflussen würde und starke Streuungen der Einspritzmenge zur Folge hätte. Eine Ansteuern des Magnetventils führt daher erst dann wieder zuverlässig zu einer definierten Einspritzmenge, wenn die Ankerplatte nicht mehr nachschwingt. Eine zeitliche Beschränkung des Nachschwingvorgangs ist insbesondere zur Darstellung kurzer zeitlicher Abstände zwischen beispielsweise einer Vor- und einer Haupteinspritzung von großer Bedeutung. Bei den bekannten Magnetventilen wird aus diesem Grund ein ortsfester Überhubanschlag verwandt, welcher den maximalen Überhubweg begrenzt, um den sich die Ankerplatte nach Auftreffen des Steuerventilgliedes auf den Ventilsitz auf dem Ankerbolzen verschieben kann. Durch diese Maßnahme läßt sich das Nachschwingen der Ankerplatte verringern, jedoch nicht abstellen.
Vorteile der Erfindung
Es wurde gefunden, daß bei einem gänzlichen Verzicht auf die Rückholfeder bei einem Magnetventil mit zweiteiligem Anker sowohl ein nachteiliger Nachschwingvorgang der Ankerplatte vermieden werden kann als auch gleichzeitig bei einer erneuten Ansteuerung des Elektromagneten eine definierte Einspritzung erfolgt. Entgegen eines lange bestehenden Vorurteils, ist die Rückholfeder nicht unbedingt erforderlich, um eine definierte Neueinspritzung zu gewährleisten. Da der Überhubweg, um den sich die Ankerplatte nach einem Auftreffen des Steuerventilgliedes auf den Ventilsitz auf dem Ankerbolzen verschieben kann, durch den Überhubanschlag auf einen kleinen Wert begrenzbar ist, kann auch ohne Rückholfeder eine definierte Neueinspritzung erreicht werden. Zwar wird die Ankerplatte bei einem Verzicht auf die Rückholfeder nicht zu. dem am Ankerbolzen festgelegten Anschlag zurück befördert, jedoch wird die Ankerplatte beim Einschalten des Elektromagneten so schnell angezogen, daß sie praktisch ohne erkennbare Zeitverzögerung den am Ankerbolzen festgelegten Anschlag erreicht. Sodann wird die Ankerplatte und der Ankerbolzen mit Steuerventilglied zum Elektromagneten hin beschleunigt und das Magnetventil geöffnet. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, daß das durch den Nachschwingvorgang der Ankerplatte bedingte unerwünschte Öffnen des Magnetventils unterbleibt. Das Magnetventil kann daher jederzeit, nachdem die Ankerplatte ihren Überhubanschlag erreicht hat, wieder angesteuert werden.
Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt
  • Fig. 1 einen Ausschnitt aus dem oberen Teil eines aus dem Stand der Technik bekannten Kraftstoffeinspritzventils mit einem Magnetventil,
  • Fig. 2 den Hubweg der Ankerplatte in Abhängigkeit von der Zeit für das bekannte Magnetventil,
  • Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung des erfindungsgemäßen Magnetventil,
  • Fig. 4 den Hubweg der Ankerplatte in Abhängigkeit von der Zeit für das erfindungsgemäße Magnetventil.
    • Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
    Fig. 1 zeigt den oberen Teil eines aus dem Stand der Technik bekannten Kraftstoffeinspritzventils, welches zur Verwendung in einer Kraftstoffeinspritzanlage bestimmt ist, insbesondere eines Common-Rail-Systems für Dieselkraftstoff, welches mit einem Kraftstoffhochdruckspeicher ausgerüstet ist, der durch eine Hochdruckförderpumpe kontinuierlich mit Hochdruckkraftstoff versorgt wird. Das bekannte Kraftstoffeinspritzventil weist ein Ventilgehäuse 4 mit einer Längsbohrung auf, in der ein Ventilkolben 6 angeordnet ist, der mit seinem einen in Fig. 1 nicht dargestellten Ende auf eine in einem Düsenkörper angeordnete Ventilnadel einwirkt. Die Ventilnadel ist in einem Druckraum angeordnet, der über eine Druckbohrung mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt ist. Bei einer Öffnungshubbewegung des Ventilkolbens 6 wird die Ventilnadel durch den ständig an einer Druckschulter der Ventilnadel angreifenden Kraftstoffhochdruck im Druckraum entgegen der Schließkraft einer Feder angehoben. Durch eine dann mit dem Druckraum verbundene Einspritzöffnung erfolgt die Einspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Durch Absenken des Ventilkolbens 6 wird die Ventilnadel in Schließrichtung in den Ventilsitz des Einspritzventils gedrückt und der Einspritzvorgang beendet. Der Ventilkolben 6 wird an seinem von der Ventilnadel abgewandten Ende in einer Zylinderbohrung geführt, die in einem Ventilstück 12 eingebracht ist, welches in das Ventilgehäuse 4 eingesetzt ist. In der Zylinderbohrung schließt die Stirnseite des Ventilkolbens 6 einen Steuerdruckraum 14 ein, der über einen Zulaufkanal mit einem nicht dargestellten Kraftstoffhochdruckanschluß verbunden ist. Der Zulaufkanal ist im wesentlichen dreiteilig ausgebildet. Eine radial durch die Wand des Ventilstücks 12 führende Bohrung, deren Innenwände auf einem Teil ihrer Länge eine Zulaufdrossel 15 ausbilden, ist mit einem das Ventilstück 12 umfangsseitig umgebenden Ringraum 16 ständig verbunden, welcher Ringraum wiederum über in ständiger Verbindung mit dem Kraftstoffhochdruckanschluß steht. Über die Zulaufdrossel 15 ist der Steuerdruckraum 14 dem im Kraftstoffhochdruckspeicher herrschenden hohen Kraftstoffdruck ausgesetzt. Koaxial zum Ventilkolben 6 zweigt aus dem Steuerdruckraum 14 eine im Ventilstück 12 verlaufende Bohrung ab, die einen mit einer Ablaufdrossel 18 versehenen Kraftstoffablaufkanal 17 bildet, der in einen Entlastungsraum 19 einmündet, der mit einem in Fig. 1 nicht dargestellten Kraftstoffniederdruckanschluß verbunden ist, welcher wiederum mit einem Kraftstoffrücklauf des Einspritzventils in Verbindung steht. Der Austritt des Kraftstoffablaufkanals 17 aus dem Ventilstück 12 erfolgt im Bereich eines kegelförmig angesenkten Teiles 21 der außenliegenden Stirnseite des Ventilstückes 12. Das Ventilstück 12 ist zusammen mit einer Einstellscheibe 38 und dem Flansch 32 eines Gleitstücks 34 fest über ein Schraubglied 23 in dem Ventilgehäuse 4 eingespannt.
    In dem kegelförmigen Teil 21 ist ein Ventilsitz 24 ausgebildet, mit dem ein Steuerventilglied 25 eines das Einspritzventil steuernden Magnetventils 30 zusammen wirkt. Das Steuerventilglied 25 ist mit einem zweiteiligen Anker in Form eines Ankerbolzens 27 und einer Ankerplatte 28 gekoppelt, welcher Anker mit einem Elektromagneten 29 des Magnetventils 30 zusammenwirkt. Das Magnetventil 30 umfaßt weiterhin ein den Elektromagneten 29 bergendes Gehäuseteil 60, das mit dem Ventilgehäuse 4 über schraubbare Verbindungsmittel 7 fest verbunden ist. Bei dem bekannten Magnetventil ist die Ankerplatte 28 unter Einwirkung ihrer trägen Masse gegen die Vorspannkraft einer Rückholfeder 35 dynamisch verschiebbar auf dem Ankerbolzen 27 gelagert und wird durch diese Rückholfeder im Ruhezustand gegen einen am Ankerbolzen festgelegten Anschlag 26 gedrückt, welcher in Form einer auf den Ankerbolzen aufgeschobenen Sichelscheibe ausgebildet ist. Mit ihrem anderen Ende stützt sich die Rückholfeder 35 an dem Flansch 32 des Gleitstücks 34 ab, welches den Ankerbolzen 27 in einer Durchgangsöffnung führt. Der Ankerbolzen 27 und mit ihm die Ankerscheibe 28 und das mit dem Ankerbolzen 27 gekoppelte Steuerventilglied 25 sind ständig durch eine sich gehäusefest abstützende Schließfeder 31 in Schließrichtung beaufschlagt, so daß das Steuerventilglied 25 normalerweise in Schließstellung am Ventilsitz 24 anliegt. Bei Erregung des Elektromagneten wird die Ankerplatte 28 und mit ihr der Ankerbolzen 27 vom Elektromagneten angezogen und dabei der Ablaufkanal 17 zum Entlastungsraum 19 hin geöffnet. Der Ankerbolzen 27 weist an dem von dem Elektromagneten 29 abgewandten Ende eine Ringschulter 33 auf, die bei erregtem Elektromagneten am Gleitstück 34 anschlägt und so den Öffnungshub des Steuerventilgliedes 25 begrenzt. Zur Einstellung des Öffnungshubes dient die Einstellscheibe 38.
    Das Öffnen und Schließen des Einspritzventils wird wie nachfolgend beschrieben von dem Magnetventil 30 gesteuert. Wie bereits dargestellt, wird der Ankerbolzen 27 ständig durch die Schließfeder 31 in Schließrichtung beaufschlagt, so daß das Steuerventilglied 25 bei nicht erregtem Elektromagneten in Schließstellung am Ventilsitz 24 anliegt und der Steuerdruckraum 14 zur Entlastungsseite 19 hin verschlossen ist, so daß sich dort über den Zulaufkanal sehr schnell der hohe Druck aufbaut, der auch im Kraftstoffhochdruckspeicher ansteht. Der Druck im Steuerdruckraum 14 erzeugt eine Schließkraft auf den Ventilkolben 6 und die damit in Verbindung stehende 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 Zulaufdrossel 15 von der Hochdruckseite abgekoppelt ist. Infolgedessen überwiegt die auf die Ventilnadel in Öffnungsrichtung wirkende Kraft aus dem an der Ventilnadel anstehenden Kraftstoffhochdruck, so daß die Ventilnadel nach oben bewegt und dabei die wenigstens eine Einspritzöffnung zur Einspritzung geöffnet wird. Schließt jedoch das Magnetventil 30 den Kraftstoffablaufkanal 17, kann der Druck im Steuerdruckraum 14 durch den über den Zulaufkanal 15 nachfließenden Kraftstoff wieder aufgebaut werden, so daß die ursprüngliche Schließkraft ansteht und die Ventilnadel des Kraftstoffeinspritzventils schließt.
    Beim Schließen des Magnetventils drückt die Schließfeder 31 den Ankerbolzen 27 mit dem Steuerventilglied 25 schlagartig gegen den Ventilsitz 24. Ein nachteiliges Abprellen oder Nachschwingen des Steuerventilgliedes entsteht dadurch, daß der Aufschlag des Ankerbolzen am Ventilsitz eine elastische Verformung desselben bewirkt, welche als Energiespeicher wirkt, wobei ein Teil der Energie wiederum auf das Steuerventilglied 25 übertragen wird, das dann zusammen mit dem Ankerbolzen vom Ventilsitz 24 abprellt. Das in Fig. 1 gezeigte bekannte Magnetventil verwendet daher einen zweiteiligen Anker mit einer vom Ankerbolzen 27 abgekoppelten Ankerplatte 28. Auf diese Weise läßt sich die insgesamt auf den Ventilsitz 24 auftreffende Masse verringern, jedoch kann die Ankerplatte 28 in nachteiliger Weise nachschwingen. Aus diesem Grund ist bei dem bekannten Magnetventil ein Überhubanschlag 37 vorgesehen, welcher durch einen der Ankerplatte zugewandten Endabschnitt eines als Führungshülse ausgebildeten Abschnitts des Gleitstücks 34 gebildet wird. Der Überhubanschlag 37 beschränkt den maximalen Überhubweg, um den sich die Ankerplatte 28 nach dem Auftreffen des Steuerventilgliedes 25 auf den Ventilsitz 24 entlang des Ankerbolzens 27 ausgehend von dem am Ankerbolzen 27 festgelegten Anschlag 26 verschieben kann. Das Nachschwingen der Ankerplatte 28 wird durch den Überhubanschlag 37 reduziert und die Ankerplatte 28 gelangt schneller wieder in ihre Ausgangslage an dem als Sichelscheibe ausgebildeten Anschlag 26 zurück.
    In Fig. 2 ist der Hubverlauf der Ankerplatte in Abhängigkeit von der Zeit beim Öffnen des Magnetventils dargestellt. Beim Schließen des Magnetventils bewegt sich die Ankerplatte 28 in einem ersten Zeitintervall I zunächst mit dem Ankerbolzen 27 um den Weg h1 von beispielsweise 38 Mikrometer, bis das Steuerventilglied bei h = 0 auf den Ventilsitz auftrifft. Anschließend bewegt sich die.Ankerplatte 28 in dem Zeitintervall I um den Überhubweg weiter bis sie bei einem maximalen Überhubweg h2 von beispielsweise etwa 20 Mikrometer auf den Überhubanschlag 37 trifft und dort abgebremst wird. In dem nun folgenden Zeitintervall II wird die Ankerplatte durch die Rückholfeder 35 bis zur Sichelscheibe 26 zurück bewegt. In dem Zeitintervall III wird der Ankerbolzen und das Steuerventilglied durch die Ankerplatte vom Ventilsitz abgehoben. Das Magnetventil öffnet daher kurz. Beim Zurückschwingen der Ankerplatte trifft das Steuerventilglied zu Beginn des Zeitintervalls IV wieder auf den Ventilsitz. Der Schwingungsvorgang der Ankerplatte führt dazu, daß mit einer erneuten Ansteuerung des Magnetventils im Zeitintervall III nicht begonnen werden darf, da das Magnetventil in diesem Zeitintervall kurz öffnet. Die Ansteuerung des Magnetventils durch Spannungsbeaufschlagung des Elektromagneten darf daher entweder nur vorher im Zeitintervall II oder später im Zeitintervall IV erfolgen.
    In Fig. 3 ist eine Ausschnitt aus einer Querschnittsdarstellung des erfindungsgemäßen Magnetventils dargestellt. Das erfindungsgemäße Magnetventil 30 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten bekannten Magnetventil dadurch, daß keine Rückholfeder am Magnetventil vorgesehen ist. Beim Abschalten des Elektromagneten 29 wird der Anker mit Ankerplatte 28, Ankerbolzen 27 und Steuerventilgied 25 durch die Schließfeder 31 zum Ventilsitz 24 hin bewegt. Sobald das Steuerventilglied auf den Ventilsitz 24 trifft, bewegt sich die Ankerplatte 28 bedingt durch ihre träge Masse auf dem nun ortsfesten Ankerbolzen weiter. Diese Bewegung der Ankerplatte 28 unterliegt nur noch den Gesetzen von Trägheit, Schwerkraft, Reibung und der Hydrodynamik des Kraftstoffs und erfolgt frei von einer Beaufschlagung durch eine rückstellende elastische Federkraft. Die resultierende Bewegung der Ankerplatte 28 ist in Fig. 4 dargestellt. Wie bei dem bekannten Magnetventil in Fig. 2 dargestellt, bewegt sich die Ankerplatte 28 in dem Zeitintervall I zunächst mit dem Ankerbolzen um den Öffnungshubweg h1 und anschließend nach Auftreffen des Steuerventilgliedes auf den Ventilsitz bei ortsfestem Ankerbolzen um den Überhubweg h2 bis zum Überhubanschlag 37. Dort verharrt die Ankerplatte 28. Die sich an den Überhubanschlag 37 annähernde kreisringförmige Fläche 39 eines an der Ankerplatte 28 ausgebildeten über den Ankerbolzen 27 geschobenen Stutzens 40 bildet dabei zusammen mit dem Überhubanschlag 37 einen hydraulischen Dämpfungsraum, durch welchen der Aufprall der Ankerplatte 28 auf den Überhubanschlag gedämpft wird. Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, erfolgt im Zeitintervall II kein Nachschwingen der Ankerplatte und kein weiteres Öffnen des Magnetventils bei abgeschaltetem Elektromagneten. Daher kann das erfindungsgemäße Magnetventil jederzeit wieder angesteuert werden, sobald die Ankerplatte ihre Position am Überhubanschlag erreicht hat.
    Bei einer Spannungsbeaufschlagung des Elektromagneten beim Öffnen des Magnetventils wird die Ankerplatte 28 aufgrund der dann wirkenden Magnetkraft sehr schnell um den Weg h2 bis zu dem am Ankerbolzen festgelegten Anschlag 26 befördert. Die Zeitverzögerung bis die Ankerplatte den Anschlag 26 erreicht ist dabei zu vernachlässigen. Dies setzt voraus, daß der maximale Überhubweg h2 nicht zu groß ist. Der maximale Überhubweg, um den sich die Ankerplatte 28 nach einem Auftreffen des Steuerventilgliedes 25 auf den Ventilsitz 24 beim Schließen des Magnetventils entlang des Ankerbolzens 27 ausgehend von dem am Ankerbolzen festgelegten Anschlag 26 bis zu einem Aufprall auf den Überhubanschlag 37 verschieben kann, sollte daher kleiner als 100 Mikrometer und vorzugsweise kleiner als 30 Mikrometer sein.

    Claims (2)

    1. Magnetventil zur Steuerung eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine, mit einem Elektromagneten (29), einem Anker, der einen in bezug auf den Elektromagneten beweglich gelagerten Ankerbolzen (27) und eine auf dem Ankerbolzen gleitend verschiebbar gelagerte Ankerplatte (28) umfaßt, und mit einem mit dem Anker bewegten und mit einem Ventilsitz (24) zusammenwirkenden Steuerventilglied (25) zum Öffnen und Schließen eines Kraftstoffdurchgangs (17), wobei die Ankerplatte (28) beim Auftreffen des Steuerventilgliedes (25) auf den Ventilsitz (24) beim Schließen des Magnetventils unter dem Einfluß ihrer trägen Masse von einem am Ankerbolzen (27) festgelegten Anschlag (26) um einen Überhubweg (h2) bis zu einem ortsfesten Überhubanschlag (39) entlang des Ankerbolzens verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerplatte (27) zwischen dem Überhubanschlag (39) und dem am Ankerbolzen (27) festgelegten Anschlag (26) auf dem Ankerbolzen frei von rückstellenden elastischen Federkräften verschiebbar gelagert ist.
    2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Überhubweg (h2), um den sich die Ankerplatte (28) nach einem Auftreffen des Steuerventilgliedes (25) auf den Ventilsitz (24) beim Schließen des Magnetventils entlang des Ankerbolzens (27) ausgehend von dem am Ankerbolzen festgelegten Anschlag (26) bis zum Auftreffen auf den Überhubanschlag (39) verschieben kann, kleiner als 100 Mikrometer und vorzugsweise kleiner als 30 Mikrometer ist.
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