EP2855914B1 - Fuel injector - Google Patents

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EP2855914B1
EP2855914B1 EP13714636.1A EP13714636A EP2855914B1 EP 2855914 B1 EP2855914 B1 EP 2855914B1 EP 13714636 A EP13714636 A EP 13714636A EP 2855914 B1 EP2855914 B1 EP 2855914B1
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EP
European Patent Office
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armature
fuel injector
anchor
injector according
fuel
Prior art date
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Application number
EP13714636.1A
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German (de)
French (fr)
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EP2855914A1 (en
Inventor
Michael Kurz
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2855914A1 publication Critical patent/EP2855914A1/en
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Publication of EP2855914B1 publication Critical patent/EP2855914B1/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0635Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding
    • F02M51/0639Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding the armature acting as a valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0014Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0017Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using electromagnetic operating means
    • F02M63/0021Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using electromagnetic operating means characterised by the arrangement of mobile armatures

Definitions

  • DE 10 2007 001 554 A1 refers to a fuel injector.
  • the fuel injector is provided for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine and comprises a control chamber connected to a high-pressure side. The pressure in the control room controls the movement of a nozzle needle.
  • a control valve is provided which either blocks or releases the connection of the control chamber to a low-pressure side.
  • the control valve has a in a bore of a guide piece between two valve positions slidably guided force-balanced control piston. This blocks the connection of a coming from the control chamber and opening into the bore connection channel to the low pressure side in its closed valve position and releases it in his in the direction away from the nozzle needle shifted open valve position.
  • a fuel injection system with a solenoid valve which has a movable armature in which openings are formed.
  • an armature assembly of an actuatable by an electric actuator in particular a energizable electromagnet fuel injector is constructed such that on the one hand sets a very high closing speed of the armature and on the other hand, a relatively slow armature opening occurs.
  • the reduction of the opening speed of the armature allows a reduction of the degree of damping on the upper stroke stop of the armature, which in turn allows a favorable bounce behavior, in particular a bounce avoidance of the armature at the upper stroke stop.
  • the residence time of the armature is reduced at the upper stroke stop in the fuel injector after switching off. This in turn allows a lower low pressure sensitivity of the armature.
  • the significantly reduced low pressure sensitivity of the armature advantageously makes it possible to reduce the maturity of the characteristic diagram and the stroke to stroke spread of the fuel injector proposed according to the invention.
  • the proposed solution according to the invention allows a high closing speed of the armature, which in turn reduces the copy or the stroke to Hub scattering at one and the same fuel injector.
  • the armature assembly of the fuel injector comprises, for example, a base anchor and an armature plate assigned to its upper side of the plan.
  • the upper plan side of the anchor of the anchor assembly comprises a number of openings, which may be configured as stepped bores, for example. These stepped bores pass through the basic anchor or its disk-shaped upper part, so that a passage of fuel is possible.
  • the stepped bores comprise a portion which is formed in a larger diameter, which merges at a conical transition region in a bore portion of the stepped bore, which in a smaller diameter is executed.
  • ball-shaped, gravity-actuated closure elements are arranged within the stepped bores.
  • a stop of these closure elements is formed on the one hand by the conical transition region between the mentioned bore portions of the stepped bore, another stop by an upper anchor plate covering the upper bore portion of the stepped bore.
  • the electric actuator for actuating the fuel injector ie an electromagnet
  • the armature is attracted against the action of an armature spring, so that a closing element, which is accommodated on the armature, releases the valve seat.
  • the gravity-operated closure elements are pressed by the acceleration force of the armature and the upcoming fuel pressure in the tapered transition of the stepped bore, so that the stepped holes are closed during the opening movement and therefore can not be traversed by the diesel fuel.
  • the spherically shaped closure elements remain in their position, i. remain placed in the tapered transition region during the opening movement until the armature assembly reaches an upper stroke stop formed by the lower face side of an electromagnet. When the upper stroke stop is reached, no acceleration forces or resistance forces due to the upcoming diesel fuel act on the basic anchor.
  • a bouncing, i. a strong abutment of the basic anchor in the implementation of its opening movement is prevented by a damper element which is disposed between the lower plan side, which forms the upper stroke stop, the electromagnet on the one hand and a corresponding abutment surface of the upper armature plate of the armature assembly.
  • the opening speed can also be influenced by the number of slots over which the Abêtmenge runs off and their cross-sectional area - to name two significant parameters.
  • the armature assembly When closing, i. a termination of the energization of the electric actuator in the form of an electromagnet, the armature assembly is driven by the action of the spring in the valve seat, as far as until the ball-shaped closure member on the underside of the armature assembly closes the valve seat in the valve housing of the fuel injector.
  • the bouncing of the armature assembly upon reaching the bottom stop, i. the valve seat, can be avoided via a damping element.
  • the spherical closure elements are pressed by the pressure increase at the bottom of the base anchor from the tapered transition, so that the stepped holes are released during the closing movement and a flow of fuel is possible.
  • the ball-shaped closure elements are caught by the stepped holes on the top plan side of the ground anchor covering upper anchor plate, which forms a stop, so that the closure elements can not leave the upper formed in an enlarged diameter bore portions of the stepped holes.
  • the stepped holes are released and allow a faster pressure equalization between the upper anchor plate and the bottom of the anchor.
  • the armature assembly now experiences the maximum possible closing speed, which is largely determined by the number of slits allowing outflow in quantity, their cross-sectional area and by the number of stepped holes in the disk-shaped region of the armature.
  • the closure elements solve due to the impingement of the lower side of this overlapping upper anchor plate and thus return to the conical transition region extending between the two bore portions of the stepped bore.
  • the upper anchor plate can be guided, for example, to a centrally arranged pin, which influences the geometry of the slots, which are designed to derive the Abêtmenge in the upper anchor plate.
  • the upper armature plate of the armature assembly may be guided to a guide diameter, which allows the leading of the Abêtmengen enabling slots to the center, so that on the whole the completion of the controlled from the pressure-relieved control chamber amount is facilitated.
  • stepped bores can be released or closed by a flexible damping element.
  • Analogous to the above-described with respect to the opening and closing described anchor assembly, which are arranged in the stepped holes in the conical transition region between the bore sections spherical closure elements can be replaced by a substantially formed as a thin disc flexible damping element.
  • the flexible, substantially disk-shaped damping element simultaneously forms a spacer of the armature assembly to the upper stroke stop, which is formed by the lower plan side of the electromagnet.
  • the substantially disk-shaped, flexible damping element can be pressed for example by a disk to the anchor plate.
  • the disk-shaped region of the basic anchor can have, in addition to through-flow bores, which are of untarred design, a circumferentially formed channel-shaped distributor groove, and a circumferential recess, which supports the essentially disk-shaped, flexible damping element.
  • the depth of the recess formed in the upper plan side of the basic anchor defines a desired residual air gap.
  • the residual air gap can also be defined by the thickness of the substantially disc-shaped damping element.
  • a reduction in the opening speed of the armature assembly can also be achieved in that armature slots, which are usually provided on armatures, by a flexible damping element, which is for example cross-shaped and, for example, four anchor slots conceal or release, take place.
  • armature slots which are usually provided on armatures
  • a flexible damping element which is for example cross-shaped and, for example, four anchor slots conceal or release, take place.
  • the inventively proposed solution the exemplar scattering, mainly during the ballistic armature stroke at very small quantities, ie the reproducibility of mass produced fuel injectors can be improved, on the other hand can be achieved with one and the same fuel injector, a significant reduction of the stroke to Hub scattering ,
  • Another advantage is that with the slow opening movement, a favorable bounce at the upper stroke stop, i. can be achieved on the lower plan side of the electromagnet. This in turn allows the reduction of the degree of damping at the upper stroke stop, whereby the residence time of the armature is reduced at the upper stroke stop after switching off the electromagnet.
  • the consequence of this is a lower low pressure sensitivity of the armature associated with the positive side effect that the ripple of the map, in particular the map slope and the stroke to Hub scattering are reduced when operating one and the same fuel injector.
  • FIG. 1 is a first embodiment of the inventively proposed fuel injector according to the invention designed according to anchor assembly.
  • FIG. 1 shows a fuel injector 10, which includes a valve piece 12.
  • the valve piece 12 is received in a holding body 14 via a valve clamping screw 16.
  • the valve member 12 defines a control chamber 60 which is acted upon by an inlet throttle from a high-pressure source 84, for example a high-pressure accumulator (common rail) or a delivery unit with system pressure.
  • the control chamber 60 in the valve piece 12 is pressure-relieved via an outlet throttle 62, wherein a flow channel is closed by a here spherically formed closing element 44.
  • first embodiment of the fuel injector is a valve seat 42 through the spherical trained closing element 44 is closed, consequently, the control chamber 60 of the fuel injector 10 is not relieved of pressure, but is at system pressure level.
  • the fuel injector 10 comprises an armature assembly 18, which essentially comprises a base anchor 20 and an upper anchor plate 22 arranged on the upper plan side thereof.
  • FIG. 1 shows that the base anchor 20 here comprises spherical closure elements 24 which are located in through holes 58 which extend from the lower plan side to the upper plan side of the disc-shaped head of the basic anchor 20.
  • An upper stroke stop for limiting the armature stroke is identified by reference numeral 26 and given by a magnet bottom 30 of the electric actuator 28 designed as a magnet for actuating the fuel injector 10.
  • An outlet nozzle 34, the electric actuator in the form of a magnet are enclosed by a magnetic sleeve 32 and screwed to the holding body 14 by a magnetic clamping nut.
  • the armature assembly 18 is acted upon by an armature spring 36 which exerts an armature spring force 38 in the direction of the valve seat 42.
  • the armature spring 36 is supported on a bearing surface 40 on the inside of the drain nozzle 34.
  • Reference numeral 42 denotes the valve seat, after the opening of the control chamber 60 of the fuel injector 10 is pressure relieved.
  • the valve seat 42 can be closed by a ball-shaped closing element 44, which is accommodated in a cap 46 on the underside of a pressure surface 52 of the basic armature 20 of the armature assembly 18.
  • the closure member 44 and the cap 46 are located within a seat 48 in which the valve seat 42 is located.
  • Seat space pressure 50 prevails in the seat space 48.
  • FIG. 2 shows the first embodiment of the inventively proposed fuel injector with inventive armature assembly during the opening process of the valve seat.
  • FIG. 2 shows that when energized the electric actuator - here in the form of an electromagnet - within the valve member 12 in vertical direction upwards against the armature spring force 38 moves up.
  • the base anchor 20 approaches the magnet bottom 30, which represents the upper stroke stop 26.
  • the upper anchor plate 22 is received, on which in turn a damper element 70 is arranged, which is the Magnet bottom 30 of the magnet 28 is opposite.
  • Below the base anchor 20 is located on the tapered portion of the valve member 12, a further damping element 76 on a bottom 74 of the base armature 20 of the armature assembly 18.
  • the valve seat 42 is open, so that fuel from the system under pressure pressure control chamber 60 via the outlet throttle 62 flows into the seat 48.
  • the valve seat 42 is released by the spherical closing element 44 which is accommodated in a dome 46 on the pressure surface 52 in the lower region of the basic anchor 20 within the seat space 48. In the sitting space prevails the seat pressure 50.
  • FIG. 2 illustrated opening movement of the armature assembly 18 in a vertical upward direction in the direction of arrow against the action of the spring force 38 moves the upper armature plate 22 and the base made of magnetic material anchor 20 upwards.
  • the ball-shaped closure elements 24 are pressed into tapered transitional regions 56 by the acceleration force of the base anchor 20 or by the fuel surrounding the armature assembly 18 during operation of the fuel injector, so that the through-bores 58 extending from the underside 74 to the top of the plan Base anchor 20 extend, 18 are closed when opening the armature assembly.
  • the stepped bores 58 are closed, so that the fuel is unable to flow through them.
  • the effluent when opening the valve seat 42 from the control chamber 60 amount flows over in the FIGS. 4 to 6 shown in more detail, slit-shaped channels in the direction of a central drain hole 68, which passes through the magnet 28, from.
  • FIG. 2 shows, located above the upper anchor plate 22, a damper element 70, which between the bottom 30 of the magnet 28 and a Stop surface 72 of the upper anchor plate 22 is located. This is needed to avoid bouncing of the armature assembly 18 at the upper travel stop 26.
  • the opening speed of the armature assembly 18 is governed by the number of slots 64, as shown in FIGS. 4 to 6 , and their cross-sectional area influenced.
  • FIG. 3 shows the first embodiment of the inventively proposed anchor assembly when closing the valve seat.
  • FIG. 3 shows that according to the arrow shown there in abolition of the energization of the electric actuator in the form of a magnet 28, the in FIG. 1 illustrated armature spring 36, the armature assembly 18 in the direction of the valve seat 42, that is moved in the closing direction.
  • the base anchor 20 and the recorded thereon upper anchor plate 22 move in a vertical direction downwards;
  • FIG. 3 Furthermore, it is apparent that, during the closing movement, the closure elements 24 are pushed out of the conically formed transitional area 56 within the respective stepped bore 58 by the increase in pressure on the underside 74 of the base anchor 20, so that fuel flows through the stepped bores 58 which are now released. The closure elements 24 are now caught by the underside 78 of the upper anchor plate 22 and remain in this position until the anchor group 18 in the lower stroke stop, ie in the valve seat 42 has arrived.
  • the stepped bores 58 are thus released and lead to a more rapid pressure equalization between the stop surface 72, the upper anchor plate 22 and the underside 74 of the basic anchor 20.
  • the anchor assembly 18 experiences the maximum possible closing speed, which significantly by the number of slots 64 to be described, compare FIGS. 4, 5, 6 and their cross-sectional area and on the other hand by the number of stepped holes 58 which are formed in the base anchor 20 is determined.
  • FIG. 4 is a plan view of the basic anchor of the inventively proposed anchor assembly can be seen.
  • FIG. 4 shows that, for example, in a 90 ° division at the upper edge of the basic anchor 20, a discharge of the controlled tax amount favoring slots 64 are.
  • the cross-sectional area of the slots 64 and their number at the circumference of the basic anchor 20 can influence the outflow velocity of the removed quantity in the direction of the central drainage hole 68.
  • FIG. 4 shows that in this embodiment, the basic anchor 20 has a plurality of stepped holes 58.
  • FIG. 5 shows a basic anchor with embedded in the stepped bore closure elements, which are covered by the upper anchor plate.
  • FIG. 5 shows that analogous to the representation according to FIG. 4 a number of slots 64 are formed on the circumference of the base anchor 20.
  • a number of spherical closure elements 24 are embedded.
  • the number of closure elements 24 corresponds to the number of stepped bores 58, so that each of the stepped bores 58 receives a spherically formed closure element 24 actuated by gravity and the surrounding pressure.
  • the closure elements are partially covered by them, so that the closure elements in the in FIG. 3 illustrated closing movement of the inventively proposed armature assembly can not leave the stepped holes 58, but remain trapped in these.
  • FIG. 5 shows that also at the top of the upper anchor plate 22 a number of others Slots 66 is executed, which allow easier discharge of the discharged from the control room amount of fuel in the direction of the central drain hole 68.
  • the upper anchor plate 22 is guided on a pin 82, which determines the radial length of the here arranged in 90 ° division further slots 66 in the upper anchor plate 22.
  • FIG. 6 shows a variant in which the upper anchor plate 22 in the in.
  • stepped bores 58 trapped, spherical shaped closure elements 24 completely covered. Due to the absence of the pin 82, the other slots 66 in the upper lifting plate 22 are continuous, ie they form a cross-shaped pattern, so that the Abêtmenge from the control chamber 60 in comparison to in FIG. 5 illustrated embodiment with tightly continuous slots, can be better controlled.
  • FIG. 7 shows a further second embodiment of the proposed solution according to the invention, in which instead of the spherically shaped closure elements, a substantially disc-shaped deformable formed flexible damping element is used.
  • FIG. 7 the opening movement of the armature assembly according to the second embodiment is shown, according to which, analogously to the first embodiment, the valve seat 42 is released during the opening movement of the armature assembly 18 by the closing element 44.
  • an outflow of fuel from the pressurized with system pressure control chamber 60 via the outlet throttle 62 takes place in the armature space of the fuel injector 10th
  • the closure elements 24 according to the first in the FIGS. 1 . 2 . 3 and 5 illustrated embodiment by the flexible disc-shaped damping element 90 replaced.
  • the damping element 90 covers through-flow bores 94, which are embodied in the basic anchor 20.
  • the flexible damper 90 is secured over the disc 92 on top of the base anchor 20.
  • the flexible damping element 90 In the upward movement, the flexible damping element 90 is acted upon by the fuel present in the armature space, so that the flexible damping element 90 closes the through-flow bores 94.
  • the flexible damping element 90 can simultaneously serve as a spacer with respect to the upper stroke stop 26, given by the magnet lower side 30.
  • the damping element 90 represents a non-magnetic component. Since the flexible damping element 90 completely immersed in the opening movement of the armature assembly 18 in a recess 100 which is located on the anchor plate top 102, the flow holes 94, which open into the circumferential distribution groove 96, at closed the opening movement. How out FIG. 9 As can be seen, the flexible damping element 90 is completely in the recess 100 at. The depth of this depression 100 depends on a residual air gap 98 and on a thickness 114 in which the flexible damping element 90 is embodied.
  • FIG. 8 shows the closing movement of the second embodiment of the invention proposed anchor assembly when canceling the energization of the magnet.
  • FIG. 8 can be seen that by the spring force 38 of in FIG. 1 armature spring 36 is shown a vertical downward movement of the base anchor 20 of the armature assembly 18 in the direction of the valve seat 42 in the valve piece 12.
  • armature spring 36 When the valve is closed by the influx of fuel through the flow holes 94 a back pressure in the distribution groove 96.
  • the deformability of the substantially disk-shaped damping element 90 allows a flow of the fuel, since the flexible damping element 90 in its edge regions of the contact surface, ie Well 100 is pushed away, see deflected representation 106 in FIG. 8 so that the flow holes 94 are released.
  • FIG. 8 shows that the flexible damping element 90 - shown here in its deflected position 106 - through the disc 92, which is partially immersed in the central drain hole 68, is fixed to the upper plan side of the basic anchor 20.
  • FIG. 8 shows that the control chamber 60 as long as in the seat 48 is relieved of pressure via the outlet throttle 62, as long as the valve seat 42 is not closed by the spherical closure member 44, held in the cap 46.
  • FIG. 9 shows that the flow holes 94 in the circumferential distribution groove 96, which extends in the anchor plate top 102 circumferentially open.
  • FIG. 10 shows a further, third embodiment of the inventively proposed armature assembly with reduced opening and increased closing speed.
  • the base anchor 20 of the armature assembly according to the FIGS. 10 and 11 Anchor slots on. Magnetic armature, which are used in Magnetaktuatoren usually have, for reasons of magnetic flux, slots, so that the third embodiment of the proposed solution according to the invention for application to such anchors offers.
  • FIG. 10 shows, is on the upper plan side of the basic anchor 20 of the armature assembly 18 analogous to the second embodiment of the solution proposed by the invention, the flexible substantially disc-shaped damping element 90.
  • This covers slots 104, of which in the plane according to FIG. 10 two are shown.
  • the flexible damping element 90 assumes a cross-shaped appearance 112 as in FIG FIG. 12 shown, or may also be formed as a full-round damping element, just in disc form.
  • the flexible damping element 90 is connected to the base anchor 20 through the disc 92.
  • the disk 92 protrudes partially into the central drainage hole 68 of the fuel injector 10.
  • Another damping element 76 is located below the underside 74 of the base anchor 20 and forms a lower damping for the Ankerhubterrorism.
  • the basic anchor 20 comprises the pressure surface 52 on which the dome 46 is located.
  • the cap 46 partially surrounds the here spherically formed closing element 44, with which the valve seat 42 in the valve piece 12 is closed.
  • the anchor slots 104 are closed by the upper plan side of the base anchor 20 covering flexible damping element 90, since there is fuel in the armature space, which is displaced from the gap between the magnet bottom 30 and the top of the flexible damping element, so that the Opening speed of the armature assembly 18 is reduced.
  • FIG. 12 is to take a plan view of a basic anchor with anchor slots 104, wherein in this third embodiment of the solution proposed by the invention, the flexible damping element complementary to the number of anchor slots 104 has a cross shape 110. Further, in the basic anchor 20 existing flow holes 108 are continuously open, ie are not covered by a deflectable flexible damping element 90. Instead of in the plan view according to FIG. 12 illustrated cross shape 110, the deformable flexible damping element complementary to the number of anchor slots 104 in the basic anchor also have a different geometry.
  • FIG. 13 The representation in FIG. 13 is the section XIII - XIII as shown in FIG. 12 refer to.
  • Out FIG. 13 shows that in the anchor plate top 102 in the region of the anchor slots 104 each have a recess 100 is introduced into which dive individual arms 112 of the formed in cross shape 110, flexible damping element 90, so that the anchor slots 104 - FIG. 13 shown - are closed flat.
  • the proposed solution according to the invention according to its three embodiments shown above can be used in non-pressure balanced solenoid valve fuel injectors, which are operated at a very high system pressure level.
  • the height of the armature stroke of the armature assembly 12 with appropriate high pressure capability requires in this application a functional area in which the armature stroke is in the ballistic operating range.
  • the proposed solution according to the invention can also be used in pressure balanced solenoid valve injectors, since with constantly increasing rail pressure, i. constantly increasing system pressure even in this, which can be solved by the solution proposed by the invention solved problems.

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Description

Stand der TechnikState of the art

DE 10 2007 001 554 A1 bezieht sich auf einen Kraftstoffinjektor. Der Kraftstoffinjektor ist zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen und umfasst einen an einer Hochdruckseite angeschlossenen Steuerraum. Über den Druck im Steuerraum wird die Bewegung einer Düsennadel gesteuert. Es ist ein Steuerventil vorgesehen, welches die Verbindung des Steuerraums zu einer Niederdruckseite entweder sperrt oder freigibt. Das Steuerventil weist einen in einer Bohrung eines Führungsstückes zwischen zwei Ventilstellungen verschiebbar geführten kraftausgeglichenen Steuerkolben auf. Dieser sperrt die Verbindung eines vom Steuerraum kommenden und in die Bohrung mündenden Verbindungskanales zur Niederdruckseite in seiner geschlossenen Ventilstellung ab und gibt diesen in seiner in Richtung fort von der Düsennadel verschobenen geöffneten Ventilstellung frei. DE 10 2007 001 554 A1 refers to a fuel injector. The fuel injector is provided for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine and comprises a control chamber connected to a high-pressure side. The pressure in the control room controls the movement of a nozzle needle. A control valve is provided which either blocks or releases the connection of the control chamber to a low-pressure side. The control valve has a in a bore of a guide piece between two valve positions slidably guided force-balanced control piston. This blocks the connection of a coming from the control chamber and opening into the bore connection channel to the low pressure side in its closed valve position and releases it in his in the direction away from the nozzle needle shifted open valve position.

Bei zunehmendem Druckniveau bei Kraftstoffhochdruckeinspritzsystemen, insbesondere bei Common-Rail-Einspritzanlagen steigt bei einem Kraftstoffinjektor, der mittels eines elektrischen Aktuators, wie beispielsweise eines Magneten betätigt wird, der erforderliche Ankerhub an. Dies rührt daher, dass im gleichen Maße, wie der Druck im Hochdrucksammelraum (Common-Rail) ansteigt, auch die Absteuermenge aus dem Steuerraum, der unter Systemdruck steht, zunimmt. Es hat sich herausgestellt, dass sich innerhalb des ballistischen Betriebsbereiches des Kraftstoffinjektors im Ansteuerdauerkennfeld eine hohe Ankeröffnungsgeschwindigkeit nachteilig auf die Kennfeldsteilheit und die Streuung zwischen einzelnen Ankerhüben auswirkt. In einer ballistischen Betriebsphase eines Kraftstoffinjektors ist ein langsames Öffnen des Ventiles sowie ein schnelles Schließen des Ventiles von Vorteil.With increasing pressure level in high-pressure fuel injection systems, in particular in common-rail injection systems increases in a fuel injector, which is actuated by means of an electric actuator, such as a magnet, the required armature stroke. This is because, as the pressure in the high-pressure accumulation space (common rail) increases, the amount of exhaust from the control space, which is under system pressure, also increases. It has been found that within the ballistic operating range of the fuel injector in the drive duration map, a high armature opening speed adversely affects the map slope and the scatter between individual armature strokes. In a ballistic operating phase of a fuel injector, a slow opening of the valve and a quick closing of the valve is advantageous.

Aus der FR 2 954 806 A1 ist darüber hinaus ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Magnetventil bekannt, das einen beweglichen Anker aufweist, in dem Öffnungen ausgebildet sind.From the FR 2 954 806 A1 In addition, a fuel injection system with a solenoid valve is known which has a movable armature in which openings are formed.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, ist eine Ankerbaugruppe eines durch einen elektrischen Aktuator, insbesondere eines bestrombaren Elektromagneten betätigbaren Kraftstoffinjektors derart aufgebaut, dass sich einerseits eine sehr hohe Schließgeschwindigkeit des Ankers einstellt und andererseits ein relativ langsames Ankeröffnen erfolgt.Following the solution proposed according to the invention, an armature assembly of an actuatable by an electric actuator, in particular a energizable electromagnet fuel injector is constructed such that on the one hand sets a very high closing speed of the armature and on the other hand, a relatively slow armature opening occurs.

Durch die langsame Öffnungsbewegung des Ankers lässt sich ein vorteilhaftes Verhalten desselben am oberen Hubanschlag, der eine Begrenzung des Ankerweges darstellt, erreichen. Die Reduktion der Öffnungsgeschwindigkeit des Ankers ermöglicht eine Reduktion des Dämpfungsgrades am oberen Hubanschlag des Ankers, was wiederum ein günstiges Prellverhalten, insbesondere eine Prellvermeidung des Ankers am oberen Hubanschlag ermöglicht. Durch die Reduzierung des Dämpfungsgrades wird die Verweilzeit des Ankers am oberen Hubanschlag im Kraftstoffinjektor nach dem Abschalten reduziert. Dies wiederum erlaubt eine geringere Niederdrucksensitivität des Ankers. Die erheblich verringerte Niederdrucksensitivität des Ankers ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass die Fälligkeit des Kennfeldes und die Hub zu Hub-Streuung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors reduziert werden können.Due to the slow opening movement of the armature, an advantageous behavior of the same can be achieved at the upper stroke stop, which represents a limitation of the armature travel. The reduction of the opening speed of the armature allows a reduction of the degree of damping on the upper stroke stop of the armature, which in turn allows a favorable bounce behavior, in particular a bounce avoidance of the armature at the upper stroke stop. By reducing the degree of damping, the residence time of the armature is reduced at the upper stroke stop in the fuel injector after switching off. This in turn allows a lower low pressure sensitivity of the armature. The significantly reduced low pressure sensitivity of the armature advantageously makes it possible to reduce the maturity of the characteristic diagram and the stroke to stroke spread of the fuel injector proposed according to the invention.

Andererseits ermöglicht die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung eine hohe Schließgeschwindigkeit des Ankers, was wiederum die Exemplar bzw. die Hub zu Hub-Streuung bei ein- und demselben Kraftstoffinjektor reduziert.On the other hand, the proposed solution according to the invention allows a high closing speed of the armature, which in turn reduces the copy or the stroke to Hub scattering at one and the same fuel injector.

In einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung umfasst die Ankerbaugruppe des Kraftstoffinjektors beispielsweise einen Grundanker und eine dessen obere Planseite zugeordnete Ankerplatte. Die obere Planseite des Grundankers der Ankerbaugruppe umfasst eine Anzahl von Öffnungen, die beispielsweise als Stufenbohrungen ausgeführt sein können. Diese Stufenbohrungen durchziehen den Grundanker bzw. dessen scheibenförmig ausgestaltetes Oberteil, so dass eine Passage von Kraftstoff möglich ist. Die Stufenbohrungen umfassen einen Abschnitt, der in einem größeren Durchmesser ausgebildet ist, der an einem kegeligen Übergangsbereich in einen Bohrungsabschnitt der Stufenbohrung übergeht, die in einem geringeren Durchmesser ausgeführt ist. Innerhalb der Stufenbohrungen sind beispielsweise kugelförmig ausgebildete, schwerkraftbetätigte Verschlusselemente angeordnet. Ein Anschlag dieser Verschlusselemente wird durch den kegeligen Übergangsbereich zwischen den erwähnten Bohrungsabschnitten der Stufenbohrung einerseits gebildet, ein anderer Anschlag durch eine den oberen Bohrungsabschnitt der Stufenbohrung überdeckende oberen Ankerplatte. Bei Bestromung des elektrischen Aktuators zur Betätigung des Kraftstoffinjektors, d.h. eines Elektromagneten, wird der Anker entgegen der Wirkung einer Ankerfeder angezogen, so dass ein Schließelement, welches am Anker aufgenommen ist, den Ventilsitz freigibt. Bei dieser Aufwärtsbewegung des Ankers zur Freigabe des Ventilsitzes werden die schwerkraftbetätigten Verschlusselemente durch die Beschleunigungskraft des Ankers und den anstehenden Kraftstoffdruck in den kegeligen Übergang der Stufenbohrung gedrückt, so dass die Stufenbohrungen während der Öffnungsbewegung geschlossen sind und demzufolge nicht durch den Dieselkraftstoff durchströmt werden können. Beim Öffnen aus dem Steuerraum abgesteuerte Menge, d.h. die Absteuermenge gelangt über Schlitze, die an der oberen Ankerplatte bzw. am Grundanker ausgeführt sein können, in eine zentrale Abflussbohrung. Durch das Verschließen der Stufenbohrungen wird mithin deren Durchströmung durch Kraftstoff verhindert, wodurch sich ein verlangsamtes Öffnen des Ankers einstellt.In one embodiment variant of the solution proposed according to the invention, the armature assembly of the fuel injector comprises, for example, a base anchor and an armature plate assigned to its upper side of the plan. The upper plan side of the anchor of the anchor assembly comprises a number of openings, which may be configured as stepped bores, for example. These stepped bores pass through the basic anchor or its disk-shaped upper part, so that a passage of fuel is possible. The stepped bores comprise a portion which is formed in a larger diameter, which merges at a conical transition region in a bore portion of the stepped bore, which in a smaller diameter is executed. Within the stepped bores, for example, ball-shaped, gravity-actuated closure elements are arranged. A stop of these closure elements is formed on the one hand by the conical transition region between the mentioned bore portions of the stepped bore, another stop by an upper anchor plate covering the upper bore portion of the stepped bore. Upon energization of the electric actuator for actuating the fuel injector, ie an electromagnet, the armature is attracted against the action of an armature spring, so that a closing element, which is accommodated on the armature, releases the valve seat. In this upward movement of the armature to release the valve seat, the gravity-operated closure elements are pressed by the acceleration force of the armature and the upcoming fuel pressure in the tapered transition of the stepped bore, so that the stepped holes are closed during the opening movement and therefore can not be traversed by the diesel fuel. When opening from the control room diverted amount, ie the Absteuermenge passes through slots that can be performed on the upper anchor plate and the anchor, in a central drain hole. By closing the stepped holes thus their flow through fuel is prevented, thereby setting a slower opening of the armature.

Die kugelförmig ausgebildeten Verschlusselemente verharren in ihrer Lage, d.h. bleiben während der Öffnungsbewegung in dem kegeligen Übergangsbereich gestellt, bis die Ankerbaugruppe einen oberen Hubanschlag, der durch die untere Planseite eines Elektromagneten gebildet wird, erreicht. Bei Erreichen des oberen Hubanschlages wirken keine Beschleunigungskräfte bzw. Widerstandskräfte durch den anstehenden Dieselkraftstoff auf den Grundanker.The spherically shaped closure elements remain in their position, i. remain placed in the tapered transition region during the opening movement until the armature assembly reaches an upper stroke stop formed by the lower face side of an electromagnet. When the upper stroke stop is reached, no acceleration forces or resistance forces due to the upcoming diesel fuel act on the basic anchor.

Ein Prellen, d.h. ein starkes Anschlagen des Grundankers bei der Durchführung von dessen Öffnungsbewegung wird durch ein Dämpferelement verhindert, welches zwischen der unteren Planseite, die den oberen Hubanschlag bildet, des Elektromagneten einerseits und einer korrespondierenden Anschlagfläche der oberen Ankerplatte der Ankerbaugruppe angeordnet ist.A bouncing, i. a strong abutment of the basic anchor in the implementation of its opening movement is prevented by a damper element which is disposed between the lower plan side, which forms the upper stroke stop, the electromagnet on the one hand and a corresponding abutment surface of the upper armature plate of the armature assembly.

Durch das Versperren der Stufenbohrung bei der Öffnungsbewegung des Ankers wird ein Druckausgleich zwischen der oberen Ankerplatte und der Unterseite des Grundankers erschwert, was zu der gewünschten Reduzierung der Öffnungsgeschwindigkeit der Ankerbaugruppe führt. Die Öffnungsgeschwindigkeit kann darüber hinaus auch durch die Anzahl von Schlitzen, über welche die Absteuermenge abläuft und deren Querschnittsfläche beeinflusst werden - um zwei signifikante Parameter zu nennen.By locking the stepped bore during the opening movement of the armature is a pressure equalization between the upper anchor plate and the bottom of the anchor complicates, which leads to the desired reduction in the opening speed of the armature assembly. The opening speed can also be influenced by the number of slots over which the Absteuermenge runs off and their cross-sectional area - to name two significant parameters.

Beim Schließvorgang, d.h. einer Beendigung der Bestromung des elektrischen Aktuators in Gestalt eines Elektromagneten, wird die Ankerbaugruppe durch die Wirkung der Feder in den Ventilsitz gefahren, soweit, bis das kugelförmig ausgebildete Schließelement an der Unterseite der Ankerbaugruppe den Ventilsitz im Ventilgehäuse des Kraftstoffinjektors verschließt. Das Prellen der Ankerbaugruppe bei Erreichen des unteren Anschlages, d.h. des Ventilsitzes, kann über ein Dämpfungselement vermieden werden. Während der Schließbewegung werden die kugelförmig ausgebildeten Verschlusselemente durch den Druckanstieg an der Unterseite des Grundankers aus dem kegeligen Übergang gedrückt, so dass die Stufenbohrungen bei der Schließbewegung freigegeben werden und ein Durchströmen von Kraftstoff möglich wird. Die kugelförmig ausgebildeten Verschlusselemente werden durch die Stufenbohrungen an der oberen Planseite des Grundankers überdeckenden oberen Ankerplatte gefangen, welche einen Anschlag bildet, so dass die Verschlusselemente die oberen in einem vergrößerten Durchmesser ausgebildeten Bohrungsabschnitte der Stufenbohrungen nicht verlassen können.When closing, i. a termination of the energization of the electric actuator in the form of an electromagnet, the armature assembly is driven by the action of the spring in the valve seat, as far as until the ball-shaped closure member on the underside of the armature assembly closes the valve seat in the valve housing of the fuel injector. The bouncing of the armature assembly upon reaching the bottom stop, i. the valve seat, can be avoided via a damping element. During the closing movement, the spherical closure elements are pressed by the pressure increase at the bottom of the base anchor from the tapered transition, so that the stepped holes are released during the closing movement and a flow of fuel is possible. The ball-shaped closure elements are caught by the stepped holes on the top plan side of the ground anchor covering upper anchor plate, which forms a stop, so that the closure elements can not leave the upper formed in an enlarged diameter bore portions of the stepped holes.

Somit werden die Stufenbohrungen freigegeben und ermöglichen einen schnelleren Druckausgleich zwischen der oberen Ankerplatte und der Unterseite des Grundankers. Die Ankerbaugruppe erfährt nun die maximal mögliche Schließgeschwindigkeit, die maßgeblich durch die Anzahl der in Abströmen von Menge ermöglichenden Schlitze, deren Querschnittsfläche sowie durch die Anzahl der Stufenbohrungen im scheibenförmigen Bereich des Ankers bestimmt wird. Nach dem Schließen des Ventilsitzes lösen sich die Verschlusselemente aufgrund des Auftreffimpulses von der unteren Seite der diese überdeckenden oberen Ankerplatte und gelangen somit zurück in den kegeligen Übergangsbereich, der zwischen den beiden Bohrungsabschnitten der Stufenbohrung verläuft.Thus, the stepped holes are released and allow a faster pressure equalization between the upper anchor plate and the bottom of the anchor. The armature assembly now experiences the maximum possible closing speed, which is largely determined by the number of slits allowing outflow in quantity, their cross-sectional area and by the number of stepped holes in the disk-shaped region of the armature. After closing the valve seat, the closure elements solve due to the impingement of the lower side of this overlapping upper anchor plate and thus return to the conical transition region extending between the two bore portions of the stepped bore.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann die obere Ankerplatte beispielsweise an einen mittig angeordneten Zapfen geführt werden, was die Geometrie der Schlitze beeinflusst, welche zum Ableiten der Absteuermenge in der oberen Ankerplatte ausgeführt sind.In an advantageous embodiment variant, the upper anchor plate can be guided, for example, to a centrally arranged pin, which influences the geometry of the slots, which are designed to derive the Absteuermenge in the upper anchor plate.

Alternativ kann die obere Ankerplatte der Ankerbaugruppe an ein Führungsdurchmesser geführt werden, was das Heranführen der das Abströmen von Absteuermenge ermöglichenden Schlitze bis zum Zentrum ermöglicht, so dass insgesamt gesehen das Abschließen der aus dem druckentlastbaren Steuerraum abgesteuerten Menge erleichtert wird.Alternatively, the upper armature plate of the armature assembly may be guided to a guide diameter, which allows the leading of the Absteuermengen enabling slots to the center, so that on the whole the completion of the controlled from the pressure-relieved control chamber amount is facilitated.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung können Stufenbohrungen durch ein biegsames Dämpfungselement freigegeben oder verschlossen werden. Analog zur oben skizzierten hinsichtlich des Öffnens und des Schließens beschriebenen Ankerbaugruppe, lassen sich die in den Stufenbohrungen im kegeligen Übergangsbereich zwischen den Bohrungsabschnitten angeordneten kugelförmig ausgebildeten Verschlusselemente durch eine im Wesentlichen als dünne Scheibe ausgebildetes biegsames Dämpfungselement ersetzen. In dieser Ausführungsmöglichkeit bildet das biegsame, im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildete Dämpfungselement gleichzeitig einen Abstandshalter der Ankerbaugruppe zum oberen Hubanschlag, der durch die untere Planseite des Elektromagneten gebildet wird. Das im Wesentlichen scheibenförmig ausgeführte, biegsame Dämpfungselement kann beispielsweise durch eine Scheibe an die Ankerplatte gedrückt werden. Der scheibenförmige Bereich des Grundankers kann neben Durchflussbohrungen, die ungestuft ausgebildet sind, eine umlaufend ausgebildete rinnenförmige Verteilernut aufweisen, sowie eine umlaufende Vertiefung, welche das im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildete, biegsame Dämpfungselement abstützt. Die Tiefe der in der oberen Planseite des Grundankers ausgebildeten Vertiefung definiert einen gewünschten Restluftspalt. Der Restluftspalt kann darüber hinaus auch durch die Dicke des im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildeten Dämpfungselementes definiert werden.In a further advantageous embodiment of the proposed solution according to the invention stepped bores can be released or closed by a flexible damping element. Analogous to the above-described with respect to the opening and closing described anchor assembly, which are arranged in the stepped holes in the conical transition region between the bore sections spherical closure elements can be replaced by a substantially formed as a thin disc flexible damping element. In this embodiment, the flexible, substantially disk-shaped damping element simultaneously forms a spacer of the armature assembly to the upper stroke stop, which is formed by the lower plan side of the electromagnet. The substantially disk-shaped, flexible damping element can be pressed for example by a disk to the anchor plate. The disk-shaped region of the basic anchor can have, in addition to through-flow bores, which are of untarred design, a circumferentially formed channel-shaped distributor groove, and a circumferential recess, which supports the essentially disk-shaped, flexible damping element. The depth of the recess formed in the upper plan side of the basic anchor defines a desired residual air gap. The residual air gap can also be defined by the thickness of the substantially disc-shaped damping element.

Beim Öffnen der Ankerbaugruppe, d.h. einer vertikalen Aufwärtsbewegung der Ankerbaugruppe in Richtung auf den Elektromagneten bei dessen Bestromung entgegen der Wirkung der Schließfeder, liegt das scheibenförmig ausgebildete, biegsame Dämpfungselement komplett in der Vertiefung an der oberen Planseite des Grundankers. Somit sind die Durchflussbohrungen, die in die umlaufende Verteilernut münden, verschlossen, der Kraftstoff kann während des Öffnungsvorganges des Ankers die Bohrungen nicht passieren, wodurch sich ein langsames Öffnen des Ankers, d.h. eine langsame Freigabe des Ventilsitzes einstellt.When opening the armature assembly, ie, a vertical upward movement of the armature assembly in the direction of the electromagnet during its energization against the action of the closing spring, the disc-shaped, flexible damping element lies completely in the recess on the upper plan side of the basic anchor. Thus, the flow holes, which open into the circumferential distributor, closed, the fuel can not pass through the holes during the opening process of the armature, whereby a slow opening of the armature, ie a slow release of the valve seat adjusts.

Bei der Schließbewegung des Ankers entsteht durch dessen Abwärtsbewegung und den Zustrom von Kraftstoff durch die Durchflussbohrungen ein Staudruck in der umlaufenden Verteilernut. Durch die Biegsamkeit des Dämpfungselementes verformt sich dieses, so dass ein Abströmen des Kraftstoffes durch die Durchflussbohrungen möglich wird, da das Dämpfungselement durch den Staudruck von der Anlagefläche, d.h. der Vertiefung an der Ankeroberseite weggedrückt wird. Der Anker verfährt im Wesentlichen ungedrosselt bis zum Ventilsitzt, wodurch sich ein schnelles Schließen mit einer hohen Schließgeschwindigkeit einstellt.During the closing movement of the armature caused by the downward movement and the influx of fuel through the flow holes a back pressure in the circumferential distributor groove. Due to the flexibility of the damping element deforms this, so that a flow of fuel through the flow holes is possible because the damping element by the back pressure from the contact surface, i. the depression is pushed away from the anchor top. The armature moves substantially unthrottled to the valve seat, which sets a fast closing with a high closing speed.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann eine Reduzierung der Öffnungsgeschwindigkeit der Ankerbaugruppe auch dadurch erreicht werden, dass Ankerschlitze, welche üblicherweise an Magnetankern vorgesehen sind, durch ein biegsames Dämpfungselement, welches beispielsweise kreuzförmig ausgebildet ist und zum Beispiel vier Ankerschlitze gleichzeitig verdecken oder freigeben kann, erfolgen. Durch weitere Ankerschlitze, oder durch weitere Durchflussbohrungen im scheibenförmigen Bereich des Grundankers, welche von dem biegsamen, d.h. verformbar ausgelegten Dämpfungselement nicht abgedeckt sind, kann die Ventilöffnungsgeschwindigkeit variiert werden.In a further advantageous embodiment variant, a reduction in the opening speed of the armature assembly can also be achieved in that armature slots, which are usually provided on armatures, by a flexible damping element, which is for example cross-shaped and, for example, four anchor slots conceal or release, take place. By further anchor slots, or by further flow bores in the disc-shaped area of the basic anchor, which of the flexible, i. deformable designed damping element are not covered, the valve opening speed can be varied.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

In vorteilhafter Weise kann durch die vorstehende skizzierten Ausführungsvarianten des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens erreicht werden, dass sich in allen Ausprägungen der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung eine langsame Öffnungsbewegung des Ankers, d.h. ein langsames Öffnen des Ventilsitzes einerseits einstellt und andererseits eine schnelle Schließbewegung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ankerbaugruppe erfolgt. Eine Reduktion der Öffnungsgeschwindigkeit wird durch Erzeugen eines Strömungswiderstandes erreicht, während ein schnelles Schließen dadurch erreicht wird, dass eben dieser erzeugte Strömungswiderstand bei der Schließbewegung des Ankers wieder aufgehoben wird. In signifikanter Weise kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung die Exemplarstreuung, vorwiegend während des ballistischen Ankerhubes bei Kleinstmengen, d.h. die Reproduzierbarkeit von in Großserie gefertigten Kraftstoffinjektoren verbessert werden, andererseits kann bei ein- und demselben Kraftstoffinjektor eine signifikante Reduzierung der Hub zu Hub-Streuung erreicht werden.Advantageously, can be achieved by the above outlined embodiments of the invention underlying idea that in all versions of the invention proposed solution slow opening movement of the armature, ie a slow opening of the valve seat on the one hand and on the other hand, a fast closing movement of the inventively proposed armature assembly , A reduction of the opening speed is achieved by generating a flow resistance, while a rapid closing is achieved by just that this generated flow resistance is canceled in the closing movement of the armature again. Significantly, the inventively proposed solution, the exemplar scattering, mainly during the ballistic armature stroke at very small quantities, ie the reproducibility of mass produced fuel injectors can be improved, on the other hand can be achieved with one and the same fuel injector, a significant reduction of the stroke to Hub scattering ,

Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass bei der langsam verlaufenden Öffnungsbewegung ein günstiges Prellverhalten am oberen Hubanschlag, d.h. an der unteren Planseite des Elektromagneten erreicht werden kann. Dies wiederum ermöglicht die Herabsetzung des Dämpfungsgrades am oberen Hubanschlag, wodurch die Verweilzeit des Ankers am oberen Hubanschlag nach dem Abschalten des Elektromagneten reduziert wird. Die Folge davon ist eine geringere Niederdrucksensitivität des Ankers verbunden mit dem positiven Nebeneffekt, dass die Welligkeit des Kennfeldes, insbesondere die Kennfeldsteilheit und die Hub- zu Hub-Streuung bei Betrieb ein- und desselben Kraftstoffinjektors reduziert werden.Another advantage is that with the slow opening movement, a favorable bounce at the upper stroke stop, i. can be achieved on the lower plan side of the electromagnet. This in turn allows the reduction of the degree of damping at the upper stroke stop, whereby the residence time of the armature is reduced at the upper stroke stop after switching off the electromagnet. The consequence of this is a lower low pressure sensitivity of the armature associated with the positive side effect that the ripple of the map, in particular the map slope and the stroke to Hub scattering are reduced when operating one and the same fuel injector.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.With reference to the drawing, the invention will be described below in more detail.

Es zeigt:

Figur 1
einen Schnitt durch einen erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektor, dessen Steuerraum über eine Hochdruckquelle beaufschlagt ist,
Figur 2
die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ankerbaugruppe beim Öffnen des Ventilsitzes des Kraftstoffinjektors,
Figur 3
die erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ankerbaugruppe während des Schließvorgangs des Ventilsitzes,
Figur 4
eine Draufsicht auf die obere Planseite des Grundankers,
Figur 5
eine Draufsicht auf die obere Planseite des Grundankers mit in Stufenbohrung eingelassenen kugelförmig ausgebildeten Verschlusselementen, abgedeckt von einer oberen Ankerplatte,
Figur 6
die Draufsicht auf einen scheibenförmigen Grundanker mit Ablaufschlitzen für die Absteuermenge,
Figur 7
eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ankerbaugruppe mit einem verformbaren, im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildeten Dämpfungselement während der Öffnungsbewegung des Ventilsitzes,
Figur 8
die weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ankerbaugruppe gemäß Figur 7 während des Schließens des Ventilsitzes,
Figur 9
ein Detail des oberen Bereiches der zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ankerbaugruppe gemäß der Figuren 7 und 8,
Figur 10
eine dritte Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ankerbaugruppe mit geschlitztem Grundanker während der Öffnungsbewegung des Ventilsitzes,
Figur 11
die dritte Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ankerbaugruppe während des Schließvorganges des Ventilsitzes,
Figur 12
eine Draufsicht auf eine Ankerbaugruppe mit kreuzförmig ausgebildetem verformbaren Dämpfungselement, und
Figur 13
den Schnittverlauf XIII - XIII wie in Figur 12 eingezeichnet.
It shows:
FIG. 1
a section through a fuel injector proposed according to the invention, the control chamber is acted upon by a high pressure source,
FIG. 2
the armature assembly proposed according to the invention when opening the valve seat of the fuel injector,
FIG. 3
the first embodiment variant of the inventively proposed armature assembly during the closing operation of the valve seat,
FIG. 4
a plan view of the upper plan side of the basic anchor,
FIG. 5
a plan view of the upper plan side of the basic anchor with stepped in-formed spherical closure elements, covered by an upper anchor plate,
FIG. 6
the top view of a disc-shaped anchor with drain slots for the Absteuermenge,
FIG. 7
a further embodiment of the inventively proposed anchor assembly with a deformable, substantially disc-shaped formed damping element during the opening movement of the valve seat,
FIG. 8
the further embodiment of the inventively proposed anchor assembly according to FIG. 7 during the closing of the valve seat,
FIG. 9
a detail of the upper portion of the second embodiment of the inventively proposed anchor assembly according to the FIGS. 7 and 8 .
FIG. 10
a third embodiment of the invention proposed anchor assembly with slotted anchor during the opening movement of the valve seat,
FIG. 11
the third embodiment variant of the inventively proposed armature assembly during the closing operation of the valve seat,
FIG. 12
a plan view of an armature assembly with cross-shaped deformable damping element, and
FIG. 13
the section XIII - XIII as in FIG. 12 located.

Ausführungsvariantenvariants

Der Darstellung gemäß Figur 1 ist eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors mit erfindungsgemäß gestalteter Ankerbaugruppe zu entnehmen.The representation according to FIG. 1 is a first embodiment of the inventively proposed fuel injector according to the invention designed according to anchor assembly.

Figur 1 zeigt einen Kraftstoffinjektor 10, der ein Ventilstück 12 umfasst. Das Ventilstück12 ist über eine Ventilspannschraube 16 in einem Haltekörper 14 aufgenommen. Das Ventilstück 12 begrenzt einen Steuerraum 60 der über eine Zulaufdrossel von einer Hochdruckquelle 84, beispielsweise einem Hochdrucksammelraum (Common-Rail) oder einem Förderaggregat mit Systemdruck beaufschlagt ist. Der Steuerraum 60 im Ventilstück 12 ist über eine Ablaufdrossel 62 druckentlastbar, wobei ein Ablaufkanal durch ein hier kugelförmig ausgebildetes Schließelement 44 verschlossen ist. In der in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsvariante des Kraftstoffinjektors ist ein Ventilsitz 42 durch das kugelförmig ausgebildete Schließelement 44 verschlossen, demzufolge ist der Steuerraum 60 des Kraftstoffinjektors 10 nicht druckentlastet, sondern steht unter Systemdruckniveau. FIG. 1 shows a fuel injector 10, which includes a valve piece 12. The valve piece 12 is received in a holding body 14 via a valve clamping screw 16. The valve member 12 defines a control chamber 60 which is acted upon by an inlet throttle from a high-pressure source 84, for example a high-pressure accumulator (common rail) or a delivery unit with system pressure. The control chamber 60 in the valve piece 12 is pressure-relieved via an outlet throttle 62, wherein a flow channel is closed by a here spherically formed closing element 44. In the in FIG. 1 shown first embodiment of the fuel injector is a valve seat 42 through the spherical trained closing element 44 is closed, consequently, the control chamber 60 of the fuel injector 10 is not relieved of pressure, but is at system pressure level.

Der Kraftstoffinjektor 10 umfasst eine Ankergruppe 18, die im Wesentlichen einen Grundanker 20 sowie eine auf dessen oberer Planseite angeordnete obere Ankerplatte 22 umfasst.The fuel injector 10 comprises an armature assembly 18, which essentially comprises a base anchor 20 and an upper anchor plate 22 arranged on the upper plan side thereof.

Figur 1 zeigt, dass der Grundanker 20 hier kugelförmig ausgebildete Verschlusselemente 24 umfasst, die sich in Durchgangsöffnungen 58 befinden, die sich von der unteren Planseite zur oberen Planseite des scheibenförmigen Kopfes des Grundankers 20 erstrecken. Ein oberer Hubanschlag zur Begrenzung des Ankerhubs ist durch Bezugszeichen 26 identifiziert und durch eine Magnetunterseite 30 des als Magneten ausgebildeten elektrischen Aktuators 28 zur Betätigung des Kraftstoffinjektors 10 gegeben. Ein Ablaufstutzen 34, der elektrische Aktuator in Form eines Magnetes sind von einer Magnethülse 32 umschlossen und mit dem Haltekörper 14 durch eine Magnetspannmutter verschraubt. FIG. 1 shows that the base anchor 20 here comprises spherical closure elements 24 which are located in through holes 58 which extend from the lower plan side to the upper plan side of the disc-shaped head of the basic anchor 20. An upper stroke stop for limiting the armature stroke is identified by reference numeral 26 and given by a magnet bottom 30 of the electric actuator 28 designed as a magnet for actuating the fuel injector 10. An outlet nozzle 34, the electric actuator in the form of a magnet are enclosed by a magnetic sleeve 32 and screwed to the holding body 14 by a magnetic clamping nut.

Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht desweiteren hervor, dass die Ankerbaugruppe 18 durch eine Ankerfeder 36, die eine Ankerfederkraft 38 in Richtung auf den Ventilsitz 42 ausübt, beaufschlagt ist. Die Ankerfeder 36 stützt an eine Auflagefläche 40 an der Innenseite des Ablaufstutzens 34 ab. Bezugszeichen 42 bezeichnet den Ventilsitz, nach dessen Öffnen der Steuerraum 60 des Kraftstoffinjektors 10 druckentlastbar ist. Der Ventilsitz 42 ist durch ein kugelförmig ausgebildetes Schließelement 44 verschließbar, das in einer Kalotte 46 an der Unterseite einer Druckfläche 52 des Grundankers 20 der Ankerbaugruppe 18 aufgenommen ist. Das Schließelement 44 und die Kalotte 46 befinden sich innerhalb eines Sitzraumes 48, in dem der Ventilsitz 42 liegt. Im Sitzraum 48 herrscht Sitzraumdruck 50.From the illustration according to FIG. 1 Furthermore, it can be seen that the armature assembly 18 is acted upon by an armature spring 36 which exerts an armature spring force 38 in the direction of the valve seat 42. The armature spring 36 is supported on a bearing surface 40 on the inside of the drain nozzle 34. Reference numeral 42 denotes the valve seat, after the opening of the control chamber 60 of the fuel injector 10 is pressure relieved. The valve seat 42 can be closed by a ball-shaped closing element 44, which is accommodated in a cap 46 on the underside of a pressure surface 52 of the basic armature 20 of the armature assembly 18. The closure member 44 and the cap 46 are located within a seat 48 in which the valve seat 42 is located. Seat space pressure 50 prevails in the seat space 48.

Figur 2 zeigt die erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors mit erfindungsgemäßer Ankerbaugruppe während des Öffnungsvorganges des Ventilsitzes. FIG. 2 shows the first embodiment of the inventively proposed fuel injector with inventive armature assembly during the opening process of the valve seat.

Figur 2 zeigt, dass bei Bestromung des elektrischen Aktuators - hier in Gestalt eines Elektromagneten - innerhalb des Ventilstückes 12 in vertikale Richtung nach oben entgegen der Ankerfederkraft 38 auffährt. Der Grundanker 20 nähert sich der Magnetunterseite 30 an, die den oberen Hubanschlag 26 darstellt. Auf dem Grundanker 20 ist die obere Ankerplatte 22 aufgenommen, auf der wiederum ein Dämpferelement 70 angeordnet ist, welches der Magnetunterseite 30 des Magneten 28 gegenüberliegt. Unterhalb des Grundankers 20 befindet sich am verjüngten Bereich des Ventilstückes 12 ein weiteres Dämpfungselement 76 auf einer Unterseite 74 des Grundankers 20 der Ankerbaugruppe 18. Wie aus der Darstellung gemäß Figur 2 hervorgeht, ist der Ventilsitz 42 geöffnet, so dass Kraftstoff aus dem unter Systemdruck stehenden Steuerraum 60 über die Ablaufdrossel 62 in den Sitzraum 48 abströmt. Der Ventilsitz 42 ist durch das kugelförmige Schließelement 44 freigegeben, das in einer Kalotte 46 an der Druckfläche 52 im unteren Bereich des Grundankers 20 innerhalb des Sitzraums 48 aufgenommen ist. Im Sitzraum herrscht der Sitzraumdruck 50. FIG. 2 shows that when energized the electric actuator - here in the form of an electromagnet - within the valve member 12 in vertical direction upwards against the armature spring force 38 moves up. The base anchor 20 approaches the magnet bottom 30, which represents the upper stroke stop 26. On the base anchor 20, the upper anchor plate 22 is received, on which in turn a damper element 70 is arranged, which is the Magnet bottom 30 of the magnet 28 is opposite. Below the base anchor 20 is located on the tapered portion of the valve member 12, a further damping element 76 on a bottom 74 of the base armature 20 of the armature assembly 18. As shown in the illustration FIG. 2 shows, the valve seat 42 is open, so that fuel from the system under pressure pressure control chamber 60 via the outlet throttle 62 flows into the seat 48. The valve seat 42 is released by the spherical closing element 44 which is accommodated in a dome 46 on the pressure surface 52 in the lower region of the basic anchor 20 within the seat space 48. In the sitting space prevails the seat pressure 50.

Bei der in Figur 2 dargestellten Öffnungsbewegung der Ankerbaugruppe 18 in vertikale Richtung nach oben in Pfeilrichtung entgegen der Wirkung der Federkraft 38 fährt die obere Ankerplatte 22 und der aus magnetischem Material gefertigte Grundanker 20 nach oben auf. Die hier kugelförmig ausgebildeten Verschlusselemente 24 werden durch die Beschleunigungskraft des Grundankers 20 bzw. durch den Kraftstoff, welcher die Ankerbaugruppe 18 im Betrieb des Kraftstoffinjektors umgibt, in kegelige Übergangsbereiche 56 gedrückt, so dass die Durchgangsbohrungen 58, die sich von der Unterseite 74 zur Planoberseite des Grundankers 20 erstrecken, beim Öffnen der Ankerbaugruppe 18 geschlossen sind. So werden während der Öffnungsbewegung der Ankerbaugruppe die Stufenbohrungen 58 geschlossen, so dass der Kraftstoff diese nicht durchströmen vermag. Die beim Öffnen des Ventilsitzes 42 aus dem Steuerraum 60 abströmende Menge strömt über in den Figuren 4 bis 6 näher dargestellte, schlitzförmig ausgebildete Kanäle in Richtung einer zentralen Abflussbohrung 68, die den Magneten 28 durchzieht, ab.At the in FIG. 2 illustrated opening movement of the armature assembly 18 in a vertical upward direction in the direction of arrow against the action of the spring force 38 moves the upper armature plate 22 and the base made of magnetic material anchor 20 upwards. The ball-shaped closure elements 24 are pressed into tapered transitional regions 56 by the acceleration force of the base anchor 20 or by the fuel surrounding the armature assembly 18 during operation of the fuel injector, so that the through-bores 58 extending from the underside 74 to the top of the plan Base anchor 20 extend, 18 are closed when opening the armature assembly. Thus, during the opening movement of the armature assembly, the stepped bores 58 are closed, so that the fuel is unable to flow through them. The effluent when opening the valve seat 42 from the control chamber 60 amount flows over in the FIGS. 4 to 6 shown in more detail, slit-shaped channels in the direction of a central drain hole 68, which passes through the magnet 28, from.

Durch die bei der Öffnungsbewegung der Ankerbaugruppe 18 in die kegligen Übergangsbereiche 56 gedrückten kugelförmig ausgebildeten Verschlusselemente 24 steigt der Strömungswiderstand, der auf die Ankerbaugruppe beim Hindurchbewegen durch den Kraftstoff in Richtung auf den oberen Hubanschlag wirkt, an, so dass die Öffnungsbewegung des Ankers dementsprechend verzögert wird. Die kugelförmig ausgebildeten Verschlusselemente 24 verharren so lange in der in Figur 2 dargestellten Lage, d.h. die Stufenbohrungen 58 verschließend, bis die Ankergruppe 18 den oberen Hubanschlag 26 erreicht hat und somit keine Beschleunigungskraft bzw. Widerstandskraft durch den anstehenden Kraftstoff auf die Verschlusselemente 24 mehr wirkt. Wie aus der Darstellung gemäß Figur 2 hervorgeht, befindet sich oberhalb der oberen Ankerplatte 22 ein Dämpferelement 70, welches zwischen der Unterseite 30 des Magneten 28 und einer Anschlagfläche 72 der oberen Ankerplatte 22 liegt. Dies wird benötigt, um ein Prellen der Ankerbaugruppe 18 am oberen Hubanschlag 26 zu vermeiden.As a result of the spherically shaped closure elements 24 pressed into the conical transition regions 56 during the opening movement of the armature assembly 18, the flow resistance which acts on the armature assembly when passing through the fuel in the direction of the upper stroke stop increases, so that the opening movement of the armature is correspondingly delayed , The spherically shaped closure elements 24 remain in the in FIG. 2 shown position, ie the stepped holes 58 occlusive until the armature assembly 18 has reached the upper stroke stop 26 and thus no acceleration force or resistance force by the upcoming fuel on the closure elements 24 acts more. As shown in the illustration FIG. 2 shows, located above the upper anchor plate 22, a damper element 70, which between the bottom 30 of the magnet 28 and a Stop surface 72 of the upper anchor plate 22 is located. This is needed to avoid bouncing of the armature assembly 18 at the upper travel stop 26.

Durch die aus Figur 2 hervorgehende Versperrung der Stufenbohrungen 58 wird der Druckausgleich zwischen der Anschlagfläche 72 der oberen Ankerplatte 22 und der Unterseite 74 des Grundankers 20 erschwert, was zu der gewünschten Reduzierung der Öffnungsgeschwindigkeit des Ventilsitzes 42 bzw. des Ankerhubes führt.Through the out FIG. 2 resulting obstruction of the stepped holes 58, the pressure equalization between the abutment surface 72 of the upper anchor plate 22 and the bottom 74 of the base anchor 20 is difficult, resulting in the desired reduction of the opening speed of the valve seat 42 and the armature stroke.

Darüber hinaus wird die Öffnungsgeschwindigkeit der Ankerbaugruppe 18 maßgeblich durch die Anzahl von Schlitzen 64, vergleiche Darstellung gemäß der Figuren 4 bis 6, sowie deren Querschnittsfläche beeinflusst.In addition, the opening speed of the armature assembly 18 is governed by the number of slots 64, as shown in FIG FIGS. 4 to 6 , and their cross-sectional area influenced.

Figur 3 zeigt die erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ankerbaugruppe beim Verschließen des Ventilsitzes. FIG. 3 shows the first embodiment of the inventively proposed anchor assembly when closing the valve seat.

Aus der Darstellung gemäß Figur 3 geht hervor, dass gemäß des dort eingezeichneten Pfeiles bei Aufhebung der Bestromung des elektrischen Aktuators in Gestalt eines Magneten 28 die in Figur 1 dargestellte Ankerfeder 36 die Ankerbaugruppe 18 in Richtung des Ventilsitzes 42, d.h. in Schließrichtung bewegt. Der Grundanker 20 sowie die daran aufgenommene obere Ankerplatte 22 fahren in vertikale Richtung nach unten; dabei wird das Schließelement 44 - aufgenommen von der Kalotte 46 - an der Druckfläche 52 des Grundankers 20 in den Ventilsitz 42 gestellt, so dass ein Druckaufbau im Steuerraum 60, der kontinuierlich mit Systemdruck beaufschlagt ist, erfolgt.From the illustration according to FIG. 3 shows that according to the arrow shown there in abolition of the energization of the electric actuator in the form of a magnet 28, the in FIG. 1 illustrated armature spring 36, the armature assembly 18 in the direction of the valve seat 42, that is moved in the closing direction. The base anchor 20 and the recorded thereon upper anchor plate 22 move in a vertical direction downwards; In this case, the closing element 44 - accommodated by the cap 46 - placed on the pressure surface 52 of the base anchor 20 in the valve seat 42, so that a pressure build-up in the control chamber 60, which is continuously pressurized with system pressure takes place.

Aus Figur 3 geht des Weiteren hervor, dass während der Schließbewegung die Verschlusselemente 24 durch den Druckanstieg an der Unterseite 74 des Grundankers 20 aus dem kegelig ausgebildeten Übergangsbereich 56 innerhalb der jeweiligen Stufenbohrung 58 herausgedrückt werden, so dass Kraftstoff durch die nunmehr freigegebenen Stufenbohrungen 58 strömt. Die Verschlusselemente 24 werden nun durch die Unterseite 78 der oberen Ankerplatte 22 gefangen und verbleiben in dieser Position bis die Ankergruppe 18 im unteren Hubanschlag, d.h. im Ventilsitz 42 angelangt ist.Out FIG. 3 Furthermore, it is apparent that, during the closing movement, the closure elements 24 are pushed out of the conically formed transitional area 56 within the respective stepped bore 58 by the increase in pressure on the underside 74 of the base anchor 20, so that fuel flows through the stepped bores 58 which are now released. The closure elements 24 are now caught by the underside 78 of the upper anchor plate 22 and remain in this position until the anchor group 18 in the lower stroke stop, ie in the valve seat 42 has arrived.

Bei der Schließbewegung werden somit die Stufenbohrungen 58 freigegeben und führen zu einem schnelleren Druckausgleich zwischen der Anschlagfläche 72, der oberen Ankerplatte 22 und der Unterseite 74 des Grundankers 20. Die Ankerbaugruppe 18 erfährt die maximal mögliche Schließgeschwindigkeit, die maßgeblich durch die Anzahl der noch zu beschreibenden Schlitze 64, vergleiche Figuren 4, 5, 6 und deren Querschnittsdurchflächen sowie andererseits durch die Anzahl der Stufenbohrungen 58, die im Grundanker 20 ausgebildet sind, bestimmt wird. Nach dem Auftreffen der Ankerbaugruppe 18 bzw. des Schließelementes 44 im Ventilsitz 42 lösen sich die Verschlusselemente 24 durch den Auftreffimpuls von der Unterseite 78 der oberen Ankerplatte 22 ab und gelangen somit zurück in den kegeligen Übergang des Bereichs 56 zwischen den unterschiedlichen Bohrungsabschnitten der Stufenbohrungen.During the closing movement, the stepped bores 58 are thus released and lead to a more rapid pressure equalization between the stop surface 72, the upper anchor plate 22 and the underside 74 of the basic anchor 20. The anchor assembly 18 experiences the maximum possible closing speed, which significantly by the number of slots 64 to be described, compare FIGS. 4, 5, 6 and their cross-sectional area and on the other hand by the number of stepped holes 58 which are formed in the base anchor 20 is determined. After the impact of the armature assembly 18 and the closing element 44 in the valve seat 42, the closure elements 24 detach from the underside 78 of the upper anchor plate 22 by the impact impulse and thus return to the conical transition of the region 56 between the different bore portions of the stepped bores.

Der Darstellung gemäß Figur 4 ist eine Draufsicht auf den Grundanker der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ankerbaugruppe zu entnehmen.The representation according to FIG. 4 is a plan view of the basic anchor of the inventively proposed anchor assembly can be seen.

Figur 4 zeigt, dass sich beispielsweise in einer 90°-Teilung am oberen Rand des Grundankers 20 ein Abströmen der abgesteuerten Steuermenge begünstigende Schlitze 64 befinden. Wie bereits erwähnt, kann durch die Querschnittsfläche der Schlitze 64 sowie deren Anzahl am Umfang des Grundankers 20 Einfluss auf die Abströmgeschwindigkeit der abgesteuerten Menge in Richtung der zentralen Abflussbohrung 68 genommen werden. Figur 4 zeigt, dass in diesem Ausführungsbeispiel der Grundanker 20 eine Vielzahl von Stufenbohrungen 58 aufweist. FIG. 4 shows that, for example, in a 90 ° division at the upper edge of the basic anchor 20, a discharge of the controlled tax amount favoring slots 64 are. As already mentioned, the cross-sectional area of the slots 64 and their number at the circumference of the basic anchor 20 can influence the outflow velocity of the removed quantity in the direction of the central drainage hole 68. FIG. 4 shows that in this embodiment, the basic anchor 20 has a plurality of stepped holes 58.

Figur 5 zeigt einen Grundanker mit in dessen Stufenbohrung eingelassenen Verschlusselementen, die durch die obere Ankerplatte überdeckt sind. FIG. 5 shows a basic anchor with embedded in the stepped bore closure elements, which are covered by the upper anchor plate.

Figur 5 zeigt, dass analog zur Darstellung gemäß Figur 4 am Umfang des Grundankers 20 eine Anzahl von Schlitzen 64 ausgebildet ist. In die Stufenbohrungen 58, vergleiche Darstellung gemäß Figur 4, sind eine Anzahl von kugelförmig ausgebildeten Verschlusselementen 24 eingelassen. Die Anzahl der Verschlusselemente 24 entspricht der Anzahl der Stufenbohrungen 58, so dass jede der Stufenbohrungen 58 ein kugelförmig ausgebildetes, durch Schwerkraft und den umgebenden Druck betätigtes Verschlusselement 24 aufnimmt. Wie aus der Draufsicht gemäß Figur 5 des Weiteren hervorgeht, werden die Verschlusselemente aufgrund der Geometrie der oberen Ankerplatte 22 durch diese teilweise überdeckt, so dass die Verschlusselemente bei der in Figur 3 dargestellten Schließbewegung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ankerbaugruppe jeweils die Stufenbohrungen 58 nicht verlassen können, sondern in diesen gefangenbleiben. Figur 5 zeigt, dass auch an der Oberseite der oberen Ankerplatte 22 eine Anzahl von weiteren Schlitzen 66 ausgeführt ist, welche ein leichteres Abströmen der aus dem Steuerraum abgesteuerten Kraftstoffmenge in Richtung der zentralen Abflussbohrung 68 ermöglichen. FIG. 5 shows that analogous to the representation according to FIG. 4 a number of slots 64 are formed on the circumference of the base anchor 20. In the stepped holes 58, see illustration according to FIG. 4 , a number of spherical closure elements 24 are embedded. The number of closure elements 24 corresponds to the number of stepped bores 58, so that each of the stepped bores 58 receives a spherically formed closure element 24 actuated by gravity and the surrounding pressure. As seen from the top view FIG. 5 Furthermore, due to the geometry of the upper anchor plate 22, the closure elements are partially covered by them, so that the closure elements in the in FIG. 3 illustrated closing movement of the inventively proposed armature assembly can not leave the stepped holes 58, but remain trapped in these. FIG. 5 shows that also at the top of the upper anchor plate 22 a number of others Slots 66 is executed, which allow easier discharge of the discharged from the control room amount of fuel in the direction of the central drain hole 68.

Die obere Ankerplatte 22 ist an einem Zapfen 82 geführt, welcher die radiale Länge der hier in 90°-Teilung angeordneten weiteren Schlitze 66 in der oberen Ankerplatte 22 bestimmt.The upper anchor plate 22 is guided on a pin 82, which determines the radial length of the here arranged in 90 ° division further slots 66 in the upper anchor plate 22.

Figur 6 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die obere Ankerplatte 22 die in den in Figur 6 nicht dargestellten Stufenbohrungen 58 gefangenen, kugelförmig ausgebildeten Verschlusselemente 24 vollständig überdeckt. Aufgrund des Fehlens des Zapfens 82 verlaufen die weiteren Schlitze 66 in der oberen Hubplatte 22 durchgängig, d.h. diese bilden ein kreuzförmiges Muster, so dass die Absteuermenge aus dem Steuerraum 60 im Vergleich zur in Figur 5 dargestellten Ausführungsvariante mit dicht durchgängigen Schlitzen, besser abgesteuert werden kann. FIG. 6 shows a variant in which the upper anchor plate 22 in the in. In FIG. 6 not shown stepped bores 58 trapped, spherical shaped closure elements 24 completely covered. Due to the absence of the pin 82, the other slots 66 in the upper lifting plate 22 are continuous, ie they form a cross-shaped pattern, so that the Absteuermenge from the control chamber 60 in comparison to in FIG. 5 illustrated embodiment with tightly continuous slots, can be better controlled.

Aus jeder der Darstellung gemäß Figuren 4 bis 6 geht hervor, dass der Grundanker 20 auf seinem Rand verteilt - hier etwa in 90°-Teilung - die Schlitze 64 zum Absteuern der Absteuermenge aufweist. Anstelle der in den Ausführungsvarianten der Figuren 4, 5 und 6 dargestellten Anzahl von Schlitzen 64 können auch einen größeren oder einen kleineren Querschnitt aufweisende Schlitze 64 in beliebiger Konfiguration am Umfang des Grundankers 20 ausgebildet sein.From each of the presentation according to FIGS. 4 to 6 shows that the base anchor 20 distributed on its edge - here about 90 ° division - the slots 64 for Absteuern the Absteuermenge has. Instead of in the variants of the FIGS. 4, 5 and 6 shown number of slots 64 may also be larger or smaller cross-section slots 64 may be formed in any configuration on the circumference of the base anchor 20.

Figur 7 zeigt eine weitere zweite Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung, bei der anstelle der kugelförmig ausgebildeten Verschlusselemente ein im Wesentlichen scheibenförmiges deformierbar ausgebildetes biegsames Dämpfungselement zum Einsatz kommt. FIG. 7 shows a further second embodiment of the proposed solution according to the invention, in which instead of the spherically shaped closure elements, a substantially disc-shaped deformable formed flexible damping element is used.

In Figur 7 ist die Öffnungsbewegung der Ankerbaugruppe gemäß der zweiten Ausführungsvariante gezeigt, wonach analog zur ersten Ausführungsvariante der Ventilsitz 42 bei der Öffnungsbewegung der Ankerbaugruppe 18 durch das Schließelement 44 freigegeben wird. In diesem Falle erfolgt ein Abströmen von Kraftstoff aus dem mit Systemdruck beaufschlagten Steuerraum 60 über die Ablaufdrossel 62 in den Ankerraum des Kraftstoffinjektors 10.In FIG. 7 the opening movement of the armature assembly according to the second embodiment is shown, according to which, analogously to the first embodiment, the valve seat 42 is released during the opening movement of the armature assembly 18 by the closing element 44. In this case, an outflow of fuel from the pressurized with system pressure control chamber 60 via the outlet throttle 62 takes place in the armature space of the fuel injector 10th

In der in Figur 7 dargestellten Ausführungsvariante sind die Verschlusselemente 24 gemäß der ersten in den Figuren 1, 2, 3 und 5 dargestellten Ausführungsvariante durch das biegsame scheibenförmig ausgebildete Dämpfungselement 90 ersetzt. Das Dämpfungselement 90 überdeckt Durchflussbohrungen 94, die im Grundanker 20 ausgeführt sind. Das biegsame Dämpfungselement 90 wird über die Scheibe 92 auf der Oberseite des Grundankers 20 befestigt. Analog zur in Figur 4 dargestellten Ausführungsvariante, wonach die Stufenbohrungen 58 in einer Verteilernut 54 münden, münden die Durchflussbohrungen 94 in einer umlaufend ausgebildeten Verteilernut 96, vergleiche Darstellung gemäß Figur 9. Bei der Aufwärtsbewegung wird das biegsame Dämpfungselement 90 durch den im Ankerraum vorhandenen Kraftstoff beaufschlagt, so dass das biegsame Dämpfungselement 90 die Durchflussbohrungen 94 verschließt. Aufgrund des höheren Strömungswiderstandes im Ankerraum fährt der Grundanker 20 und damit die gesamte Ankerbaugruppe 18 mit einer verringerten Geschwindigkeit auf die Magnetunterseite 30 des Magneten 28 zu, wobei die Magnetunterseite 30 den oberen Hubanschlag 26 der Ankerbaugruppe 18 darstellt. Das biegsame Dämpfungselement 90 kann gleichzeitig als Abstandhalter in Bezug auf den oberen Hubanschlag 26, gegeben durch die Magnetunterseite 30 dienen. Das Dämpfungselement 90 stellt ein nichtmagnetisches Bauteil dar. Da das biegsame Dämpfungselement 90 bei der Öffnungsbewegung der Ankerbaugruppe 18 komplett in eine Vertiefung 100, die sich an der Ankerplattenoberseite 102 befindet, eintaucht, sind die Durchflussbohrungen 94, die in die umlaufende Verteilernut 96 münden, bei der Öffnungsbewegung verschlossen. Wie aus Figur 9 hervorgeht, liegt das biegsame Dämpfungselement 90 komplett in der Vertiefung 100 an. Die Tiefe dieser Vertiefung 100 richtet sich nach einem Restluftspalt 98 und nach einer Dicke 114, in der das biegsame Dämpfungselement 90 ausgeführt ist.In the in FIG. 7 illustrated embodiment, the closure elements 24 according to the first in the FIGS. 1 . 2 . 3 and 5 illustrated embodiment by the flexible disc-shaped damping element 90 replaced. The damping element 90 covers through-flow bores 94, which are embodied in the basic anchor 20. The flexible damper 90 is secured over the disc 92 on top of the base anchor 20. Analogous to in FIG. 4 illustrated embodiment, according to which the stepped holes 58 open in a distribution groove 54, open the flow holes 94 in a circumferentially formed distribution groove 96, see illustration according to FIG. 9 , In the upward movement, the flexible damping element 90 is acted upon by the fuel present in the armature space, so that the flexible damping element 90 closes the through-flow bores 94. Due to the higher flow resistance in the armature space, the base anchor 20 and thus the entire armature assembly 18 travel at a reduced speed toward the magnet bottom 30 of the magnet 28, the magnet bottom 30 representing the upper stroke stop 26 of the armature assembly 18. The flexible damping element 90 can simultaneously serve as a spacer with respect to the upper stroke stop 26, given by the magnet lower side 30. The damping element 90 represents a non-magnetic component. Since the flexible damping element 90 completely immersed in the opening movement of the armature assembly 18 in a recess 100 which is located on the anchor plate top 102, the flow holes 94, which open into the circumferential distribution groove 96, at closed the opening movement. How out FIG. 9 As can be seen, the flexible damping element 90 is completely in the recess 100 at. The depth of this depression 100 depends on a residual air gap 98 and on a thickness 114 in which the flexible damping element 90 is embodied.

Figur 8 zeigt die Schließbewegung der zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ankerbaugruppe bei Aufhebung der Bestromung des Magneten. FIG. 8 shows the closing movement of the second embodiment of the invention proposed anchor assembly when canceling the energization of the magnet.

Figur 8 ist zu entnehmen, dass durch die Federkraft 38 der in Figur 1 dargestellten Ankerfeder 36 eine vertikale Abwärtsbewegung des Grundankers 20 der Ankerbaugruppe 18 in Richtung auf den Ventilsitz 42 im Ventilstück 12 erfolgt. Beim Ventilschließen entsteht durch den Zustrom von Kraftstoff durch die Durchflussbohrungen 94 ein Staudruck in der Verteilernut 96. Die Deformierbarkeit des im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildeten Dämpfungselements 90 lässt ein Abströmen des Kraftstoffes zu, da das biegsame Dämpfungselement 90 in seinen Randbereichen von der Anlagefläche, d.h. von der Vertiefung 100 weggedrückt wird, vergleiche ausgelenkte Darstellung 106 in Figur 8, so dass die Durchflussbohrungen 94 freigegeben werden. Dies bedeutet, dass der Grundanker 20 im Wesentlichen ungedrosselt bis zum Erreichen seines Ventilsitzes 42 im Ventilstück 12 verfährt, solange, bis die Unterseite 74 des Grundankers 20 durch das weitere Dämpfungselement 76 zur Vermeidung von Prellern erreicht wird. FIG. 8 can be seen that by the spring force 38 of in FIG. 1 armature spring 36 is shown a vertical downward movement of the base anchor 20 of the armature assembly 18 in the direction of the valve seat 42 in the valve piece 12. When the valve is closed by the influx of fuel through the flow holes 94 a back pressure in the distribution groove 96. The deformability of the substantially disk-shaped damping element 90 allows a flow of the fuel, since the flexible damping element 90 in its edge regions of the contact surface, ie Well 100 is pushed away, see deflected representation 106 in FIG. 8 so that the flow holes 94 are released. This means that the basic anchor 20 in the Substantially unthrottled until it reaches its valve seat 42 in the valve member 12 moves until the bottom 74 of the base anchor 20 is achieved by the further damping element 76 to avoid bouncing.

Der Darstellung gemäß Figur 8 ist darüber hinaus zu entnehmen, dass das biegsame Dämpfungselement 90 - hier dargestellt in seiner ausgelenkten Lage 106 - durch die Scheibe 92,die teilweise in die zentrale Abflussbohrung 68 eintaucht, an der oberen Planseite des Grundankers 20 fixiert ist. Figur 8 zeigt, dass der Steuerraum 60 über die Ablaufdrossel 62 solange in den Sitzraum 48 druckentlastet wird, solange der Ventilsitz 42 nicht durch das kugelförmig ausgebildete Schließelement 44, gehalten in der Kalotte 46, verschlossen ist.The representation according to FIG. 8 It can also be seen that the flexible damping element 90 - shown here in its deflected position 106 - through the disc 92, which is partially immersed in the central drain hole 68, is fixed to the upper plan side of the basic anchor 20. FIG. 8 shows that the control chamber 60 as long as in the seat 48 is relieved of pressure via the outlet throttle 62, as long as the valve seat 42 is not closed by the spherical closure member 44, held in the cap 46.

Der Darstellung gemäß Figur 9 ist in vergrößertem Maßstab zu entnehmen, wie das nichtdeformierte biegsame Dämpfungselement 90 mit seinem Außenrand in die Vertiefung 100 an der oberen Planseite des Grundankers 20 eintaucht. Die Tiefe der Vertiefung 100 an der Ankerplattenoberseite 102 richtet sich nach dem gewünschten Restluftspalt 98 und der Dicke 114 des biegsamen Dämpfungselementes 90. Figur 9 zeigt des Weiteren, dass die Durchflussbohrungen 94 in die umlaufende Verteilernut 96, die in der Ankerplattenoberseite 102 umlaufend verläuft, münden.The representation according to FIG. 9 It can be seen on an enlarged scale how the undeformed flexible damping element 90 with its outer edge dips into the recess 100 on the upper plan side of the basic anchor 20. The depth of the recess 100 on the anchor plate top 102 depends on the desired residual air gap 98 and the thickness 114 of the flexible damping element 90th FIG. 9 shows that the flow holes 94 in the circumferential distribution groove 96, which extends in the anchor plate top 102 circumferentially open.

Figur 10 zeigt eine weitere, dritte Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ankerbaugruppe mit reduzierter Öffnungs- und gesteigerter Schließgeschwindigkeit. FIG. 10 shows a further, third embodiment of the inventively proposed armature assembly with reduced opening and increased closing speed.

Im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten weist der Grundanker 20 der Ankerbaugruppe gemäß der Figuren 10 und 11 Ankerschlitze auf. Magnetanker, die bei Magnetaktuatoren eingesetzt werden, weisen üblicherweise aus Gründen des magnetischen Flusses, Schlitze auf, so dass sich die dritte Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung zur Applikation an solchen Ankern anbietet.In contrast to the embodiments described above, the base anchor 20 of the armature assembly according to the FIGS. 10 and 11 Anchor slots on. Magnetic armature, which are used in Magnetaktuatoren usually have, for reasons of magnetic flux, slots, so that the third embodiment of the proposed solution according to the invention for application to such anchors offers.

Wie aus Figur 10 hervorgeht, befindet sich an der oberen Planseite des Grundankers 20 der Ankerbaugruppe 18 analog zur zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung das biegsam im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildete Dämpfungselement 90. Dieses überdeckt Schlitze 104, von denen in der Zeichenebene gemäß Figur 10 zwei dargestellt sind. Abhängig von der Anzahl der Ankerschlitze 104 im Grundanker 20, vergleiche Darstellung gemäß Figur 12, nimmt das biegsame Dämpfungselement 90 beispielsweise ein kreuzförmiges Aussehen 112 wie in Figur 12 dargestellt ein, oder kann auch als vollrundflächiges Dämpfungselement ausgebildet sein, eben in Scheibenform. Bei der Bestromung des Magneten 28 verfährt der Grundanker 20 der Ankerbaugruppe 18 gemäß Pfeil in vertikale Richtung nach oben und nähert sich einem oberen Hubanschlag 26 gegeben durch die Magnetunterseite 30 des Magneten 28 an. Das biegsame Dämpfungselement 90 ist durch die Scheibe 92 mit dem Grundanker 20 verbunden. Die Scheibe 92 ragt zum Teil in die zentrale Abflussbohrung 68 des Kraftstoffinjektors 10 hinein. Ein weiteres Dämpfungselement 76 befindet sich unterhalb der Unterseite 74 des Grundankers 20 und bildet eine untere Dämpfung für die Ankerhubbewegung.How out FIG. 10 shows, is on the upper plan side of the basic anchor 20 of the armature assembly 18 analogous to the second embodiment of the solution proposed by the invention, the flexible substantially disc-shaped damping element 90. This covers slots 104, of which in the plane according to FIG. 10 two are shown. Depending on the number of anchor slots 104 in the basic anchor 20, see illustration according to FIG. 12 For example, the flexible damping element 90 assumes a cross-shaped appearance 112 as in FIG FIG. 12 shown, or may also be formed as a full-round damping element, just in disc form. When the magnet 28 is energized, the basic armature 20 of the armature assembly 18 moves upward in the vertical direction according to the arrow and approaches an upper stroke stop 26 given by the magnet lower side 30 of the magnet 28. The flexible damping element 90 is connected to the base anchor 20 through the disc 92. The disk 92 protrudes partially into the central drainage hole 68 of the fuel injector 10. Another damping element 76 is located below the underside 74 of the base anchor 20 and forms a lower damping for the Ankerhubbewegung.

Analog zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung umfasst der Grundanker 20 die Druckfläche 52, an der sich die Kalotte 46 befindet. Die Kalotte 46 umschließt teilweise das hier kugelförmig ausgebildete Schließelement 44, mit dem der Ventilsitz 42 im Ventilstück 12 verschlossen wird. Dadurch wird ein Abströmen von Kraftstoff aus dem Steuerraum 60 über die Ablaufdrossel 62 und den Ablaufkanal, der im Sitzraum 48 mündet, verhindert.Analogous to the above-described embodiments of the solution proposed according to the invention, the basic anchor 20 comprises the pressure surface 52 on which the dome 46 is located. The cap 46 partially surrounds the here spherically formed closing element 44, with which the valve seat 42 in the valve piece 12 is closed. As a result, an outflow of fuel from the control chamber 60 via the outlet throttle 62 and the flow channel, which opens into the seat 48, prevented.

Bei der Aufwärtsbewegung, d.h. der Öffnungsbewegung des Grundankers 20 werden die Ankerschlitze 104 durch das die obere Planseite des Grundankers 20 überdeckende biegsame Dämpfungselement 90 verschlossen, da sich im Ankerraum Kraftstoff befindet, der aus dem Spalt zwischen der Magnetunterseite 30 und der Oberseite des biegsamen Dämpfungselements verdrängt wird, so dass die Öffnungsgeschwindigkeit der Ankerbaugruppe 18 herabgesetzt wird.In the upward movement, i. the opening movement of the base anchor 20, the anchor slots 104 are closed by the upper plan side of the base anchor 20 covering flexible damping element 90, since there is fuel in the armature space, which is displaced from the gap between the magnet bottom 30 and the top of the flexible damping element, so that the Opening speed of the armature assembly 18 is reduced.

Demgegenüber wird bei der in Figur 11 dargestellten Schließbewegung der Ankerbaugruppe in der dritten Ausführungsvariante ein ähnlicher Effekt erzielt, wie bereits vorstehend im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsvariante bei deren Schließbewegung in Figur 8 beschrieben wurde.In contrast, at the in FIG. 11 illustrated closing movement of the armature assembly in the third embodiment achieves a similar effect, as already above in connection with the second embodiment in their closing movement in FIG. 8 has been described.

Bei der vertikalen Abwärtsbewegung in Schließrichtung auf den Ventilsitz 42 zu biegen, erreicht das beispielsweise komplementär zur Anzahl der Ankerschlitze 104 ausgebildete, beispielsweise eine Kreuzform 110 annehmende biegsame Dämpfungselement 90 in einen ausgelenkten Zustand 106. Dadurch vermag Kraftstoff durch die Ankerschlitze 104 zu strömen, so dass der Strömungswiderstand, welchen der Grundanker 20 bei seiner Abwärtsbewegung, d.h. bei seiner Bewegung in Schließrichtung erfährt, signifikant herabgesetzt wird, so dass die Schließbewegung der Ankerbaugruppe 18 samt Grundanker 20 wesentlich schneller erfolgt als dessen Öffnungsbewegung, vergleiche Darstellung gemäß Figur 10, bei der der Strömungswiderstand im Ankerraum durch die verschlossenen Ankerschlitze 104 erheblich größer ist.In the vertical downward movement in the closing direction to the valve seat 42 to bend, reaches, for example, complementary to the number of anchor slots 104 formed, for example, a cross shape 110 assuming flexible damping element 90 in one deflected state 106. This allows fuel to flow through the armature slots 104, so that the flow resistance, which undergoes the ground anchor 20 during its downward movement, ie in its movement in the closing direction, is significantly reduced, so that the closing movement of the armature assembly 18 together with the basic anchor 20 substantially faster than its opening movement, see comparison according to FIG. 10 in which the flow resistance in the armature space is significantly greater due to the closed anchor slots 104.

Figur 12 ist eine Draufsicht auf einen Grundanker mit Ankerschlitzen 104 zu entnehmen, wobei in dieser dritten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung das biegsame Dämpfungselement komplementär zur Anzahl der Ankerschlitze 104 eine Kreuzform 110 aufweist. Weitere, im Grundanker 20 vorhandene Durchflussbohrungen 108 stehen kontinuierlich offen, d.h. sind nicht von einem auslenkbaren biegsamen Dämpfungselement 90 überdeckt. Anstelle der in der Draufsicht gemäß Figur 12 dargestellten Kreuzform 110 kann das verformbare biegsame Dämpfungselement komplementär zur Anzahl der Ankerschlitze 104 im Grundanker auch eine andere Geometrie aufweisen. FIG. 12 is to take a plan view of a basic anchor with anchor slots 104, wherein in this third embodiment of the solution proposed by the invention, the flexible damping element complementary to the number of anchor slots 104 has a cross shape 110. Further, in the basic anchor 20 existing flow holes 108 are continuously open, ie are not covered by a deflectable flexible damping element 90. Instead of in the plan view according to FIG. 12 illustrated cross shape 110, the deformable flexible damping element complementary to the number of anchor slots 104 in the basic anchor also have a different geometry.

Der Darstellung in Figur 13 ist der Schnittverlauf XIII - XIII gemäß der Darstellung in Figur 12 zu entnehmen. Aus Figur 13 geht hervor, dass in die Ankerplattenoberseite 102 im Bereich der Ankerschlitze 104 jeweils eine Vertiefung 100 eingebracht ist, in welche einzelne Arme 112 des in Kreuzform 110 ausgebildeten, biegsamen Dämpfungselementes 90 eintauchen, so dass die Ankerschlitze 104 - wie in Figur 13 gezeigt - flächig verschlossen sind.The representation in FIG. 13 is the section XIII - XIII as shown in FIG. 12 refer to. Out FIG. 13 shows that in the anchor plate top 102 in the region of the anchor slots 104 each have a recess 100 is introduced into which dive individual arms 112 of the formed in cross shape 110, flexible damping element 90, so that the anchor slots 104 - FIG. 13 shown - are closed flat.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung gemäß ihrer drei vorstehend dargestellten Ausführungsvarianten kann bei nicht druckausgeglichenen Magnetventilkraftstoffinjektoren eingesetzt werden, die mit einem sehr hohen Systemdruckniveau betrieben werden. Die Höhe des Ankerhubes der Ankerbaugruppe 12 bei entsprechender Hochdruckleistungsfähigkeit verlangt bei dieser Anwendung einen Funktionsbereich, bei dem sich der Ankerhub im ballistischen Betriebsbereich befindet.The proposed solution according to the invention according to its three embodiments shown above can be used in non-pressure balanced solenoid valve fuel injectors, which are operated at a very high system pressure level. The height of the armature stroke of the armature assembly 12 with appropriate high pressure capability requires in this application a functional area in which the armature stroke is in the ballistic operating range.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann darüber hinaus auch bei druckausgeglichenen Magnetventilinjektoren eingesetzt werden, da bei ständig steigendem Raildruck, d.h. ständig steigendem Systemdruck auch bei diesem, die durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung beseitigten Probleme auftreten können.The proposed solution according to the invention can also be used in pressure balanced solenoid valve injectors, since with constantly increasing rail pressure, i. constantly increasing system pressure even in this, which can be solved by the solution proposed by the invention solved problems.

Claims (13)

  1. Fuel injector (10) for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, having an electric actuator (28), in particular an electromagnet, by way of which a closing element (44) which opens up or closes off an outlet (62) of a control chamber (60) can be actuated, wherein an armature (18, 20) which actuates the closing element (44) has openings (58, 94, 104) which are opened during the closing of the closing element (44) and which are closed during the opening of the closing element (44), characterized in that gravitational-force-actuated closure elements (24) of spherical shape are received in the openings (58).
  2. Fuel injector according to Claim 1, characterized in that the openings are in the form of stepped bores (58), passage bores (94) or armature slots (104).
  3. Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the armature (20) is acted on in a closing direction of a valve seat (42) by an armature spring (36).
  4. Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the openings (58, 94) of the armature (20) open into a distributor groove (54, 96) of encircling form.
  5. Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the openings, which are in the form of stepped bores (58), comprise a conical transition region (56) between bore sections which have mutually different diameters.
  6. Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the armature (20) has at least one outlet slot (64) via which a quantity discharged from the control chamber (60) upon opening of the valve seat (42) flows to a central outlet (34, 68).
  7. Fuel injector according to Claim 1, characterized in that the spherical closure elements (24) are at least partially covered by an armature plate (22) which constitutes a stop (72).
  8. Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the openings (94, 104) can be opened up or closed off by way of a disk-shaped, flexible damping element (90) which is held on an armature-plate top side (102).
  9. Fuel injector according to Claim 8, characterized in that the depth of a depression (100) on the armature-plate top side (102) defines a residual air gap (98) between the armature (20) and the stroke stop (26) of the armature (20).
  10. Fuel injector according to Claim 9, characterized in that the residual air gap (98) is defined by a thickness (114) of the flexible damping element (90).
  11. Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the armature slots (104) in the armature (20) can be opened up or closed off by way of a flexible damping element (90) which has a cross shape (110).
  12. Fuel injector according to Claim 11, characterized in that the armature (20) comprises a number of throughflow bores (108) which permit a continuous passage of fuel during the stroke movement of the armature (20).
  13. Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the upper armature plate (22) has slots (66) which run all the way through and which allow the quantity discharged from the control chamber (60) to be conducted away in an improved manner.
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