DE 196 50 865 A1 beschreibt ein Magnetventil zur Steuerung des Kraftstoffdruckes in einem Steuerraum eines Einspritzventiles, so z.B. eines Common-Rail-Hochdruckspeichereinspritzsystems. Über den Kraftstoffdruck im Steuerraum wird eine Hubbewegung eines Ventilkolbens gesteuert, mit dem eine Einspritzöffnung des Einspritzventiles geöffnet oder geschlossen werden kann. Das Magnetventil umfasst einen Elektromagneten, einen beweglichen Anker und ein mit dem Anker bewegtes und von einer Ventilschließfeder in Schließrichtung beaufschlagtes Ventilglied, welches mit dem Ventilsitz des Magnetventils zusammenwirkt und so den Kraftstoffabfluss aus dem Steuerraum steuert.

Bei bekannten Magnetventilen wirkt sich nachteilig das im Betrieb auftretende Schwingen des Ankers und/oder Prellen des Ventilgliedes aus. Gemäß der Lösungen aus DE 196 50 865 A1 und DE 195 08 104 A1 ist der Anker des Magnetventils als zweiteiliger Magnetanker ausgebildet, um so die bewegte Masse der Baueinheit Anker/Ventilglied und damit die das Prellen verursachende kinetische Energie zu verringern. Der zweiteilige Anker umfasst einen Ankerbolzen und eine auf dem Ankerbolzen gegen die Kraft einer Rückstellfeder in Schließrichtung des Ventilgliedes unter Einwirkung ihrer trägen Masse verschiebbar aufgenommene Ankerplatte. Diese ist mittels einer Sicherungsscheibe und einer diese umgebenden Sicherungshülse am Ankerbolzen gesichert.

Zusätzliche Dämpfungseinrichtungen werden eingesetzt, umfassend einen mit der Ankerplatte bewegten und einen ortsfesten Teil. Der mit der Ankerplatte bewegbare Teil umfasst einen dem ortsfesten Teil zugewandten Ansatz, um eine Dämpfung des Nachschwingens der Ankerplatte bei dynamischer Verschiebung derselben zu bewirken. Der andere Teil der Dämpfungseinrichtung ist an einem ortsfest angeordneten Teil des Magnetventils als ein Überhubanschlag ausgebildet. Dieser begrenzt die maximale Weglänge, um die sich die Ankerplatte an dem Ankerbolzen in axialer Richtung bewegen kann. Der Überhubanschlag kann durch eine Stirnseite eines den Ankerbolzen führenden, ortsfest im Magnetventil angeordneten Gleitstücks oder durch ein dem Gleitstück vorgelagertes Teil, so z.B. eine Scheibe, gebildet sein. Bei Annäherung des mit der Ankerplatte bewegten Ansatzes an diesen Überhubanschlag entsteht zwischen den einander zugewandten Flächen ein hydraulischer Dämpfungsraum. Der in dem hydraulischen Dämpfungsraum vorhandene Kraftstoff erzeugt eine Gegenkraft, die der Bewegung der Ankerplatte entgegenwirkt, so dass ein Nachschwingen der Ankerplatte stark gedämpft wird.

Bei Magnetventilen zur Betätigung von Kraftstoffinjektoren an Kraftstoffeinspritzsystemen wird der Restluftspalt mittels einer Restluftspaltscheibe aus nicht-magnetischer Metallfolie eingestellt. Die aus nicht-magnetischer Metallfolie hergestellte Restluftspaltscheibe wird bei der Montage der Ankerbaugruppe auf den Magnetanker gelegt und über einen Federteller mit der Magnetventilfeder niedergehalten. Dadurch ist sichergestellt, dass die dünne Metallfolie, die die Restluftspaltscheibe darstellt, stets eine definierte Position einnimmt bzw. der Bewegung des Ankers folgt. Bei Gestaltung der Restluftspaltscheibe ist stets ein Kompromiss zwischen der Festigkeit bzw. Stabilität und den hydraulischen Anforderungen zu treffen. Da die Restluftspaltscheibe im Zentrum des Ankers fixiert wird, ist eine Verbindung zum Magnetinnenpol herzustellen, die sich über den Federraum erstreckt. Dieser jedoch stellt den Abfluss für die abgesteuerte Rücklaufmenge dar. Aufgrund dieses Konfliktes kann der Abfluss der Steuer- bzw. Leckagemenge nicht optimal gestaltet werden, so dass die sich einstellende Ankerbewegung nicht optimal ist. Dies bedeutet, dass der Anker kurz vor dem oberen Anschlag, d.h. an der diesem zuweisenden Stirnseite des Magnetkerns, stark gedämpft wird und diesen nicht erreicht bzw. erst dann erreicht, nachdem die Flüssigkeit, d.h. der abgesteuerte Kraftstoff, aus dem Spalt vollständig verdrängt ist.

Magnetbaugruppen gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1 sind aus US5238224A1 und US5918818A1 bekannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Restluftspaltscheibe bereitzustellen, die an Magnetventilen eingesetzt werden kann, ohne dass die Abströmung der Rücklaufmenge behindert wird.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, wird die Geometrie der z.B. aus nicht-magnetischer Metallfolie herstellbaren Restluftspaltscheibe signifikant vereinfacht. Diese wird erfindungsgemäß nicht mehr, wie bei bisherigen Ausführungsvarianten, über den Federteller auf dem Anker fixiert. Dadurch ergibt sich eine Vereinfachung des Montageablaufs. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Restluftspaltscheibe verdeckt nicht mehr, auch nicht teilweise, den Federraum und behindert somit nicht das Abfließen der Steuer- bzw. der Leckagemenge in Richtung des niederdruckseitigen Rücklaufes. Der Querschnitt der Rücklaufgeometrie im Anker und im Magnet ist unabhängig von der Lage der Restluftspaltscheibe.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Restluftspaltscheibe wird als eine einfache Scheibe mit einer Schlitzung, die der Vermeidung von Verformungen dient, ausgeführt. Optional können auch mehrere radiale Schlitze mit einer Schlitzlänge ausgebildet sein, die kleiner ist als die Breite der kreisringförmig ausgebildeten Restluftspaltscheibe. Statt auf dem Anker bzw. der dem Magnetkern zuweisenden Planfläche des Ankers wird die erfindungsgemäß vorgeschlagene Restluftspaltscheibe zwischen dem Magnetkern und der Magnethülse eingelegt und durch den Magnetkern fixiert. Der Innendurchmesser der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Restluftspaltscheibe wird so groß wie möglich gewählt, so dass der Innenpol der Magnetspule, die im Magnetkern eingelassen ist, nicht überdeckt wird, wohingegen der Außenpol des Magnetkerns durch die kreisringförmig ausgebildete Restluftspaltscheibe überdeckt ist.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Restluftspaltscheibe kann bei der Montage der Ankerbaugruppe sehr einfach zwischen dem Magnetkern und einem kreisringförmig verlaufenden Übergriff an der Unterseite der Magnethülse eingelegt und bei der Montage sehr einfach und verliersicher fixiert werden.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.

Es zeigt:

Figur 1

die kreisringförmig ausgebildete Restluftspaltscheibe, angeordnet zwischen Magnetkern und Magnethülse,

Figur 2

eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Restluftspaltscheibe und

Figur 3

eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Restluftspaltscheibe.

Der Darstellung gemäß Figur 1 ist in schematischer Wiedergabe eine Magnetgruppe eines Kraftstoffinjektors zu entnehmen.

Eine Magnetbaugruppe 10, die der Betätigung eines Kraftstoffinjektors, z.B. eines Kraftstoffinjektors für ein Hochdruckspeichereinspritzsystem (Common-Rail) dient, ist in einen Injektorkörper 12 des Kraftstoffinjektors eingelassen. Der Magnetbaugruppe 10 gegenüberliegend befindet sich ein Anker 14, dessen Planseite 16 durch eine Magnetventilfeder 18 beaufschlagt ist. Mit Bezugszeichen 20 ist ein Einstellring bezeichnet, der zur Einstellung des Magnetventilhubes dient. Der Einstellring 20 liegt im Injektorkörper 12 auf und dient gleichzeitig als Auflage für eine Magnethülse 32. Die Magnethülse 32 dient der Aufnahme eines Magnetkerns 22. Der Magnetkern 22 seinerseits umschließt eine Magnetspule 24. Der Magnetkern 22 ist an einer Stirnseite 26, die der Planseite 16 des Ankers 14 gegenüberliegt, offen und durch die Lage der Spule 24 in einen Innenpol 28 und einen Außenpol 30 unterteilt.

Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht hervor, dass die Magnethülse 32 mit ihrer Innenseite 36 den Magnetkern 22 umschließt. Die Magnethülse 32 wird mit einer in Figur 1 nicht dargestellten Spannmutter am Injektorkörper 12 des Kraftstoffinjektors befestigt. Der Magnetkern 22 wird innerhalb der Magnetbaugruppe beispielsweise über eine Bördelung oder eine Schweißverbindung fixiert.

Der Magnetkern 22 der Magnetgruppe 10 umfasst eine Durchgangsöffnung, in der einerseits die Magnetventilfeder 18, die den Anker 14 auf der Planseite 16 beaufschlagt, angeordnet ist, und die andererseits als Rücklauf 40 dient, über den bei Betätigung des Magnetventils aus einem Steuerraum des Kraftstoffinjektors abgesteuerte Steuermenge bzw. Leckage in den niederdruckseitigen Rücklauf eines Kraftstoffeinspritzsystems, um ein Beispiel nennen, zurückströmt.

Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht hervor, dass eine Restluftspaltscheibe 44 an einer Einspannstelle 42 zwischen der Stirnseite 26 des Magnetkerns 22 und der Oberseite des Übergriffs 34 der Magnethülse 32 eingespannt ist. Vor Montage der Magnethülse 32 und des Magnetkerns 22 wird die z.B. als dünne Metallfolie aus nicht-magnetischem Material gefertigte, z.B. kreisförmige Restluftspaltscheibe 44 auf den Übergriff 34 in die Magnethülse 32 eingelegt, und anschließend der Magnetkern 22 mit der Magnetspule 24 montiert. Bei der Beaufschlagung einer Spannmutter mit einem definierten Anzugsmoment wird die Magnetbaugruppe im Injektorkörper 12 befestigt.

Mithin wird in Abkehr von bisher gängigen Prinzipien die Restluftspaltscheibe 44 nicht mehr auf der Planseite 16 des Ankers 14 z.B. durch einen Federteller oder dergleichen befestigt, sondern in Abkehr von der bisherigen Praxis der Stirnseite 26 des Magnetkerns 22 der Magnetbaugruppe 10 zugeordnet.

Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht hervor, dass in einer Ausführung der Restluftspaltscheibe 44 in Form eines Kreisrings, vergleiche Darstellung gemäß der Figuren 2 und 3, der Innenpol 28 des Magnetkerns 22 frei bleibt, während der Außenpol 30 des Magnetkerns 22 von der Restluftspaltscheibe 44 überdeckt ist. Die Restluftspaltscheibe 44 verdeckt nicht mehr, auch nicht teilweise, den Federraum, d.h. die Durchgangsöffnung in den niederdruckseitigen Rücklauf 40 und behindert somit nicht mehr den Abfluss der Steuer- bzw. Leckagemenge in den niederdruckseitigen Rücklauf 40. Der Querschnitt der Rücklaufgeometrie, d.h. des niederdruckseitigen Rücklaufs 40 in der Magnetbaugruppe 10 ist unabhängig von der Lage der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Restluftspaltscheibe 44. Mit Bezugszeichen 38 sind Ankerschlitze bezeichnet, durch welche die Absteuerung von Leckage oder Steuermenge in den niederdruckseitigen Rücklauf verbessert wird. Über die Ankerschlitze 38 kann die Steuermenge bzw. die Leckagemenge der Durchgangsöffnung des Magnetkerns 22 zuströmen, in dem sich die Magnetventilfeder 18 befindet.

Aus der Darstellung gemäß Figur 2 ist eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Restluftspaltscheibe zu entnehmen.

Figur 2 zeigt, dass die dort dargestellte Restluftspaltscheibe 44 als Kreisring 48 ausgebildet ist. Eine Kreisringbreite des Kreisringes 58 ist durch Bezugszeichen 54 angedeutet. Ein Innendurchmesser 50 der als Kreisring 48 ausgebildeten Restluftspaltscheibe 44 ist so bemessen, dass dieser den Außendurchmesser des Innenpols 28 des Magnetkerns 22 der Magnetbaugruppe 10 übersteigt, des Weiteren ist der Innendurchmesser 50 des Kreisringes 48 so ausgelegt, dass auch die Magnetspule 24 im Wesentlichen nicht durch die aus amagnetischem Material gefertigte, als Metallfolie z.B. ausgebildete Restluftspaltscheibe 44 überdeckt ist. Bevorzugt ist der Innendurchmesser der Bohrung der kreisringförmig ausgebildeten Restluftspaltscheibe 44 maximal so groß wie der Innendurchmesser des Außenpoles 30 oder der Außendurchmesser des Spulenraumes, in dem die Magnetspule 24 aufgenommen ist.

Der Darstellung gemäß Figur 2 ist des Weiteren zu entnehmen, dass die als Kreisring 48 ausgebildete Restluftspaltscheibe 44 einen durchgehenden Einzelschlitz 46 umfasst. Der Schlitz dient zur Vermeidung von Verformungen bei der Montage der aus nicht-magnetischem metallischen Folienmaterial gefertigten Restluftspaltscheibe 44 in der Einspannstelle 42 zwischen der Stirnseite 26 des Magnetkerns 22 und dem Übergriff 34 der Magnethülse 32.

Der Darstellung gemäß Figur 3 ist eine weitere Ausführungsvariante einer als Kreisring ausgebildeten Restluftspaltscheibe zu entnehmen.

Im Unterschied zur Darstellung gemäß Figur 2, in der die als Kreisring 48 ausgebildete Restluftspaltscheibe 44 mit einem Einzelschlitz 46 versehen ist, ist an der in Figur 3 dargestellten weiteren Ausführungsvariante der als Kreisring 48 ausgebildeten Restluftspaltscheibe eine innenliegende Schlitzung 56 ausgebildet.

Ausgehend vom Innendurchmesser 50 des Kreisrings 48 erstreckt sich eine Anzahl von Schlitzen 60 in radiale Richtung. Wie aus der Darstellung gemäß Figur 3 hervorgeht, verlaufen die Schlitze 60 nicht durchgängig, sondern weisen eine Schlitzlänge 58 auf, die kleiner bemessen ist als die Kreisringbreite 54. Die Kreisringbreite 54 stellt die Differenz zwischen dem Außendurchmesser 52 und dem Innendurchmesser 50 des Kreisrings 48 dar. Zwischen dem Ende des Schlitzes 60 und dem Außendurchmesser 52 des Kreisrings 48 verbleibt demnach eine Stegbreite 62, so dass sich gemäß der Darstellung in Figur 1 eine in Umfangsrichtung kontinuierliche Fixierung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Restluftspaltscheibe 44 an der Einspannstelle 42 zwischen dem Übergriff 34 der Magnethülse 32 und der Stirnseite 26 des Magnetkerns 22 erreichen lässt.

Wenngleich zeichnerisch nicht dargestellt, so ist auch eine Kombination der in Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsvarianten der als Kreisring 48 ausgebildeten Restluftspaltscheibe 44 denkbar. So kann anstelle einer Vielzahl von nicht durchgängigen Schlitzen 60 gemäß der Ausführungsvariante in Figur 3 in dieser Ausführungsform des Kreisrings 48 auch ein durchgängiger Einzelschlitz 46 zum Ausgleich von Verformungen vorgesehen sein, so dass sich eine Kombination der Schlitzmuster der Ausführungsvarianten gemäß der Figuren 2 und 3 ergibt.

Verbleibt wie in Figur 3 dargestellt, am Ende der nicht durchgängigen Schlitze 60 eine Stegbreite 62 des Restluftspaltscheibenmaterials, so lässt sich diese wesentlich einfacher handhaben, insbesondere wesentlich einfacher vor Montage des Magnetkerns 22 in der Magnethülse 32 positionieren.