WO2010000528A1

WO2010000528A1 - Magnetventil für einen kraftstoff-injektor sowie kraftstoff-injektor

Info

Publication number: WO2010000528A1
Application number: PCT/EP2009/055378
Authority: WO
Inventors: Holger Rapp
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2009-05-05
Publication date: 2010-01-07
Also published as: DE102008040161A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil (1), insbesondere Servo-Ventil, für einen Kraftstoff-Injektor (2) zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem elektromagnetischen Aktuator (17) zum Verstellen eines, mit einem an einem Injektorbauteil (6) ausgebildeten Steuerventilsitz (12) zusammenwirkenden, Steuerventilelementes (7), aufweisend eine dem Aktuator (17) zugewandte Polflächenebene (18) und einen Führungskanalabschnitt (13) mit dem das Steuerventil bei seiner Verstellbewegung an einem abschnittsweise im Führungskanalabschnitt (13) aufgenommenen, von dem Injektorbauteil (6) separaten Druckstift (8) geführt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Führungskanalabschnitt (13) die Polflächenebene (18) in Richtung des Aktuators (17) überragt. Ferner betrifft die Erfindung einen Kraftstoff-Injektor (2).

Description

Beschreibung

Titel

Magnetventil für einen Kraftstoff-Injektor sowie Kraft- stoff-Injektor

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil, insbesondere ein Servo-Ventil, für einen Kraftstoff-Injektor, insbesondere für einen Common-Rail-Injektor, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Kraftstoff-Injektor gemäß Anspruch 12.

Aus der EP 1 612 403 Al ist ein Common-Rail-Injektor mit einem im geschlossenen Zustand in axialer Richtung druckausgeglichenen Steuerventil bekannt. Mittels des Steuerventils kann der Kraftstoffdruck innerhalb einer von einem Einspritzventilelement begrenzten Steuerkammer beeinflusst werden. Durch Variation des Kraftstoffdrucks innerhalb der Steuerkammer wird das Einspritzventilelement zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verstellt, wobei das Einspritzventilelement in seiner Öffnungsstellung den Kraftstofffluss in den Brennraum einer Brennstoffmaschine freigibt. Das Steuerventil weist ein mittels eines elektromagnetischen Aktuators verstellbares, hülsenförmiges Steuerventilelement auf, das im geschlossenen Zustand mit einem an einem Plattenbauteil ausgebildeten Steuerventilsitz zusammenwirkt. Einstückig mit dem den Steuerventilsitz auf- weisenden Plattenelement ist ein Führungsstift ausgebildet, an dem das Steuerventilelement bei seiner axialen Verstellbewegung geführt ist. Von der Anmelderin wurde ein verbessertes, in Fig. 5 gezeigtes Magnetventil für einen Kraftstoff-Injektor entwickelt. Bei diesem ist das hülsenförmige Steuerventilelement an einem Druckstift geführt, der als ein von dem den Steu- erventilsitz aufweisenden Injektorbauteil separates Bauteil ausgebildet ist. Der Druckstift begrenzt eine im Steuerventilelement ausgebildete Ventilkammer in axialer Richtung nach oben. Das Steuerventilelement ist mit einem Führungskanalabschnitt am Druckstift geführt, wobei der Führungska- nalabschnitt mit Axialabstand zu einer Polflächenebene eines Ankerplattenabschnittes des Steuerventilelementes also unterhalb der Polflächenebene, endet. Bei der Magnetventilkonstruktion ist man bestrebt, den Durchmesser des Steuerventilsitzes klein zu halten. Um dies zu erreichen, ist der erwähnte Druckstift vorgesehen, der die in axialer Richtung nach oben wirkende hydraulische Kraft aufnimmt und am Injektorgehäuse abstützt. Auf diese Weise wird vermieden, dass diese hydraulische Kraft in das Steuerventilelement eingeleitet wird, wodurch die Druckunabhängigkeit der Schaltkräfte gewährleistet wird. Die Abdichtung des Ventilkammervolumens innerhalb des hülsenförmigen Steuerventilelementes erfolgt durch das Führungsspiel zwischen Druckstift und Steuerventilelement. In Folge dessen weist diese Dichtstelle stets eine geringe Leckage auf. Die Schließ- kraft zum Schließen des Magnetventils wird über eine Steuerschließfeder auf das Steuerventilelement aufgebracht, welche das Steuerventilelement nach unten gegen seinen Steuerventilsitz drückt. Prinzipbedingt erfolgt die Einleitung dieser Schließkraft in das Steuerventilelement mit nennenswertem Abstand oberhalb des Steuerventilsitzes. Dieser Mindestabstand ergibt sich aus dem notwendigen Abstand b zwischen dem Steuerventilsitz und dem oberen Ende des Führungskanalabschnitts (Druckstiftführung) , der zur Ein- haltung einer maximal zulässigen Leckagemenge notwendigen Führungslänge 1_F des Druckstiftes im Steuerventilelement, dem Abstand zwischen dem oberen Ende des Führungskanalabschnittes und der oberen Stirnfläche des Steuerventilele- mentes, der fertigungsbedingt erforderlich ist, und der Dicke einer sich stirnseitig am Steuerventilelement abstützenden Einstellscheibe für die Federkraft. Diese Maße summieren sich auf den Abstand a zwischen der Federkrafteinleitungsebene und der mit dem Steuerventilsitz zusammenwir- kenden Dichtfläche (Dichtebene) am Steuerventilelement. Prinzipbedingt weist die Steuerschließfeder nicht nur eine erwünschte Kraftkomponente F_v in Achsrichtung auf, sondern auch eine unerwünschte, aber nicht vermeidbare Kraftkomponente F_q quer zur Achsrichtung. Diese Querkraft bewirkt ein Kippmoment F_q • a auf das Steuerventilelement. Übersteigt dieses Kippmoment das maximale Rückstellmoment aus der axial wirkenden Federkraft von 0,5 • F_v • d, wobei d der Innendurchmesser des Führungskanalabschnittes ist, so kippt das Steuerventilelement, bis die Kippbewegung von seiner Führung begrenzt wird. Folglich entsteht am Steuerventilsitz ein einseitig öffnender Spalt, der zu einer unzulässigen Steuerventilsitzleckage führt. Idealerweise erfolgt die Abstützung des Druckstiftes an seinem oberhalb des Führungsabschnittes angeordneten Widerlager genau am Schnitt- punkt mit der Symmetrieachse des Steuerventilelementes. Aufgrund von Parallelitätsabweichungen zwischen Steuerventilsitz und Widerlager liegt der Krafteinleitungspunkt am Widerlager in der Realität aber stets etwas außermittig. Folglich wird durch die außermittige Abstützung ein mit zu- nehmendem Raildruck steigendes Drehmoment in den Ankerbolzen eingeleitet, welches durch quer zur Achse wirkende Abstützkräfte zwischen dem Steuerventilelement und dem Druckstift kompensiert werden muss. Diese Kräfte bewirken im Ge- genzug eine mit zunehmendem Raildruck zunehmende Verbiegung des Druckstiftes und somit zu einer Einleitung einer zusätzlichen Querkraft und eines weiteren Kippmomentes in das Steuerventilelement .

Offenbarung der Erfindung Technische Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil für einen Kraftstoff-Injektor vorzuschlagen, bei dem, insbesondere bei gleich dimensioniertem Steuerventilsitzdurchmesser und gleich dimensionierter Steuerschließfederkraft, ein Kippen des Steuerventilelementes vermieden wird. 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 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Be- Schreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen .

Die Erfindung hat erkannt, dass es zur Vermeidung einer Steuerventilsitzleckage notwendig ist, den Hebelarm a, also den Axialabstand zwischen der Federkrafteinleitungsebene und der Dichtfläche des Steuerventilelementes, so gering wie möglich zu halten. Bei dem Steuerventil gemäß Fig. 5 sind einer Verringerung des Abstandes a (Hebelarm) jedoch enge Grenzen gesetzt.

Zur Verkleinerung des Hebelarms a und somit zur Verringe- rung einer Verkippungsgefahr des Steuerventilelementes schlägt die Erfindung vor, dass der Führungskanalabschnitt des Steuerventilelementes, also der Axialabschnitt, mit dem das Steuerventilelement am, vorzugsweise zentrischen, Druckstift geführt ist, im Vergleich zum Stand der Technik über die Polflächenebene hinaus in Richtung des elektromagnetischen Aktuators bzw. in Richtung Injektordeckel zu verlängern. Durch das Verschieben des Führungsdurchmessers des Steuerventilsitzes bis in einen Bereich hinter, vorzugsweise oberhalb, der Polfläche wird es möglich, den Steuerven- tilsitz bzw. die mit dem Steuerventilsitz zusammenwirkende Dichtfläche am Steuerventilelement (erheblich) näher an die Polflächenebene heranzuziehen, was zu einer Reduzierung des Hebelarms a und damit zu einer Reduzierung des Kippmomentes auf das Steuerventilelement führt. Daneben kann die Baulän- ge des Steuerventilelementes bei gleichbleibender Verstellkraft verringert werden, was die Einsatzmöglichkeiten des Magnetventils erweitert.

In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass sich die Steuerschließfeder zur weiteren Minimierung des Hebelarms mit Axialabstand zu dem vom Steuerventilsitz abgewandten freien Ende des Steuerventilelementes am Steuerventilelement oder an einem sich am Steuerventilelement abstützenden, insbesondere ringförmigen, Abstützelement (Einstellscheibe für die Federkraft) abstützt. Anders ausgedrückt ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass sich die Steuerschließfeder nicht wie im Stand der Technik an einer sich am freien Ende des Steuerventilele- mentes abstützenden Einstellscheibe abstützt, sondern dass die Steuerschließfederkrafteinleitungsebene näher an die Polflächenebene heranrückt. Hierzu stützt sich die Steuerschließfeder vorzugsweise unmittelbar an einem Ankerplat- tenabschnitt des Steuerventilelementes oder an einem sich am Ankerplattenabschnitt abstützenden Abstützelement ab. Bevorzugt ist der Ankerplattenabschnitt einteilig mit dem Führungskanalabschnitt des Steuerventilelementes ausgebildet. Alternativ ist eine Ausführungsform realisierbar, bei der der Ankerplattenabschnitt als ein von dem Führungskanalabschnitt separates Bauteil ausgebildet ist, das fest mit dem Führungskanalabschnitt verbunden ist.

Ganz besonders bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform, bei der die Steuerschließfeder des Steuerventils den Führungskanalabschnitt in einem Axialabschnitt radial außen umschließt. Anders ausgedrückt erhält die Steuerschließfeder einen größeren Durchmesser als im Stand der Technik, sodass der Führungskanalabschnitt, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Druckstiftes zuzüglich eines minimalen Spiels entspricht, in axialer Richtung in die Steuerschließfeder hineinragen kann.

Ganz besonders bevorzugt ist es dabei, wenn der Führungska- nalabschnitt bis in einen im elektromagnetischen Aktuator, insbesondere in einen Magnetkern des elektromagnetischen Aktuators, ausgebildeten Zentralkanal in axialer Richtung hineinragt. Ebenfalls muss der Durchmesser des Zentralkanals aufgrund eines vergrößerten Durchmessers der Steuer- Schließfeder etwas vergrößert werden. Der dadurch zunächst wegfallende Polflächenanteil kann durch eine im Verhältnis wesentlich geringere Vergrößerung des Durchmessers des An- kenplattenabschnittes des Steuerventils wieder ausgeglichen werden. Insbesondere dann, wenn sich gleichzeitig die Bauhöhe des Steuerventilelementes verringert, bleibt die Masse des Steuerventilelementes weitgehend unbeeinflusst von dieser Maßnahme.

In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Abstand zwischen einer mit dem Steuerventilsitz zusammenwirkenden, insbesondere stirnseitigen, Dichtfläche, vorzugsweise Dichtkante, des Steuerventils und einer Steu- erschließfederkrafteinleitungsebene, in der sich die Steuerschließfeder in axialer Richtung am Steuerventilelement abstützt, kleiner ist als der Abstand zwischen der Steuer- federkrafteinleitungsebene und einem von dem Steuerventilsitz abgewandten freien Ende des Steuerventilelementes. Bei einer derartigen Auslegung des Steuerventilelementes ist sichergestellt, dass der ein Verkippen bewirkende Hebelarm (Abstand zwischen der Dichtfläche und der Steuerschließfe- derkrafteinleitungsebene) gering ist.

Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der Durchmesser des Druckstiftes axial außerhalb des Führungskanalabschnittes des Steuerventilsitzes steifer ausgebildet ist als innerhalb des Führungskanalabschnittes. Hierdurch können die Querkräfte zwischen dem Druckstift und dem Steuerventilelement sowie das zugehörige Kippmoment weiter erheblich reduziert werden. Die Versteifung des Druckstiftes erfolgt bevorzugt dadurch, dass der Druckstift in einem Bereich axial außerhalb des Führungskanalabschnittes einen größeren Durchmesser aufweist als innerhalb des Führungskanaldurchmessers. Dabei entspricht der Durchmesser des Druckstiftes innerhalb des Führungskanaldurchmessers bevorzugt zumindest näherungsweise dem Durchmesser des Steuerventilsitzes, um auf diese Weise ein im geschlossenen Zustand, zumindest näherungsweise, in axialer Richtung druckausgeglichenes Magnetventil zu realisieren. Besonders gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn die Durchmesserdifferenz zwischen dem Durchmesser des Druckstiftes axial außer- halb des Führungskanalabschnittes und innerhalb des Führungskanalabschnittes aus einem Bereich zwischen 0,25 mm bis etwa 3 mm gewählt wird. Besonders bevorzugt beträgt die Durchmesserdifferenz 0,5 mm bis 2,0 mm, ganz besonders bevorzugt etwa 1,5 mm.

Wie zuvor bereits angedeutet, ist es von Vorteil, wenn das Steuerventilelement im geschlossenen Zustand, also wenn die Dichtfläche des Steuerventilelementes am Steuerventilsitz anliegt, zumindest näherungsweise in axialer Richtung druckausgeglichen ist. Dies kann dadurch realisiert werden, dass der Durchmesser des Druckstiftes im Führungskanalabschnitt dem Durchmesser des Steuerventilsitzes entspricht, sodass sämtliche in axialer Richtung wirkenden hydraulischen Kräfte von dem Druckstift am Injektorgehäuse abge- stützt werden.

Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der ein Widerlager für den Druckstift in einem Bereich innerhalb des Zentralkanals im Magnetkern des elektromagneti- sehen Aktuators angeordnet ist. Hierdurch kann die Axialerstreckung des Druckstiftes und damit seine Durchbiegeneigung minimiert werden.

Die Erfindung führt auch auf einen Kraftstoff-Injektor, insbesondere einen Common-Rail-Injektor, zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine. Ein nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeter Kraftstoff-Injektor weist ein als Servo-Ventil ausgebildetes, zuvor beschriebenes Magnetventil auf, mit dem der Kraftstoffdruck in einer von einem einteiligen oder mehrteiligen Einspritzventilelement begrenzten Steuerkammer steuerbar ist. Durch Variation des Kraftstoffdrucks in der Steuerkammer kann das Einspritzventilelement zwischen einer Schließstellung und einer den Kraftstofffluss durch eine Düsen- lochanordnung freigebenden Öffnungsstellung verstellt werden .

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: ein erstes Ausführungsbeispiel eines Magnetventils für einen Kraftstoff-Injektor, wobei ein Führungskanalabschnitt eines Steuerventilelementes in axialer Richtung in einen Zentralkanal innerhalb eines Magnetkerns eines elektromagnetischen Aktuators hineinragt,

Fig. 2: ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Magnetventils, bei dem ein Widerlager für einen im Steuerventilelement aufgenommenen Druckstift in einen Bereich axial innerhalb des Zentralkanals im Magnetkern hineinverlegt ist,

Fig. 3: ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel eines Magnetventils, bei dem der Durchmesser des Druckstiftes in einem Bereich axial oberhalb des Führungskanalabschnittes deutlich vergrößert ist,

Fig. 4: eine weitere alternative Ausführungsform eines Magnetventils, bei der der Durchmesser des Druckstiftes axial außerhalb des Führungskanalabschnittes nur geringfügig vergrößert ist und

Fig. 5: eine Ausführungsform eines Magnetventils nach dem hausinternen Stand der Technik der Anmelderin. Ausführungsform der Erfindung

In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekenn- zeichnet.

In Fig. 1 ist ein als Steuerventil (Servo-Ventil) ausgebildetes Magnetventil 1 gezeigt, das in einem nur ausschnittsweise dargestellten, als Common-Rail-Injektor ausgebildeten Kraftstoff-Injektor 2, genauer im Injektorkopf des Kraftstoff-Injektors 2, angeordnet ist. Über einen, eine Ablaufdrossel 3 aufweisenden, Ablaufkanal 4 ist eine nicht dargestellte, von einem ebenfalls nicht dargestellten Einspritzventilelement des Kraftstoff-Injektors 2 stirnseitig be- grenzte Steuerkammer mit einer Ventilkammer 5 des Magnetventils 1 verbunden. Die Ventilkammer 5 wird radial außen von einem als Plattenelement ausgebildeten Injektorbauteil 6 sowie einem in der Zeichnungsebene unteren Abschnitt eines hülsenförmigen Steuerventilelementes 7 (Anker) des Mag- netventils 1 begrenzt. In axialer Richtung in der Zeichnungsebene nach oben wird die Ventilkammer 5 von einem Druckstift 8 (im Betrieb feststehender Ankerbolzen) begrenzt, der als von dem Injektorbauteil 6 separates, bol- zenförmiges Bauteil ausgebildet ist, das sich in axialer Richtung in der Zeichnungsebene nach oben an einem Stützkörper 9 abstützt, der ein Widerlager 10 für den Druckstift 8 bildet. Der Stützkörper 9 wiederum stützt sich in der Zeichnungsebene in axialer Richtung nach oben an einem Haltekörper 11 für das Magnetventil 1 ab.

An dem Injektorbauteil 6 ist ein Steuerventilsitz 12 ausgebildet, mit dem das Steuerventilelement 7 in der gezeigten Schließstellung dichtend zusammenwirkt. Bei dem hülsenför- migen Steuerventilelement 7 handelt es sich im gezeigten, geschlossenen Zustand um ein in axialer Richtung druckausgeglichenes Bauteil, was dadurch realisiert ist, dass sämtliche in axialer Richtung nach oben wirkenden hydraulischen Kräfte von dem Druckstift 8 am Stützkörper 9 abgestützt werden. Hierzu entspricht der mit d gekennzeichnete Durchmesser des Druckstiftes 8 innerhalb eines zentrischen Führungskanalabschnittes 13 mit der Länge 1_F des Steuerventilelementes dem Durchmesser des Steuerventilsitzes 12. Wie sich aus Fig. 1 weiter ergibt, liegt das Steuerventilelement 7 mit einer stirnseitigen Dichtfläche 14 auf dem Steuerventilsitz 12 auf. Neben dem zentrischen, sich in axialer Richtung erstreckenden Führungskanalabschnitt 13 umfasst das einteilige Steuerventilelement 7 einen sich in radialer Richtung erstreckenden Ankerplattenabschnitt 15. Dieser weist auf einer einem Magnetkern 16 eines elektromagnetischen Aktuators 17 zugewandten Flachseite eine ringförmige Polfläche auf, die eine Polflächenebene 18 definiert. Ausgehend von der Polflächenebene 18 führt ein zentrischer, im Magnetkern 16 ausgebildeter Zentralkanal (Durchgangskanal) in axialer Richtung nach oben.

Im als Topfmagnetkern ausgebildeten Magnetkern 16 ist eine elektrische Magnetspule 20 aufgenommen. Diese wirkt bei Bestromung mit dem Steuerventilelement 7, genauer mit dem Ankerplattenabschnitt 15 zusammen, derart, dass das Steuerventilelement 7 in der Zeichnungsebene nach oben in Richtung des Magnetkerns 16 verstellt wird. Hierdurch hebt das Steuerventilelement 7 von seinem Steuerventilsitz 12 ab, wodurch die Ventilkammer 5 hydraulisch mit einem Niederdruckbereich 21 des Kraftstoff-Injektors 2 verbunden ist. Der Niederdruckbereich 21 ist dauerhaft mit einem Injektorrücklaufanschluss 22 verbunden, über den bei geöffnetem Magnetventil 1 eine Steuermenge an Kraftstoff aus der Steuerkammer in Richtung zu einem Vorratsbehälter abströmen kann. Dadurch, dass bei geöffnetem Magnetventil 1 Kraftstoff aus der Steuerkammer abströmt, sinkt der Druck in der Steuerkammer rapide ab, wodurch wiederum das nicht gezeigte Einspritzventilelement von seinem Einspritzventilsitz abhebt und den Kraftstofffluss aus einer Düsenlochanordnung in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine freigibt. Zum Beenden des Einspritzvorgangs wird die Bestromung des Mag- netventils 1 unterbrochen. Daraufhin wird das Steuerventilelement 7 mit Hilfe einer als Schraubendruckfeder ausgebildeten Steuerschließfeder 23 in axialer Richtung der Zeichnungsebene nach unten in Richtung des Steuerventilsitzes 12 verstellt .

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, umschließt die Steuerschließfeder 23 einen Axialabschnitt des Führungskanalabschnittes 13 radial außen, sodass der Durchmesser der Steuerschließfeder 23 im Vergleich zum in Fig. 5 dargestellten hausinternen Stand der Technik vergrößert ist.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist die Steuerschließfeder 23 über den größten Teil ihrer Axialerstreckung innerhalb des Zentralkanals 19 im Magnetkern 16 aufgenommen und stützt sich in axialer Richtung nach oben am Stützkörper 9 ab. In axialer Richtung nach unten stützt sich die Steuerschließfeder 23 an einem ringförmigen Abstützelement 24 (Einstellscheibe) ab, das sich wiederum in axialer Richtung am Ankerplattenabschnitt 15 des Steuerventilelementes 7 ab- stützt.

In Fig. 1 ist ein Hebelarm mit dem Bezugszeichen a gekennzeichnet. Über den Hebelarm a bewirkt die Schließfederkraft der Steuerschließfeder 23 ein Kippmoment auf das Steuerventilelement 7. Der Hebelarm a entspricht dem Abstand zwischen der Dichtfläche 14, mit der das Steuerventilelement 7 am Steuerventilsitz 12 anliegt, und einer Steuerschließfe- derkrafteinleitungsebene, die von der in der Zeichnungsebene oberen Stirnseite des Abstützelementes 24 definiert wird. Der Hebelarm a ist im Vergleich zu dem aus Fig. 5 ersichtlichen, hausinternen Stand der Technik wesentlich verringert, wodurch auch ein auf den Druckstift 8 wirkendes Kippmoment minimiert ist. Weiterhin ist aus Fig. 1 zu erkennen, dass die axiale Baulänge des Magnetventils 1 im Vergleich zum hausinternen Stand der Technik gemäß Fig. 5 insgesamt reduziert ist.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ragt der von einem zentrischen Abschnitt des Steuerventilelementes 7 gebildete Führungskanalabschnitt 13 weit in den Zentralkanal 19 hinein. Die Axialerstreckung des Führungskanalabschnittes 13, dessen Innendurchmesser dem Durchmesser d des Druckstiftes 8 zu- züglich eines Spiels entspricht, ist mit 1_F gekennzeichnet. Der Abstand zwischen dem in der Zeichnungsebene unteren axialen Ende des Führungskanalabschnittes 13 und der Dichtfläche 14 ist mit b gekennzeichnet. Der den Führungskanalabschnitt 13 in axialer Richtung in der Zeichnungsebene nach oben überragende Abschnitt des Stützstiftes weist die Länge 1 auf.

Wie sich weiter aus Fig. 1 ergibt, wird der Magnetkern 16 von einer Tellerfeder 25 in axialer Richtung nach unten fe- derkraftbeaufschlagt . Dabei stützt sich die Tellerfeder 25 radial außen in axialer Richtung an dem Magnetkern 16 und radial innen in axialer Richtung an einer Umfangsschulter 26 des Stützkörpers 9 ab. Die Federkraft der Tellerfeder 25 drückt den Magnetkern 16 gegen eine innere Ringschulter 27 des Haltekörpers 11.

Wie weiter Fig. 1 zu entnehmen ist, stützt sich der Druck- stift 8 mit einer ebenen Stirnseite 28 an einer ebenfalls ebenen Abstützfläche 29 des Stützkörpers 9 ab.

In Fig. 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Magnetventils 1 gezeigt. Der Aufbau entspricht im Wesentli- chen dem zuvor beschriebenen und in Fig. 1 dargestellten Magnetventil 1. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden im Folgenden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem zuvor beschriebenen und in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel beschrieben. Im Hinblick auf die Gemeinsamkeiten wird auf die vorhergehende Figurenbeschreibung sowie auf Fig. 1 verwiesen .

Bei dem Ausführungsbeispiel eines Magnetventils 1 gemäß Fig. 2 wurde der Stützkörper 9 im Vergleich zu dem Ausfüh- rungsbeispiel gemäß Fig. 1 in axialer Richtung in der Zeichnungsebene nach unten in den Zentralkanal 19 hinein verlängert. Hierdurch wurde der Abstand 1 zwischen dem in der Zeichnungsebene oberen axialen Ende des Führungskanalabschnittes 13 und dem Widerlager 10 bzw. der Abstützfläche 29 reduziert. Insgesamt wird hierdurch ein im Vergleich zu Fig. 1 noch weiter verkürzter Druckstift 8 erhalten, der weniger stark zu einem Verbiegen neigt.

Im Folgenden werden auf die Ausführungsbeispiele gemäß der Fig. 3 und 4 verwiesen. Diese unterscheiden sich nur unwesentlich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, so dass auch hier im Folgenden im Wesentlichen lediglich die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 erläutert werden. Im Hinblick auf die Gemeinsamkeiten wird analog zu Fig. 2 auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 mit zugehöriger Figurenbeschreibung verwiesen.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 3 und 4 ist der Druckstift 8 in einem Bereich axial oberhalb des Führungskanalabschnittes 13 verdickt ausgebildet. Anders ausgedrückt weist der Druckstift 8 in einem Bereich axial zwischen dem Stützkörper 9 bzw. dem Widerlager 10 und dem in der Zeichnungsebene axialen oberen Ende des Führungskanalabschnittes einen Durchmesser di auf, der größer ist als der Durchmesser d innerhalb des Führungskanalabschnittes 13. Zu erkennen ist, dass der Durchmesser di bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 größer ist als bei dem Aus- führungsbeispiel gemäß Fig. 4. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 entspricht der Durchmesser di im Wesentlichen dem nicht mit einem Bezugszeichen versehenen Durchmesser eines zentrischen, in axialer Richtung in den Zentralkanal 19 hineinragenden Fortsatzes 30 des Steuerventilelementes 7, der abschnittsweise den Führungskanalabschnitt 13 bildet. Durch die verdickte Ausführung des Druckstiftes 8 in einem Bereich außerhalb des Führungskanalabschnittes 13 erhält der Druckstift 8 eine erhöhte Steifigkeit, was wiederum zu einer Reduktion der Querkräfte zwischen Steuerventil- element 7 und Druckstift 8 sowie zu einer Minimierung des zugehörigen Kippmomentes führt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 3 kann der Durchmesser di auch größer als der Innendurchmesser der Steuerschließfeder 23 ausgeführt sein. Dies hat zur Folge, dass sich die Steuerschließfeder 23 nicht direkt an einer mit dem Haltekörper 11 in festem Bezug stehenden Fläche abstützt, sondern an der Durchmesserstufe im Druckstift 8.

Claims

Ansprüche

1. Magnetventil, insbesondere Servo-Ventil, für einen Kraftstoff-Injektor (2) zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem elektromagnetischen Aktuator (17) zum Verstellen eines, mit einem an einem Injektorbauteil (6) ausgebildeten Steuerventilsitz (12) zusammenwirkenden, Steuerventilelementes (7), aufweisend eine dem Aktuator (17) zuge- wandte Polflächenebene (18) und einen Führungskanalabschnitt (13) mit dem das Steuerventil bei seiner Verstellbewegung an einem abschnittsweise im Führungskanalabschnitt (13) aufgenommenen, von dem Injektorbauteil (6) separaten Druckstift (8) geführt ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Führungskanalabschnitt (13) die Polflächenebene (18) in Richtung des Aktuators (17) überragt.

2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine das Steuerventilelement (7) mit einer Federkraft beaufschlagende Steuerschließfeder (23) mit Axialabstand zu dem vom Steuerventilsitz (12) abgewandten freien Ende des Steuerventilelementes (7), vorzugsweise an einem Ankerplattenabschnitt (15) des Steuerventilelementes (7) oder an einem sich am Ankerplattenabschnitt (15) abstützenden, insbesondere ringförmigen, Abstützelement (24), abstützt.

3. Magnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschließfeder (23) den Führungskanalabschnitt (13) in einem Axialabschnitt radial außen umschließt .

4. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskanalabschnitt (13) axial in einen Zentralkanal (19) im Aktuator (17), insbesondere in einem Magnetkern (16) des Aktuators (17), hineinragend ausgebildet ist.

5. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) zwischen einer mit dem Steuerven- tilsitz (12) zusammenwirkenden Dichtfläche (14) des Steuerventilelementes (7) und einer Steuerschließfeder- krafteinleitungsebene kleiner ist als der Abstand zwischen der Steuerfederkrafteinleitungsebene und einem von dem Steuerventilsitz (12) abgewandten freien Ende des Steuerventilelementes (7).

6. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstift (8) in einem Bereich außerhalb des Führungskanalabschnittes (13) eine andere Steifigkeit aufweist, vorzugsweise steifer ist, als innerhalb des Führungskanalabschnittes (13) .

7. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Durchmesser (di) des Druckstiftes (8) in einem Bereich außerhalb des Führungskanalabschnittes (13) von dem Innendurchmesser des Führungskanals unter- scheidet, vorzugsweise größer ist als der Innendurchmesser des Führungskanals.

8. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventilelement (7) im geschlossenen Zustand, zumindest näherungsweise, druckausgeglichen ist.

9. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Steuerschließfeder (23) mit ihrer vom Steuerventilelement (7) abgewandten Stirnfläche an einem Bauteil abstützt, das fest mit einem Haltekörper (11) verbunden ist, oder unmittelbar am Haltekörper (11) selbst.

10. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Steuerschließfeder (23) mit ihrer vom Steuerventilelement (7) abgewandten Stirnfläche an einer Durchmesserstufe des Druckstiftes (8) abstützt, welcher sich vorzugsweise an einem zum Haltekörper (11) fest angeordneten Widerlager (10) abstützt.

11. Magnetventil nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerlager (10) für den Druckstift (8) innerhalb des Zentralkanals (19) angeordnet ist.

12. Kraftstoff-Inj ektor, insbesondere Common-Rail-Injektor, zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem mittels eines Magnetventils (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche schaltbaren, ein- oder mehrteiligen Einspritzventilelement .