WO2010000527A1 - Magnetventil für einen kraftstoff-injektor sowie kraftstoff-injektor - Google Patents

Magnetventil für einen kraftstoff-injektor sowie kraftstoff-injektor Download PDF

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WO2010000527A1 PCT/EP2009/055375 EP2009055375W WO2010000527A1 WO 2010000527 A1 WO2010000527 A1 WO 2010000527A1 EP 2009055375 W EP2009055375 W EP 2009055375W WO 2010000527 A1 WO2010000527 A1 WO 2010000527A1
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Friedrich Howey
Dietrich Klauk
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a solenoid valve, in particular a servo valve, for a fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 and a fuel injector according to claim 11.
  • the fuel injector known from DE 10 2004 013 239 A1 comprises a solenoid valve designed as a servo valve for controlling the fuel pressure in a control chamber of the fuel injector. Via the fuel pressure in the control chamber, a stroke movement of an injection valve element is controlled, with which an injection opening of the fuel injector is opened or closed.
  • the solenoid valve comprises a magnetic assembly having an electrical coil and a magnet armature which, when the magnet assembly is energized, is adjusted in the direction of the magnet assembly and is spring-loaded in the closing direction when the magnet assembly is not energized by means of a valve closing spring.
  • the Abêtmenge is receiving a valve closing spring receiving Center bore guided centrally through the magnetic core to injector return port.
  • the invention is therefore based on the object to propose an alternative Native solenoid valve, which is provided in a simple manner at least one fuel return passage with uncritical cross-sectional area. Furthermore, the object is to propose a fuel injector with a correspondingly optimized solenoid valve.
  • the invention is based on the idea to form at least one of the axial, in the prior art cross-section of each a coil dome filled through holes in the magnetic core for the coil contact pins as fuel return passage through which fuel can flow in the direction of an injector return port with the solenoid valve open.
  • An embodiment is preferred in which both passage openings for the coil contact pins (connecting pins) are designed as fuel return channels, that is to say with a cross-section widened in comparison with the prior art, in order to thus achieve a symmetrical flow pattern.
  • fuel return ducts formed on and in addition to the passage openings are formed by axial grooves formed on the outer circumference of the magnetic core and receive no spin contact pins, so that when the solenoid valve is open the fuel is essentially exclusively supplied by at least one of the in each case one coil contact pin receiving through holes in the magnetic core in the direction injector return port can flow.
  • at least one passage opening receiving a bobbin contact pin as a fuel return passage, fuel return passage cross sections which are sufficiently large and selectable over a wide range can be realized in a surprisingly simple manner which may have a positive effect on the characteristic map and the counterpressure sensitivity of the solenoid valve, in particular because the pressure difference between the pressure above and below the magnetic core can be better controlled.
  • the diameter-enlarged, fuel return passages forming through holes for the coil contact pins can be introduced into the magnet core at no extra cost, in particular can be pressed into a green compact for a subsequent sintering process.
  • This also has a positive effect on a possibly used for use pressing tool for the magnetic core, since this is more stable due to the larger compared to the prior art, to be produced fürgangsö Maschinensquerroughe.
  • the solenoid valve greater freedom to distribute the fuel return channel cross-section against a support body provided for the magnetic core bearing surface, with the result that the inner circumference of the support body can be narrower, ie designed with a smaller diameter.
  • each a coil contact pin receiving through holes preferably all through holes, either completely disposed in a region radially outside the axial projection surface of the magnet armature, or from a region radially inward to radially outward in extends an area outside the axial projection surface of the armature.
  • a coil contact pin having a fuel return passage and forming a passage opening in a region radially outward of the axial projection surface of the stop disc is arranged or extends at least in a region radially outside this.
  • a maximum flow cross-section of the at least one fuel return channel can be achieved by the at least one through-hole penetrated by a Spulentrustpin is guided radially outward to the outer periphery of the magnetic core, so that of the passage opening partially restricted fuel return passage radially outward of the, in particular sleeve-shaped, carrier body is limited.
  • the at least one passage opening forming the fuel return passage does not extend radially to the outer circumference of the magnetic return passage. kerns, so that the passage opening or the fuel return passage is bounded radially outwardly of the magnetic core.
  • the latter embodiment has the advantage that a peripherally closed axial bearing surface for the magnetic core can be provided on the carrier body.
  • a spool lendom is arranged in the penetrated by a SpulenAuthpin through holes, in which the associated Spulentitlepin is also included in sections.
  • the coil dome preferably extends from the annular coil receiving in the axial direction and encapsulates the Spulen candypin sections in itself.
  • the maximum circumferential extent of the at least one passage opening forming the fuel return passage corresponds at least approximately to the maximum circumferential extent of a through-hole which passes through the passage opening.
  • a fuel return passage can be achieved with much smaller circumferential extent, whereby a total of a larger contact surface of the magnetic core can be provided on the carrier body.
  • the cross-sectional area of the passageway can be adjusted by the choice of the radial extent of the passageway.
  • the minimum cross-sectional area of the at least one fuel return channel ie the cross-sectional area
  • the cross-sectional area is closest Range of the fuel return channel at least 8 mm 2 , in particular at least 9 mm 2 , preferably at least 10 mm 2 , more preferably at least 11 mm 2 , more preferably at least 12 mm 2 , so as to realize a generous outflow volume flow.
  • an embodiment of the solenoid valve is preferred in which the armature does not abut directly against the magnet core, but against a stop disk (residual air disk) resting against the magnet core.
  • it makes sense to further divert the Ab Kunststoffmenge by at least one Spulentitlepin passage opening in the axial direction to the injector return, since the stopper plate hydraulically obstructs a central through hole in the magnetic core usually open solenoid valve.
  • the axial contact surface of the magnetic core on the carrier body is greater than 30 mm 2 .
  • the carrier surface on which the magnetic core can be supported on the carrier body is formed by an inner annular shoulder of the carrier body.
  • the support surface is preferably greater than 40 mm 2 , preferably greater than 50 mm 2 , particularly preferably greater than 60 mm 2 .
  • the invention also relates to a fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber of a combustion engine. engine with a, in particular as a servo valve ⁇ nenden, designed according to the concept of the invention solenoid valve.
  • the solenoid valve is characterized in that at least one passage opening receiving a coil contact pin is designed as a fuel return passage.
  • each a coil contact pin on ⁇ receiving through openings are each formed as a fuel return passage.
  • 1 is a schematic representation of a trained as a servo valve solenoid valve for a fuel injector
  • Fig. 2 is a perspective view of the magnet assembly of the solenoid valve of FIG. 1 and
  • Fig. 3 shows a magnetic assembly of an alternative magnetic ⁇ valve in a view of the pole faces.
  • FIG. 1 shows an incomplete and schematic illustration of a magnetic valve 1 for a fuel injector not shown in any more detail, known per se, for example as described in DE 10 2004 013 239 A1, for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine shown.
  • the solenoid valve 1 serves as a servo valve, with which the fuel pressure in a not shown, limited by an injection valve element control chamber is controllable. With the solenoid valve open, fuel can flow from the control chamber past a magnet armature 2 to an injector return port, not shown, arranged in the plane of the drawing above the solenoid valve 1.
  • the solenoid valve 1 comprises a magnet assembly 3, which is braced within the fuel injector, not shown.
  • the magnet assembly 3 comprises a sleeve-shaped carrier body 4 made of steel, which has a radially inner annular shoulder 5.
  • a magnetic core 6 is arranged, which is supported in the axial direction with an annular bearing surface formed by a participatpolabexcellent 7 on the one support surface for the magnetic core forming annular shoulder 5.
  • a participatpolabites 7 is an inner pole section 8.
  • Constantpolabites 7 and réellepolabites 8 are connected via a not visible in the sectional view of FIG. 1, annular yoke portion together.
  • the yoke section, the outer pole section 7 and the inner pole section 8 delimit an annular groove-shaped coil recess 9, which is open in the direction of the magnet armature 2.
  • an electric coil 10 magnetic coil
  • the electrical coil 10 comprises a winding support 11 which carries a wound winding wire 13 in an axially lower, groove-shaped section 12. Furthermore, two coil contact pins 14, 15 pointing in the axial direction are anchored in the winding support 11 and are electrically contacted with the winding wire 13 in a region axially above the winding support 11. For this purpose, the coil contact pins 14, 15 are partially wrapped by the winding wire 13, wherein the wrapped areas are each surrounded by a copper sleeve 16, 17 (welding sleeves).
  • Each copper sleeve 16, 17 is arranged in a coil mandrel 18, 19, wherein the coil mandrels 18, 19 extend in the axial direction beyond the annular groove-shaped Spulenaus principleung 9 in the direction of the drawing plane up through later to be explained through holes 21, 22 therethrough , As is apparent from Fig. 1, the copper sleeves 16, 17 and the winding wires 13 are received in a Kunststoffvergussmasse 20 which closes the winding wires 13 fuel-tight and forms a main component of the coil mandrels 18, 19.
  • each coil contact pin 14, 15 is associated with an aforementioned axial through opening 21, 22 in the cup-shaped magnet core 6, through which the coil contact pin 14, respectively, passes, in each case through a coil mandrel 18, 19. 15 is led out in the axial direction of the magnetic core 6.
  • Each axial passage opening 21, 22, which extends from an axially lower end side to an axially upper end side of the magnetic core 6, is formed in a radially outer region as a fuel return passage 23, 24, through the fuel with open solenoid valve 1 in the plane of the drawing in the axial direction can flow upward to an injector return not shown.
  • the magnet armature 2 with its upper armature plate section 25 in the plane of the drawing can not abut directly on the magnet core 6, more precisely on an inner pole surface 26 or outer pole surface 27 of the magnet core 6, but only on one axially between the armature core 6 Magnetic core 6 and the armature plate portion 25 of the armature 2 arranged stop plate 28 made of an amagnetic material. This closes when the solenoid valve is open, a central passage 29 in the magnetic core 6, which is bounded radially outward by the êtpolab songs 8 of the magnetic core 6.
  • a valve closing spring 30 is accommodated, which is supported in the axial direction, for example, on a Injektordeckel (housing part), not shown, and in the axial direction down the stop plate 28 by itself on the magnet assembly 3 facing end side of the armature 2 is supported.
  • the fuel return passages 23, 24 extend from a radially inner region, which lies radially within an axial, not shown projection surface of the armature plate section 25 of the armature 2, into a radially outer region which is radial lies outside the mentioned, axial projection surface of the armature plate portion 25 of the armature.
  • the magnet assembly 3 is shown in FIG. 1 in a perspective view obliquely from below.
  • the central passage 29 which does not serve here as a fuel return passage.
  • the fuel return passages 23, 24 can be seen, which are bounded radially inward by the electric coil 10 and in the circumferential direction by the outer pole section 7.
  • the fuel return ducts 23, 24 are formed in each case by a passage opening 21, 22 in the magnet core 6 open at the edge.
  • the circumferential extent of the fuel return ducts 23, 24 substantially corresponds to the circumferential extent of the respective coil dome 18, 19. Only in the radial outward direction do the passage openings 21, 22 extend beyond the coil domes 18, 19.
  • the cross-sectional contour of the fuel return ducts 23, 24 is formed substantially rectangular.
  • a pie-shaped (niksegmentför-mige) formation can be realized.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of a magnetic assembly 3 for a solenoid valve 1 of a fuel injector in a view from below.
  • the central passage 29 of the radially outward of is limited to the réellepolabites 8, wherein radially between the inner pole portion 8 and a situatedpolabites 7, an annular Spulenaus Principleung 9 is formed.
  • FIG. 3 shows that the electrical coil 10 is designed to be thickened at two points offset from one another by 180 °.
  • the coil contact pins 14, 15, not shown in FIG. 3, and the associated coil domes 18, 19 are arranged.
  • the thickened regions are accommodated in axial passage openings 21, 22 which form a fuel return passage 23, 24 radially outside the electrical coil 10 in each case.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil, insbesondere Servoventil, für einen Kraftstoff-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Magnetanker (2), der relativ zu einer Magnetbaugruppe (3) verstellbar ist, die einen in einem Trägerkörper (4) aufgenommenen Magnetkern (6) aufweist, der in einer Spulenausnehmung (9) eine mindestens zwei Spulenkontaktpins (14, 15) aufweisende elektrische Spule (10) aufweist, wobei jedem Spulenkontaktpin (14, 15) eine den Magnetkern (6) axial durchsetzende Durchgangsöffnung (21, 22) zugeordnet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens einer der Durchgangsöffnungen (21, 22) als Kraftstoffrücklaufkanal (23. 24) ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Kraftstoff-Injektor.

Description

Beschreibung
Titel
Magnetventil für einen Kraftstoff-Injektor sowie Kraft- stoff-Injektor
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Magnetventil, insbesondere ein Servoventil, für einen Kraftstoff-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Kraftstoff-Injektor gemäß Anspruch 11.
Der aus der DE 10 2004 013 239 Al bekannte Kraftstoff- Injektor umfasst ein als Servoventil ausgebildetes Magnetventil zur Steuerung des Kraftstoffdrucks in einem Steuerraum des Kraftstoff-Injektors. Über den Kraftstoffdruck im Steuerraum wird eine Hubbewegung eines Einspritzventilele- mentes gesteuert, mit dem eine Einspritzöffnung des Kraftstoff-Injektors geöffnet oder geschlossen wird. Das Magnetventil umfasst eine, eine elektrische Spule aufweisende Magnetbaugruppe und einen Magnetanker, der bei Bestromung der Magnetbaugruppe in Richtung der Magnetbaugruppe ver- stellt und bei Nicht-Bestromung der Magnetbaugruppe mit Hilfe einer Ventilschließfeder in Schließrichtung feder- kraftbeaufschlagt wird.
Beim Öffnen des Magnetventils wird ein Flüssigkeitsvolumen entspannt und als sogenannte Absteuermenge über einen
Kraftstoff-Rücklaufanschluss abgelassen. Die Absteuermenge wird dabei über eine die Ventilschließfeder aufnehmende Mittelbohrung zentral durch den Magnetkern zum Injektor- Rücklaufanschluss geführt.
Zur Minimierung von magnetischen Klebeffekten ist es be- kannt geworden, axial zwischen der Magnetbaugruppe und dem relativ zur Magnetbaugruppe verstellbaren Magnetanker eine Anschlagscheibe (Restluftscheibe) aufzunehmen, die einen bei dem aus der DE 10 2004 013 239 Al noch vorgesehenen Spalt axial zwischen der Magnetbaugruppe und dem Magnetan- ker hydraulisch verschließt, sodass bei geöffnetem Magnetventil die Mittelbohrung hydraulisch abgekoppelt ist. Zum Zuführen der Absteuermenge zum Injektorrücklaufanschluss ist es bei der Anmelderin als hausinterner Stand der Technik für den Fall des Vorsehens einer Anschlagscheibe be- kannt geworden, am Außenumfang des Magnetkerns eine oder mehrere, in axialer Richtung verlaufende Nut (en) vorzusehen, durch die die Absteuermenge in axialer Richtung zwischen Magnetkern und hülsenförmigen Trägerkörper zum Injektor-Rücklauf strömen kann. Bedingt durch eine gegebene Min- dest-Wandstärke des Magnetkerns sowie eine geforderte minimale Auflagefläche des Magnetkerns auf einer Ringschulter eines Trägerkörpers bei nach oben begrenztem Außendurchmesser des Magnetkerns ist nur ein sehr begrenzter Durchfluss möglich, sodass sich Durchmessertoleranzen am Trägerkörper und am Magnetkern stark auf den Durchflussquerschnitt der gebildeten Nuten auswirken. Ebenso ist die Auflagefläche des Magnetkerns am Trägerkörper stark limitiert, sodass die Gefahr des Einsinkens des Magnetkerns gegeben ist, was wiederum eine unerwünschte Positionsänderung des Magnetkerns im Trägerkörper zur Folge haben kann, die sich auf die Funktion des Magnetventils auswirken würde. Offenbarung der Erfindung Technische Aufgabe
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein alter- natives Magnetventil vorzuschlagen, bei dem auf einfache Weise mindestens ein Kraftstoffrücklaufkanal mit unkritischer Querschnittsfläche vorgesehen ist. Ferner besteht die Aufgabe darin, einen Kraftstoff-Injektor mit einem entsprechend optimierten Magnetventil vorzuschlagen.
Technische Lösung
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Magnetventils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Kraftstoff- Injektors mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, mindestens eine der axialen, im Stand der Technik querschnittlich von jeweils einem Spulendom ausgefüllten Durchgangsöffnungen im Magnetkern für die Spulenkontaktpins als Kraftstoffrück- laufkanal auszubilden, durch den bei geöffnetem Magnetventil Kraftstoff in Richtung eines Injektor- Rücklaufanschlusses abströmen kann. Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der beide Durchgangsöffnungen für die Spulenkontaktpins (Anschlusspins) als Kraftstoff- Rücklaufkanäle, also mit einem im Vergleich zum Stand der Technik erweiterten Querschnitt ausgebildet sind, um somit ein symmetrisches Strömungsbild zu erreichen. Besonders be- vorzugt ist eine Ausführungsform, bei der auf zusätzlich zu den Durchgangsöffnungen vorgesehene, von am Außenumfang des Magnetkerns angeordneten Axialnuten gebildete, keine Spu- lenkontaktpins aufnehmende, Kraftstoff-Rücklaufkanäle ver- ziehtet wird, sodass bei geöffnetem Magnetventil der Kraftstoff im Wesentlichen ausschließlich durch mindestens eine der jeweils einen Spulenkontaktpin aufnehmenden Durchgangsöffnungen im Magnetkern in Richtung Injektor- Rücklaufanschluss strömen kann. Durch die Ausbildung min- destens einer einen Spulenkontaktpin aufnehmenden Durchgangsöffnung als Kraftstoffrücklaufkanal können auf überraschend einfache Weise ausreichend große, in weiten Grenzen wählbare, Kraftstoffrücklaufkanalquerschnitte realisiert werden, die sich ggf. im Kennfeld und der Gegendruckemp- findlichkeit des Magnetventils positiv auswirken, insbesondere deshalb, weil die Druckdifferenz zwischen dem Druck oberhalb und unterhalb des Magnetkerns besser gesteuert werden kann. Von besonderem Vorteil ist es, dass die durchmesservergrößerten, Kraftstoffrücklaufkanäle bildenden Durchgangsöffnungen für die Spulenkontaktpins ohne Mehrkosten in den Magnetkern einbringbar, insbesondere in einen Grünling für einen nachfolgenden Sinterprozess einpressbar sind. Dies wirkt sich auch positiv auf ein ggf. zum Einsatz kommendes Presswerkzeug für den Magnetkern aus, da dieses aufgrund der im Vergleich zum Stand der Technik größeren, herzustellenden Durchgangsöffnungsquerschnitte stabiler wird. Darüber hinaus werden bei der Auslegung des Magnetventils größere Freiheiten zur Verteilung des Kraftstoffrücklaufkanalquerschnittes gegenüber einer vom Trägerkörper für den Magnetkern bereitgestellten Auflagefläche erhalten, mit der Folge, dass der Innenumfang des Trägerkörpers enger, d.h. mit einem geringeren Durchmesser ausgelegt werden kann . In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass zumindest eine der jeweils einen Spulenkontaktpin aufnehmenden Durchgangsöffnungen, vorzugsweise sämtliche Durchgangsöffnungen, entweder vollständig in einem Bereich radial außerhalb der axialen Projektionsfläche des Magnetankers angeordnet ist, oder sich von einem Bereich radial innen bis nach radial außen in einen Bereich außerhalb der axialen Projektionsfläche des Magnetankers erstreckt. Auf diese Weise wird bei geöffnetem Magnetventil ein optimaler Zuströmungspfad für Kraftstoff zu der entsprechenden Durchgangsöffnung bereitgestellt. Im Falle des Vorsehens einer, insbesondere amagnetischen, Anschlagsscheibe (Restluftscheibe) in einem Bereich axial zwischen dem Magnetkern und dem Magnetanker ist es bevorzugt, wenn die mindestens eine, einen Spulenkontaktpin aufweisende und einen Kraftstoffrücklaufkanal bildende Durchgangsöffnung in einem Bereich radial außerhalb der axialen Projektionsfläche der Anschlagscheibe angeordnet ist bzw. sich zumindest in einen Bereich radial außerhalb dieser erstreckt.
Ein maximaler Durchflussquerschnitt des mindestens einen Kraftstoffrücklaufkanals kann erzielt werden, indem die mindestens eine, von einem Spulenkontaktpin durchsetzte Durchgangsöffnung bis nach radial außen an den Außenumfang des Magnetkerns geführt ist, sodass der von der Durchgangsöffnung abschnittsweise begrenzte Kraftstoffrücklaufkanal radial außen von dem, insbesondere hülsenförmigen, Trägerkörper begrenzt ist.
Bei einer alternativen Ausführungsform erstreckt sich die mindestens eine den Kraftstoffrücklaufkanal bildende Durchgangsöffnung nicht radial bis zum Außenumfang des Magnet- kerns, sodass die Durchgangsöffnung bzw. der Kraftstoffrücklaufkanal radial außen von dem Magnetkern begrenzt ist. Letztere Ausführungsform hat den Vorteil, dass eine um- fangsgeschlossene axiale Auflagefläche für den Magnetkern am Trägerkörper bereitgestellt werden kann.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass in den von einem Spulenkontaktpin durchsetzten Durchgangsöffnungen zusätzlich zu dem Spulenkontaktpin ein Spu- lendom angeordnet ist, in dem der zugehörige Spulenkontaktpin auch abschnittsweise aufgenommen ist. Dabei erstreckt sich der Spulendom vorzugsweise ausgehend von der ringförmigen Spulenaufnahme in axialer Richtung und kapselt den Spulenkontaktpin abschnittsweise in sich ein.
Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die maximale Umfangserstreckung der mindestens einen, den Kraftstoffrücklaufkanal bildenden, Durchgangsöffnung zumindest näherungsweise der maximalen Umfangserstreckung eines ihr zuge- ordneten, die Durchgangsöffnung durchsetzenden Spulendoms entspricht. Im Gegensatz zu einer Lösung mit am Außenumfang des Magnetkerns vorgesehenen, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Axialnuten kann hierdurch ein Kraftstoffrück- laufkanal mit wesentlich geringerer Umfangserstreckung er- zielt werden, wodurch insgesamt eine größere Anlagefläche des Magnetkerns am Trägerkörper bereitgestellt werden kann. Die Querschnittsfläche des Durchgangskanals kann durch die Wahl der Radialerstreckung der Durchgangsöffnung eingestellt werden.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die minimale Querschnittsfläche des mindestens einen Kraftstoffrücklaufkanals, also die Querschnittsfläche am engsten Bereich des Kraftstoffrücklaufkanals mindestens 8 mm2, insbesondere mindestens 9 mm2, vorzugsweise mindestens 10 mm2, besonders bevorzugt mindestens 11 mm2, besonders bevorzugt mindestens 12 mm2 beträgt, um somit einen großzügigen Abflussvolumenstrom zu realisieren.
Wie bereits erwähnt ist eine Ausführungsform des Magnetventils bevorzugt, bei der der Magnetanker nicht unmittelbar am Magnetkern, sondern an einer am Magnetkern anliegenden Anschlagscheibe (Restluftscheibe) anschlägt. Insbesondere bei einer derartigen Ausführungsform ist es sinnvoll, die Absteuermenge durch mindestens eine einen Spulenkontaktpin aufnehmende Durchgangsöffnung in axialer Richtung weiter hin zum Injektorrücklauf zu leiten, da die Anschlagscheibe in der Regel bei geöffnetem Magnetventil eine zentrische Durchgangsöffnung im Magnetkern hydraulisch versperrt.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die axiale Anlagefläche des Magnetkerns am Trägerkörper größer als 30 mm2 ist. Bevorzugt wird die Trägerfläche, an der sich der Magnetkern am Trägerkörper abstützen kann von einer inneren Ringschulter des Trägerkörpers gebildet. Bevorzugt ist die Trägerfläche größer als 40 mm2, bevorzugt größer als 50 mm2, besonders bevorzugt größer als 60 mm2.
Insbesondere dann, wenn die Umfangskontur des Kraftstoffrücklaufkanals zumindest näherungsweise rechteckig gewählt wird, wird eine vergleichsweise geringe Toleranzabhängigkeit der Querschnittsfläche des Kraftstoffrücklaufkanals erhalten.
Die Erfindung führt auch auf einen Kraftstoff-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brenn- kraftmaschine mit einem, insbesondere als Servoventil die¬ nenden, nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Magnetventil. Das Magnetventil zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest eine einen Spulenkontaktpin aufnehmende Durch- gangsöffnung als Kraftstoffrücklaufkanal ausgebildet ist. Bevorzugt sind beide, jeweils einen Spulenkontaktpin auf¬ nehmende Durchgangsöffnungen jeweils als Kraftstoffrücklaufkanal ausgebildet. Ganz besonders bevorzugt sind zu¬ sätzlich zu der einen Durchgangsöffnung oder zu den beiden Durchgangsöffnungen keine weiteren axialen Kraftstoff- Rücklaufkanäle vorgesehen, durch die Kraftstoff bei geöff¬ netem Magnetventil von der dem Magnetanker zugewandten Seite des Magnetkerns her in Richtung Injektor- Rücklaufanschluss strömen kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines als Servoventil ausgebildeten Magnetventils für einen Kraft- stoff-Injektor,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Magnetbaugruppe des Magnetventils gemäß Fig. 1 und
Fig. 3 eine Magnetbaugruppe eines alternativen Magnet¬ ventils in einer Ansicht auf die Polflächen. Ausführungsformen der Erfindung
In Fig. 1 ist in einer unvollständigen und schematischen Darstellung ein Magnetventil 1 für einen nicht weiter dar- gestellten, an sich bekannten, beispielsweise wie in der DE 10 2004 013 239 Al ausgebildeten, Kraftstoff-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine gezeigt. Das Magnetventil 1 dient als Servoventil, mit dem der Kraftstoffdruck in einem nicht ge- zeigten, von einem Einspritzventilelement begrenzten Steuerraum steuerbar ist. Bei geöffnetem Magnetventil kann Kraftstoff aus dem Steuerraum an einem Magnetanker 2 vorbei zu einem nicht gezeigten, in der Zeichnungsebene oberhalb des Magnetventils 1 angeordneten Injektor-Rücklaufanschluss strömen.
Das Magnetventil 1 umfasst eine Magnetbaugruppe 3, die innerhalb des nicht gezeigten Kraftstoff-Injektors verspannt ist. Die Magnetbaugruppe 3 umfasst einen hülsenförmigen Trägerkörper 4 aus Stahl, der eine radial innere Ringschulter 5 aufweist. Innerhalb des Trägerkörpers 4 ist ein Magnetkern 6 angeordnet, der sich in axialer Richtung mit einer von einem Außenpolabschnitt 7 gebildeten ringförmigen Auflagefläche auf der eine Trägerfläche für den Magnetkern bildenden Ringschulter 5 abstützt. Mit Radialabstand zu dem Außenpolabschnitt 7 befindet sich ein Innenpolabschnitt 8. Außenpolabschnitt 7 und Innenpolabschnitt 8 sind über einen in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 1 nicht sichtbaren, ringförmigen Jochabschnitt miteinander verbunden. Der Joch- abschnitt, der Außenpolabschnitt 7 sowie der Innenpolabschnitt 8 begrenzen eine ringnutförmige Spulenausnehmung 9, die in Richtung des Magnetankers 2 offen ist. Innerhalb der Spulenausnehmung 9 ist eine elektrische Spule 10 (Magnet- spule) angeordnet, die bei Bestromung ein magnetisches Feld erzeugt, das eine Verstellbewegung des Magnetankers 2 in Richtung der Magnetbaugruppe 3 verursacht.
Die elektrische Spule 10 umfasst einen Wicklungsträger 11, der in einem axial unteren, nutförmigen Abschnitt 12 einen gewickelten Wicklungsdraht 13 trägt. Ferner sind in dem Wicklungsträger 11 zwei in axiale Richtung weisende Spulen- kontaktpins 14, 15 verankert, die in einem Bereich axial oberhalb des Wicklungsträgers 11 mit dem Wicklungsdraht 13 elektrisch kontaktiert sind. Hierzu sind die Spulenkontakt- pins 14, 15 bereichsweise von dem Wicklungsdraht 13 umwickelt, wobei die umwickelten Bereiche von jeweils einer Kupferhülse 16, 17 (Schweißhülsen) umgeben sind. Jede Kup- ferhülse 16, 17 ist in einem Spulendom 18, 19 angeordnet, wobei sich die Spulendome 18, 19 in axialer Richtung über die ringnutförmige Spulenausnehmung 9 hinaus in Richtung in der Zeichnungsebene nach oben durch später noch zu erläuternde Durchgangsöffnungen 21, 22 hindurch erstrecken. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, sind die Kupferhülsen 16, 17 sowie die Wicklungsdrähte 13 in einer Kunststoffvergussmasse 20 aufgenommen, die die Wicklungsdrähte 13 kraftstoffdicht verschließt und einen Hauptbestandteil der Spulendome 18, 19 bildet.
Wie sich weiter aus Fig. 1 ergibt, ist jedem Spulenkontakt- pin 14, 15 eine zuvor erwähnte, von jeweils einem Spulendom 18, 19 durchsetzte, axiale Durchgangsöffnung 21, 22 im topfförmigen Magnetkern 6 zugeordnet, durch die der jewei- lige Spulenkontaktpin 14, 15 in axialer Richtung aus dem Magnetkern 6 herausgeführt ist. Jede axiale Durchgangsöffnung 21, 22, die von einer axial unteren Stirnseite bis zu einer axial oberen Stirnseite des Magnetkerns 6 reicht, ist in einem radial äußeren Bereich als Kraftstoffrücklaufkanal 23, 24 ausgebildet, durch den Kraftstoff bei geöffnetem Magnetventil 1 in der Zeichnungsebene in axialer Richtung nach oben zu einem nicht gezeigten Injektor-Rücklauf strö- men kann.
Wie sich aus Fig. 1 ergibt, kann der Magnetanker 2 mit seinem in der Zeichnungsebene oberen Ankerplattenabschnitt 25 nicht unmittelbar am Magnetkern 6, genauer an einer Innen- polfläche 26 oder einer Außenpolflache 27 des Magnetkerns 6, anschlagen, sondern lediglich an einer axial zwischen dem Magnetkern 6 und dem Ankerplattenabschnitt 25 des Magnetankers 2 angeordneten Anschlagscheibe 28 aus einem amagnetischen Material. Diese verschließt bei geöffnetem Magnetventil einen zentrischen Durchgangskanal 29 im Magnetkern 6, der radial außen von dem Innenpolabschnitt 8 des Magnetkerns 6 begrenzt wird. Der Kraftstoff strömt also bei geöffnetem Magnetventil 1 am Magnetanker 2 in axialer Richtung vorbei zu den von den Durchgangsöffnungen 21, 22 ge- bildeten Kraftstoff-Rücklaufkanälen 23, 24, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel radial innen von der elektrischen Spule 10, in den Umfangsrichtungen von dem Magnetkern 6, genauer von dem Außenpolabschnitt 7 und radial außen von dem Trägerkörper 4, begrenzt werden.
In den Durchgangskanal 29 ist eine Ventilschließfeder 30 aufgenommen, die sich in axialer Richtung beispielsweise an einem nicht gezeigten Injektordeckel (Gehäuseteil) abstützt und in axialer Richtung nach unten die Anschlagscheibe 28 durch sich an der der Magnetbaugruppe 3 zugewandten Stirnseite des Magnetankers 2 abstützt. Wie sich weiter aus Fig. 1 ergibt, erstrecken sich die Kraftstoff-Rücklaufkanäle 23, 24 von einem radial inneren Bereich, der radial innerhalb einer axialen, nicht eingezeichneten Projektionsfläche des Ankerplattenabschnittes 25 des Magnetankers 2 liegt, bis in einen radial äußeren Bereich, der radial außerhalb der erwähnten, axialen Projektionsfläche des Ankerplattenabschnitts 25 des Magnetankers liegt .
In Fig. 2 ist die Magnetbaugruppe 3 gemäß Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht von schräg unten gezeigt. Zu erkennen ist der zentrische Durchgangskanal 29, der hier nicht als Kraftstoffrücklaufkanal dient. Ferner sind die Kraftstoff-Rücklaufkanäle 23, 24 zu erkennen, die radial innen von der elektrischen Spule 10 und in Umfangsrichtung von dem Außenpolabschnitt 7 begrenzt werden. Die Kraftstoff-Rücklaufkanäle 23, 24 werden gebildet von jeweils einer randseitig offenen Durchgangsöffnung 21, 22 im Magnetkern 6. Zu erkennen ist, dass die Umfangserstreckung der Kraftstoff-Rücklaufkanäle 23, 24 im Wesentlichen der Umfangserstreckung des jeweiligen Spulendoms 18, 19 entspricht. Lediglich in radialer Richtung nach außen erstrecken sich die Durchgangsöffnungen 21, 22 über die Spulendome 18, 19 hinaus. Ferner ergibt sich aus Fig. 2 dass die Querschnittskontur der Kraftstoff-Rücklaufkanäle 23, 24 im Wesentlichen rechteckig ausgeformt ist. Alternativ ist beispielsweise auch eine tortenstückförmige (kreissegmentför- mige) Ausformung realisierbar.
In Fig. 3 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Magnetbaugruppe 3 für ein Magnetventil 1 eines Kraftstoff- Injektors in einer Ansicht von unten gezeigt. Zu erkennen ist der zentrische Durchgangskanal 29 der radial außen von dem Innenpolabschnitt 8 begrenzt ist, wobei radial zwischen dem Innenpolabschnitt 8 und einem Außenpolabschnitt 7 eine ringförmige Spulenausnehmung 9 gebildet ist. Fig. 3 ist zu entnehmen, dass die elektrische Spule 10 an zwei in 180° zueinander versetzten Stellen verdickt ausgebildet ist. Hier sind die aus Fig. 3 nicht ersichtlichen Spulenkontakt- pins 14, 15 sowie die zugehörigen Spulendome 18, 19 angeordnet. Zu erkennen ist weiter, dass die verdickten Bereiche in axialen Durchgangsöffnungen 21, 22 aufgenommen sind, die radial außerhalb der elektrischen Spule 10 jeweils einen Kraftstoffrücklaufkanal 23, 24 bilden. Zu erkennen ist ferner aus Fig. 3, dass die Durchgangsöffnungen 21, 22 nicht bis zum Außenrand des Magnetkerns 6, genauer des Au- ßenpolabschnitts 7, geführt sind, sondern dass die Durch- gangsöffnungen 21, 22 und damit die Kraftstoff- Rücklaufkanäle 23, 24 radial außen von dem Außenpolabschnitt 7 des Magnetkerns 6 begrenzt sind. Hieraus resultiert der Vorteil einer größeren, randseitigen, ringförmigen Auflagefläche des Magnetkerns 6 auf einer beispielhaft in Fig. 1 gezeigten inneren Ringschulter (Trägerfläche) eines Trägerkörpers.

Claims

Ansprüche
1. Magnetventil, insbesondere Servoventil, für einen
Kraftstoff-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem
Magnetanker (2), der relativ zu einer Magnetbaugruppe
(3) verstellbar ist, die einen in einem Trägerkörper
(4) aufgenommenen Magnetkern (6) aufweist, der in einer Spulenausnehmung (9) eine mindestens zwei Spulen- kontaktpins (14, 15) aufweisende elektrische Spule (10) aufweist, wobei jedem Spulenkontaktpin (14, 15) eine den Magnetkern (6) axial durchsetzende Durchgangsöffnung (21, 22) zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine der Durchgangsöffnungen (21, 22) als Kraftstoffrücklaufkanal (23, 24) ausgebildet ist.
2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Durchgangsöffnungen (21, 22) in einem Bereich radial außerhalb der axialen Projektionsfläche des Magnetankers (2) angeordnet ist, oder sich zumindest eine der Durchgangsöffnungen (21, 22) bis in einen Bereich radial außerhalb der axialen Projektionsfläche des Magnetankers (2) erstreckt.
3. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest eine der Durchgangsöffnungen (21, 22) nach radial außen bis zum Außenumfang des Magnetkerns (6) erstreckt, derart, dass der Kraftstoffrück- laufkanal (23, 24) radial außen von dem Trägerkörper (4) begrenzt ist.
4. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Durchgangsöffnung (21, 22) radial außen von dem Magnetkern (6) begrenzt ist.
5. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Spulenkontaktpin (14, 15) ein in der entsprechenden Durchgangsöffnung (21, 22) aufgenommener Spulendom (18, 19) zugeordnet ist.
6. Magnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Umfangserstreckung der Durchgangsöffnung (21, 22), zumindest näherungsweise, der maximalen Umfangserstreckung des ihr zugeordneten Spulen- doms (18, 19) entspricht.
7. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die minimale Querschnittsfläche des mindestens einen von der mindestens einen Durchgangsöffnung (21, 22) gebildeten Kraftstoffrücklaufkanals (23, 24) mindestens 6 mm2, insbesondere mindestens 8 mm2, vorzugsweise mindestens 10 mm2, bevorzugt mindestens 11 mm2, besonders bevorzugt mindestens 12 mm2 beträgt.
8. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass axial zwischen der Magnetbaugruppe (3) und dem Magnetanker (2) eine Anschlagscheibe (28), vorzugsweise aus einem amagnetischen Material, angeordnet ist.
9. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Anlagefläche des Magnetkerns (6) am Trägerkörper (4) größer als 30 mm2, insbesondere größer als 40 mm2, vorzugsweise größer als 50 mm2, beson- ders bevorzugt größer als 60 mm2 ist.
10. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenumfangskontur des Kraftstoffrücklaufka- nals (23, 24) zumindest näherungsweise rechteckig ist.
11. Kraftstoff-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem, insbesondere als Servoventil ausgebildeten, Magnetven- til (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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