Ein solches, beispielsweise aus der DE 196 50 865 AI bekann- tes Magnetventil wird zur Steuerung des Kraftstoffdrucks im Steuerdruckraum eines Einspritzventils, beispielsweise eines Injektors einer Common-Rail-Einspritzanlage verwandt. Bei derartigen Einspritzventilen wird über den Kraftstoffdruck im Steuerdruckraum die Bewegung eines Ventilkolbens gesteu- ert, mit dem eine Einspritzöffnung des Einspritzventils ge- öffnet oder geschlossen wird. Das bekannte Magnetventil weist einen in einem Gehäuseteil angeordneten Elektromagne- ten, einen beweglichen Anker und ein mit dem Anker bewegtes, von einer Schließfeder in Schließrichtung beaufschlagtes Steuerventilglied auf, das mit einem Ventilsitz des Magnet- ventils zusammenwirkt und so den Kraftstoffabfluß aus dem Steuerdruckraum steuert.

Ein bekannter Nachteil derartiger Magnetventile besteht im sogenannten Ankerprellen. Beim Abschalten des Magneten wird der Anker und mit ihm das Steuerventilglied von der Schließ- feder des Magnetventils zum Ventilsitz hin beschleunigt, um einen Kraftstoffablaufkanal aus dem Steuerdruckraum zu ver- schließen. Der Aufprall des Steuerventilgliedes am Ventil- sitz hat ein nachteiliges Schwingen und/oder Prellen des Steuerventilgliedes am Ventilsitz zur Folge, wodurch die Steuerung des Einspritzvorgangs beeinträchtigt wird. Bei dem aus der DE 196 50 865 A1 bekannten Magnetventil ist deshalb der Anker zweiteilig mit einem Ankerbolzen und einer auf dem Ankerbolzen gleitverschiebbar gelagerten Ankerplatte ausge- führt, so daß sich die Ankerplatte beim Aufprall des Steuer- ventilgliedes auf den Ventilsitz gegen die Spannkraft einer Rückholfeder weiterbewegt. Die Rückholfeder befördert die Ankerplatte anschließend wieder in ihre definierte Ausgangs- position an einem an dem Ankerbolzen festgelegten Anschlag zurück. Damit wird erreicht, daß beim erneuten Einschalten des Elektromagneten die Ankerplatte aus einem immer glei- chen, definiert vorgegebenen Abstand angezogen wird.

Durch die zweiteilige Ausführung des Ankers mit Rückholfeder wird bei den bekannten Magnetventilen zwar die effektiv ab- gebremste Masse und damit die das Prellen verursachende ki- netische Energie des auf den Ventilsitz auftreffenden Ankers verringert, jedoch kann die durch die Federkraft der Rück- holfeder beaufschlagte Ankerplatte nach dem Schließen des Magnetventils auf dem Ankerbolzen in nachteiliger Weise nachschwingen. Während des Nachschwingvorgangs kann die An- kerplatte auf den am Ankerbolzen festgelegten Anschlag auf- treffen und das Magnetventil dadurch kurzzeitig öffnen. Die- ses kurze Öffnen führt zwar nicht zu einem signifikanten Druckabfall im Steuerdruckraum des Einspritzventils und da- mit zu einer unbeabsichtigten Einspritzung, jedoch darf wäh- rend dieser kurzen Phase nicht mit der Ansteuerung des E- lektromagneten für die nächste Einspritzung begonnen werden, da dies die Menge des in den Brennraum der Brennkraftmaschi- ne eingespritzten Kraftstoffs in nicht definierter Weise be- einflussen würde und starke Streuungen der Einspritzmenge zur Folge hätte. Eine Ansteuern des Magnetventils führt da- her erst dann wieder zuverlässig zu einer definierten Ein- spritzmenge, wenn die Ankerplatte nicht mehr nachschwingt.

Eine zeitliche Beschränkung des Nachschwingvorgangs ist ins- besondere zur Darstellung kurzer zeitlicher Abstände zwi- schen beispielsweise einer Vor-und einer Haupteinspritzung von großer Bedeutung. Bei den bekannten Magnetventilen wird aus diesem Grund ein ortsfester Überhubanschlag verwandt, welcher den maximalen Überhubweg begrenzt, um den sich die Ankerplatte nach Auftreffen des Steuerventilgliedes auf den Ventilsitz auf dem Ankerbolzen verschieben kann. Durch diese Maßnahme läßt sich das Nachschwingen der Ankerplatte verrin- gern, jedoch nicht abstellen.

Vorteile der Erfindung Es wurde gefunden, daß bei einem gänzlichen Verzicht auf die Rückholfeder bei einem Magnetventil mit zweiteiligem Anker sowohl ein nachteiliger Nachschwingvorgang der Ankerplatte vermieden werden kann als auch gleichzeitig bei einer erneu- ten Ansteuerung des Elektromagneten eine definierte Ein- spritzung erfolgt. Entgegen eines lange bestehenden Vorur- teils, ist die Rückholfeder nicht unbedingt erforderlich, um eine definierte Neueinspritzung zu gewährleisten. Da der Ü- berhubweg, um den sich die Ankerplatte nach einem Auftreffen des Steuerventilgliedes auf den Ventilsitz auf dem Ankerbol- zen verschieben kann, durch den Überhubanschlag auf einen kleinen Wert begrenzbar ist, kann auch ohne Rückholfeder ei- ne definierte Neueinspritzung erreicht werden. Zwar wird die Ankerplatte bei einem Verzicht auf die Rückholfeder nicht zu. dem am Ankerbolzen festgelegten Anschlag zurück befördert, jedoch wird die Ankerplatte beim Einschalten des Elektromag- neten so schnell angezogen, daß sie praktisch ohne erkennba- re Zeitverzögerung den am Ankerbolzen festgelegten Anschlag erreicht. Sodann wird die Ankerplatte und der Ankerbolzen mit Steuerventilglied zum Elektromagneten hin beschleunigt und das Magnetventil geöffnet. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, daß das durch den Nachschwingvorgang der Anker- platte bedingte unerwünschte Öffnen des Magnetventils unter- bleibt. Das Magnetventil kann daher jederzeit, nachdem die Ankerplatte ihren Überhubanschlag erreicht hat, wieder ange- steuert werden.

Zeichnungen Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung erläu- tert. Es zeigt Fig. 1 einen Ausschnitt aus dem oberen Teil eines aus dem Stand der Technik bekannten Kraftstoffeinspritzventils mit einem Magnetventil, Fig. 2 den Hubweg der Ankerplatte in Abhängigkeit von der Zeit für das bekannte Magnetventil, Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung des erfindungsgemäßen Magnetventil, Fig. 4 den Hubweg der Ankerplatte in Abhängigkeit von der Zeit für das erfindungsgemäße Magnetventil.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels Fig. 1 zeigt den oberen Teil eines aus dem Stand der Technik bekannten Kraftstoffeinspritzventils, welches zur Verwendung in einer Kraftstoffeinspritzanlage bestimmt ist, insbesondere eines Common-Rail-Systems für Dieselkraftstoff, welches mit einem Kraftstoffhochdruckspeicher ausgerüstet ist, der durch eine Hochdruckförderpumpe kontinuierlich mit Hochdruckkraft- stoff versorgt wird. Das bekannte Kraftstoffeinspritzventil weist ein Ventilgehäuse 4 mit einer Längsbohrung auf, in der ein Ventilkolben 6 angeordnet ist, der mit seinem einen in Fig. 1 nicht dargestellten Ende auf eine in einem Düsenkörper angeordnete Ventilnadel einwirkt. Die Ventilnadel ist in einem Druckraum angeordnet, der über eine Druckbohrung mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt ist. Bei einer Öff- nungshubbewegung des Ventilkolbens 6 wird die Ventilnadel durch den ständig an einer Druckschulter der Ventilnadel an- greifenden Kraftstoffhochdruck im Druckraum entgegen der Schließkraft einer Feder angehoben. Durch eine dann mit dem Druckraum verbundene Einspritzöffnung erfolgt die Einspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Durch Absenken des Ventilkolbens 6 wird die Ventilnadel in Schließ- richtung in den Ventilsitz des Einspritzventils gedrückt und der Einspritzvorgang beendet. Der Ventilkolben 6 wird an sei- nem von der Ventilnadel abgewandten Ende in einer Zylinderboh- rung geführt, die in einem Ventilstück 12 eingebracht ist, welches in das Ventilgehäuse 4 eingesetzt ist. In der Zylin- derbohrung schließt die Stirnseite des Ventilkolbens 6 einen Steuerdruckraum 14 ein, der über einen Zulaufkanal mit einem nicht dargestellten Kraftstoffhochdruckanschluß verbunden ist.

Der Zulaufkanal ist im wesentlichen dreiteilig ausgebildet.

Eine radial durch die Wand des Ventilstücks 12 führende Boh- rung, deren Innenwände auf einem Teil ihrer Länge eine Zulauf- drossel 15 ausbilden, ist mit einem das Ventilstück 12 um- fangsseitig umgebenden Ringraum 16 ständig verbunden, welcher Ringraum wiederum über in ständiger Verbindung mit dem Kraftstoffhochdruckanschluß steht. Über die Zulaufdrossel 15 ist der Steuerdruckraum 14 dem im Kraftstoffhochdruckspeicher herrschenden hohen Kraftstoffdruck ausgesetzt. Koaxial zum Ventilkolben 6 zweigt aus dem Steuerdruckraum 14 eine im Ven- tilstück 12 verlaufende Bohrung ab, die einen mit einer Ab- laufdrossel 18 versehenen Kraftstoffablaufkanal 17 bildet, der in einen Entlastungsraum 19 einmündet, der mit einem in Fig. 1 nicht dargestellten Kraftstoffniederdruckanschluß verbunden ist, welcher wiederum mit einem Kraftstoffrücklauf des Ein- spritzventils in Verbindung steht. Der Austritt des Kraft- stoffablaufkanals 17 aus dem Ventilstück 12 erfolgt im Bereich eines kegelförmig angesenkten Teiles 21 der außenliegenden Stirnseite des Ventilstückes 12. Das Ventilstück 12 ist zusam- men mit einer Einstellscheibe 38 und dem Flansch 32 eines Gleitstücks 34 fest über ein Schraubglied 23 in dem Ventilge- häuse 4 eingespannt.

In dem kegelförmigen Teil 21 ist ein Ventilsitz 24 ausgebil- det, mit dem ein Steuerventilglied 25 eines das Einspritz- ventil steuernden Magnetventils 30 zusammen wirkt. Das Steu- erventilglied 25 ist mit einem zweiteiligen Anker in Form eines Ankerbolzens 27 und einer Ankerplatte 28 gekoppelt, welcher Anker mit einem Elektromagneten 29 des Magnetventils 30 zusammenwirkt. Das Magnetventil 30 umfaßt weiterhin ein den Elektromagneten 29 bergendes Gehäuseteil 60, das mit dem Ventilgehäuse 4 über schraubbare Verbindungsmittel 7 fest verbunden ist. Bei dem bekannten Magnetventil ist die Anker- platte 28 unter Einwirkung ihrer trägen Masse gegen die Vor- spannkraft einer Rückholfeder 35 dynamisch verschiebbar auf dem Ankerbolzen 27 gelagert und wird durch diese Rückholfe- der im Ruhezustand gegen einen am Ankerbolzen festgelegten Anschlag 26 gedrückt, welcher in Form einer auf den Anker- bolzen aufgeschobenen Sichelscheibe ausgebildet ist. Mit ih- rem anderen Ende stützt sich die Rückholfeder 35 an dem Flansch 32 des Gleitstücks 34 ab, welches den Ankerbolzen 27 in einer Durchgangsöffnung führt. Der Ankerbolzen 27 und mit ihm die Ankerscheibe 28 und das mit dem Ankerbolzen 27 ge- koppelte Steuerventilglied 25 sind ständig durch eine sich gehäusefest abstützende Schließfeder 31 in Schließrichtung beaufschlagt, so daß das Steuerventilglied 25 normalerweise in Schließstellung am Ventilsitz 24 anliegt. Bei Erregung des Elektromagneten wird die Ankerplatte 28 und mit ihr der Ankerbolzen 27 vom Elektromagneten angezogen und dabei der Ablaufkanal 17 zum Entlastungsraum 19 hin geöffnet. Der An- kerbolzen 27 weist an dem von dem Elektromagneten 29 abge- wandten Ende eine Ringschulter 33 auf, die bei erregtem E- lektromagneten am Gleitstück 34 anschlägt und so den Öff- nungshub des Steuerventilgliedes 25 begrenzt. Zur Einstel- lung des Öffnungshubes dient die Einstellscheibe 38.

Das Öffnen und Schließen des Einspritzventils wird wie nach- folgend beschrieben von dem Magnetventil 30 gesteuert. Wie bereits dargestellt, wird der Ankerbolzen 27 ständig durch die Schließfeder 31 in Schließrichtung beaufschlagt, so daß das Steuerventilglied 25 bei nicht erregtem Elektromagneten in Schließstellung am Ventilsitz 24 anliegt und der Steuer- druckraum 14 zur Entlastungsseite 19 hin verschlossen ist, so daß sich dort über den Zulaufkanal sehr schnell der hohe Druck aufbaut, der auch im Kraftstoffhochdruckspeicher an- steht. Der Druck im Steuerdruckraum 14 erzeugt eine Schließ- kraft auf den Ventilkolben 6 und die damit in Verbindung stehende Ventilnadel, die größer ist als die andererseits in Öffnungsrichtung in Folge des anstehenden Hochdrucks wirken- den Kräfte. Wird der Steuerdruckraum 14 durch Öffnen des Magnetventils zur Entlastungsseite 19 hin geöffnet, baut sich der Druck in dem geringen Volumen des Steuerdruckraumes 14 sehr schnell ab, da dieser über die Zulaufdrossel 15 von der Hochdruckseite abgekoppelt ist. Infolgedessen überwiegt die auf die Ventilnadel in Öffnungsrichtung wirkende Kraft aus dem an der Ventilnadel anstehenden Kraftstoffhochdruck, so daß die Ventilnadel nach oben bewegt und dabei die we- nigstens eine Einspritzöffnung zur Einspritzung geöffnet wird. Schließt jedoch das Magnetventil 30 den Kraftstoffab- laufkanal 17, kann der Druck im Steuerdruckraum 14 durch den über den Zulaufkanal 15 nachfließenden Kraftstoff wieder aufgebaut werden, so daß die ursprüngliche Schließkraft an- steht und die Ventilnadel des Kraftstoffeinspritzventils schließt.

Beim Schließen des Magnetventils drückt die Schließfeder 31 den Ankerbolzen 27 mit dem Steuerventilglied 25 schlagartig gegen den Ventilsitz 24. Ein nachteiliges Abprellen oder Nachschwingen des Steuerventilgliedes entsteht dadurch, daß der Aufschlag des Ankerbolzen am Ventilsitz eine elastische Verformung desselben bewirkt, welche als Energiespeicher wirkt, wobei ein Teil der Energie wiederum auf das Steuer- ventilglied 25 übertragen wird, das dann zusammen mit dem Ankerbolzen vom Ventilsitz 24 abprellt. Das in Fig. 1 ge- zeigte bekannte Magnetventil verwendet daher einen zweitei- ligen Anker mit einer vom Ankerbolzen 27 abgekoppelten An- kerplatte 28. Auf diese Weise läßt sich die insgesamt auf den Ventilsitz 24 auftreffende Masse verringern, jedoch kann die Ankerplatte 28 in nachteiliger Weise nachschwingen. Aus diesem Grund ist bei dem bekannten Magnetventil ein Überhub- anschlag 37 vorgesehen, welcher durch einen der Ankerplatte zugewandten Endabschnitt eines als Führungshülse ausgebilde- ten Abschnitts des Gleitstücks 34 gebildet wird. Der Über- hubanschlag 37 beschränkt den maximalen Überhubweg, um den sich die Ankerplatte 28 nach dem Auftreffen des Steuerven- tilgliedes 25 auf den Ventilsitz 24 entlang des Ankerbolzens 27 ausgehend von dem am Ankerbolzen 27 festgelegten Anschlag 26 verschieben kann. Das Nachschwingen der Ankerplatte 28 wird durch den Überhubanschlag 37 reduziert und die Anker- platte 28 gelangt schneller wieder in ihre Ausgangslage an dem als Sichelscheibe ausgebildeten Anschlag 26 zurück.

In Fig. 2 ist der Hubverlauf der Ankerplatte in Abhängigkeit von der Zeit beim Öffnen des Magnetventils dargestellt. Beim Schließen des Magnetventils bewegt sich die Ankerplatte 28 in einem ersten Zeitintervall I zunächst mit dem Ankerbolzen 27 um den Weg hl von beispielsweise 38 Mikrometer, bis das Steuerventilglied bei h = 0 auf den Ventilsitz auftrifft.

Anschließend bewegt sich die Ankerplatte 28 in dem Zeitin- tervall I um den Überhubweg weiter bis sie bei einem maxima- len Überhubweg h2 von beispielsweise etwa 20 Mikrometer auf den Überhubanschlag 37 trifft und dort abgebremst wird. In dem nun folgenden Zeitintervall II wird die Ankerplatte durch die Rückholfeder 35 bis zur Sichelscheibe 26 zurück bewegt. In dem Zeitintervall III wird der Ankerbolzen und das Steuerventilglied durch die Ankerplatte vom Ventilsitz abgehoben. Das Magnetventil öffnet daher kurz. Beim Zurück- schwingen der Ankerplatte trifft das Steuerventilglied zu Beginn des Zeitintervalls IV wieder auf den Ventilsitz. Der Schwingungsvorgang der Ankerplatte führt dazu, daß mit einer erneuten Ansteuerung des Magnetventils im Zeitintervall III nicht begonnen werden darf, da das Magnetventil in diesem Zeitintervall kurz öffnet. Die Ansteuerung des Magnetventils durch Spannungsbeaufschlagung des Elektromagneten darf daher entweder nur vorher im Zeitintervall II oder später im Zeit- intervall IV erfolgen.

In Fig. 3 ist eine Ausschnitt aus einer Querschnittsdarstel- lung des erfindungsgemäßen Magnetventils dargestellt. Das er- findungsgemäße Magnetventil 30 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten bekannten Magnetventil dadurch, daß kei- ne Rückholfeder am Magnetventil vorgesehen ist. Beim Abschal- ten des Elektromagneten 29 wird der Anker mit Ankerplatte 28, Ankerbolzen 27 und Steuerventilgied 25 durch die Schließfeder 31 zum Ventilsitz 24 hin bewegt. Sobald das Steuerventilglied auf den Ventilsitz 24 trifft, bewegt sich die Ankerplatte 28 bedingt durch ihre träge Masse auf dem nun ortsfesten Anker- bolzen weiter. Diese Bewegung der Ankerplatte 28 unterliegt nur noch den Gesetzen von Trägheit, Schwerkraft, Reibung und der Hydrodynamik des Kraftstoffs und erfolgt frei von einer Beaufschlagung durch eine rückstellende elastische Feder- kraft. Die resultierende Bewegung der Ankerplatte 28 ist in Fig. 4 dargestellt. Wie bei dem bekannten Magnetventil in Fig. 2 dargestellt, bewegt sich die Ankerplatte 28 in dem Zeitintervall I zunächst mit dem Ankerbolzen um den Öffnungs- hubweg hl und anschließend nach Auftreffen des Steuerventil- gliedes auf den Ventilsitz bei ortsfestem Ankerbolzen um den Überhubweg h2 bis zum Überhubanschlag 37. Dort verharrt die Ankerplatte 28. Die sich an den Überhubanschlag 37 annähernde kreisringförmige Fläche 39 eines an der Ankerplatte 28 ausge- bildeten über den Ankerbolzen 27 geschobenen Stutzens 40 bil- det dabei zusammen mit dem Überhubanschlag 37 einen hydrauli- schen Dämpfungsraum, durch welchen der Aufprall der Anker- platte 28 auf den Überhubanschlag gedämpft wird. Wie in Fig.

4 zu erkennen ist, erfolgt im Zeitintervall II kein Nach- schwingen der Ankerplatte und kein weiteres Öffnen des Mag- netventils bei abgeschaltetem Elektromagneten. Daher kann das erfindungsgemäße Magnetventil jederzeit wieder angesteuert werden, sobald die Ankerplatte ihre Position am Überhuban- schlag erreicht hat.

Bei einer Spannungsbeaufschlagung des Elektromagneten beim Öffnen des Magnetventils wird die Ankerplatte 28 aufgrund der dann wirkenden Magnetkraft sehr schnell um den Weg h2 bis zu dem am Ankerbolzen festgelegten Anschlag 26 beför- dert. Die Zeitverzögerung bis die Ankerplatte den Anschlag 26 erreicht ist dabei zu vernachlässigen. Dies setzt voraus, daß der maximale Überhubweg h2 nicht zu groß ist. Der maxi- male Überhubweg, um den sich die Ankerplatte 28 nach einem Auftreffen des Steuerventilgliedes 25 auf den Ventilsitz 24 beim Schließen des Magnetventils entlang des Ankerbolzens 27 ausgehend von dem am Ankerbolzen festgelegten Anschlag 26 bis zu einem Aufprall auf den Überhubanschlag 37 verschieben kann, sollte daher kleiner als 100 Mikrometer und vorzugs- weise kleiner als 30 Mikrometer sein.