DE102013220511A1

DE102013220511A1 - Actuator arrangement for a solenoid valve and solenoid valve

Info

Publication number: DE102013220511A1
Application number: DE102013220511.2A
Authority: DE
Inventors: Matthias Bleeck; Bernd Gugel; Andreas Mühlbauer; Thomas Krüger; Bernd Wöllisch
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2014-11-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aktuatoranordnung (3) für ein Magnetventil (1), welche eine Hülse (5), einen in der Hülse (5) festgelegten Polkern (7) und eine Spule (9) aufweist, welche die Hülse (5) umgibt. Innerhalb der Hülse (5) ist ein Magnetanker (11) verschiebbar angeordnet, welcher bezüglich einer Längsachse (13) der Hülse (5) bei Anlegen einer Spannung an die Spule (9) axial verschiebbar ist. Dabei weist der Magnetanker (11) bezüglich einer Erstreckungsrichtung parallel zu der Längsachse (13) der Hülse (5) mindestens einen ersten Führungsbereich auf, in dem der Magnetanker (11) so ausgebildet ist, dass er an einer Innenfläche (15) der Hülse (5) berührend geführt ist und außerhalb des ersten Führungsbereichs im Vergleich zu einer maximalen radialen Erstreckung des ersten Führungsbereichs radial nach innen zurück versetzt ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Magnetventil (1), insbesondere ein Einlassventil einer Hochdruckpumpe.The invention relates to an actuator arrangement (3) for a solenoid valve (1) which has a sleeve (5), a pole core (7) fixed in the sleeve (5) and a coil (9) surrounding the sleeve (5). Within the sleeve (5), a magnet armature (11) is arranged displaceably, which with respect to a longitudinal axis (13) of the sleeve (5) upon application of a voltage to the coil (9) is axially displaceable. In this case, the armature (11) with respect to an extension direction parallel to the longitudinal axis (13) of the sleeve (5) at least a first guide portion in which the armature (11) is formed so that it on an inner surface (15) of the sleeve (15) 5) is guided in a contacting manner and is offset radially inwards outside the first guide region in comparison to a maximum radial extent of the first guide region. The invention further relates to a solenoid valve (1), in particular an inlet valve of a high-pressure pump.

Description

Die Erfindung betrifft eine Aktuatoranordnung für ein Magnetventil, welche eine Hülse, einen Polkern, eine Spule und einen Magnetanker aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Magnetventil mit einem Gehäuse und einer solchen Aktuatoranordnung. The invention relates to an actuator assembly for a solenoid valve, which has a sleeve, a pole core, a coil and a magnet armature. The invention further relates to a solenoid valve having a housing and such an actuator assembly.

Bei Magnetventilen entsteht durch eine Bewegung des Magnetankers eine Reibung zwischen dem Magnetanker und der Hülse beziehungsweise dem Polkern. Diese Reibung trägt bei zu einem Verschleiß wenigstens einer der beteiligten Komponenten, welcher sich negativ auf die Funktion des Magnetventils auswirkt. In solenoid valves caused by a movement of the armature friction between the armature and the sleeve or the pole core. This friction contributes to wear of at least one of the components involved, which has a negative effect on the function of the solenoid valve.

Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, eine Aktuatoranordnung für ein Magnetventil sowie ein Magnetventil zu schaffen, welche zuverlässig betrieben werden können. An object of the invention is to provide an actuator assembly for a solenoid valve and a solenoid valve, which can be operated reliably.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments and further developments are characterized in the subclaims.

Gemäß einem ersten Aspekt zeichnet sich die Erfindung durch eine Aktuatoranordnung für ein Magnetventil aus, welche eine Hülse und einen in der Hülse festgelegten Polkern aufweist. Die Aktuatoranordnung weist des Weiteren eine Spule auf, welche die Hülse umgibt. Innerhalb der Hülse ist ein Magnetanker verschiebbar angeordnet, welcher bezüglich einer Längsachse der Hülse bei Anlegen einer Spannung an die Spule axial verschiebbar ist, wobei der Magnetanker bezüglich einer Erstreckungsrichtung parallel zu der Längsachse der Hülse mindestens einen ersten Führungsbereich aufweist, in dem der Magnetanker so ausgebildet ist, dass er an einer Innenfläche der Hülse berührend geführt ist und außerhalb des ersten Führungsbereichs im Vergleich zu einer maximalen radialen Erstreckung des ersten Führungsbereichs radial nach innen zurückversetzt ist. According to a first aspect, the invention is characterized by an actuator arrangement for a solenoid valve which has a sleeve and a pole core fixed in the sleeve. The actuator assembly further includes a coil surrounding the sleeve. Within the sleeve, a magnet armature is slidably disposed, which is axially displaceable with respect to a longitudinal axis of the sleeve upon application of a voltage to the coil, wherein the armature with respect to an extension direction parallel to the longitudinal axis of the sleeve has at least a first guide region in which the armature is formed in that it is guided in contact with an inner surface of the sleeve and is set back radially inwards outside the first guide region in comparison with a maximum radial extent of the first guide region.

Die Aktuatoranordnung gemäß dem ersten Aspekt sieht vor, dass der Magnetanker lediglich in einem ersten Führungsbereich berührend an der Innenfläche der Hülse geführt ist. Dadurch wird vermieden, dass der Magnetanker in Erstreckungsrichtung parallel zu der Längsachse der Hülse im Wesentlichen vollständig oder großflächig berührend an der Innenfläche der Hülse anliegt. Durch ein vollständiges oder großflächiges Anliegen an der Innenfläche der Hülse würden insbesondere bei Bestromung der Spule hohe magnetische Radialkräfte zwischen dem Magnetanker und der Hülse auftreten, welche zu einer Verringerung einer Axialkraft parallel zu der Längsachse der Hülse, Reibeffekten und somit Verschleiß beitragen würden. Dadurch, dass der Magnetanker außerhalb des ersten Führungsbereichs im Vergleich zu einer maximalen radialen Erstreckung des ersten Führungsbereichs im Vergleich zu einer maximalen radialen Erstreckung des ersten Führungsbereichs radial nach innen zurückversetzt ist, liegt der Magnetanker außerhalb des ersten Führungsbereichs nicht an der Hülse an, wodurch die Radialkräfte verringert sind. Dadurch bildet sich ein Spalt zwischen der Innenfläche der Hülse und dem Magnetanker. Beispielsweise kann der Spalt umlaufend um den Magnetanker verlaufen. Mittels des ersten Führungsbereiches ist der Magnetanker innerhalb der Hülse mechanisch sicher geführt. Beispielsweise liegt eine vorteilhafte Breite des Spalts in einem Wertebereich von 5 bis 200 µm. In anderen Worten ausgedrückt ist der Magnetanker außerhalb des Führungsbereichs um einen Wert aus diesem Wertebereich radial nach innen versetzt im Vergleich zu einer maximalen radialen Erstreckung des ersten Führungsbereichs. The actuator arrangement according to the first aspect provides that the magnet armature is guided touching only on the inner surface of the sleeve in a first guide region. This avoids that the magnet armature in the direction of extension parallel to the longitudinal axis of the sleeve substantially completely or over a large area rests touching the inner surface of the sleeve. By a complete or large-scale concerns on the inner surface of the sleeve high magnetic radial forces between the armature and the sleeve would occur especially when energizing the coil, which would contribute to a reduction of an axial force parallel to the longitudinal axis of the sleeve, friction effects and thus wear. Since the magnet armature is recessed radially inward outside the first guide region in comparison with a maximum radial extent of the first guide region compared to a maximum radial extent of the first guide region, the magnet armature is not in contact with the sleeve outside the first guide region, as a result Radial forces are reduced. This creates a gap between the inner surface of the sleeve and the armature. For example, the gap can run circumferentially around the magnet armature. By means of the first guide region of the armature is guided mechanically safe within the sleeve. For example, an advantageous width of the gap lies in a value range of 5 to 200 μm. In other words, the magnet armature is displaced radially inwards out of the guide region by a value from this value range in comparison to a maximum radial extent of the first guide region.

Ein weiterer Vorteil ist, dass keine nichtmagnetischen Beschichtungen, beispielsweise Chrombeschichtungen, auf den Magnetanker aufgebracht werden müssen, um die Radialkräfte und/oder Reibeffekte zu verringern. Diese Beschichtungen müssten sehr genau aufgetragen werden, was mit einem hohen Aufwand und hohen Kosten für eine Herstellung dieser Bauteile einhergeht. Another advantage is that no non-magnetic coatings, such as chromium coatings, must be applied to the armature to reduce the radial forces and / or friction effects. These coatings would have to be applied very accurately, which is associated with a high cost and high cost of manufacturing these components.

Gemäß einer Ausgestaltung ist der erste Führungsbereich des Magnetankers als ein erster Steg ausgebildet, mittels welchem der Magnetanker an der Innenfläche der Hülse geführt ist. Dabei kann der erste Steg beispielsweise umlaufend ausgebildet sein, so dass der Magnetanker mechanisch besonders sicher in der Hülse bei einer Bewegung des Magnetankers geführt ist. Dabei ist es beispielsweise denkbar, dass der Steg bezüglich einer axialen Erstreckung parallel zu der Längsachse der Hülse auf Höhe der Spule angeordnet ist, so dass der Steg axial überlappend mit der Spule ist. According to one embodiment, the first guide region of the magnet armature is designed as a first web, by means of which the magnet armature is guided on the inner surface of the sleeve. In this case, the first web may for example be formed circumferentially, so that the magnet armature is guided mechanically particularly safe in the sleeve during a movement of the magnet armature. It is conceivable, for example, that the web is arranged with respect to an axial extent parallel to the longitudinal axis of the sleeve at the level of the coil, so that the web is axially overlapping with the coil.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der Magnetanker bezüglich der Erstreckungsrichtung parallel zu der Längsachse der Hülse einen zweiten Führungsbereich auf, in dem der Magnetanker so ausgebildet ist, dass er an der Innenfläche der Hülse berührend geführt ist. Dabei ist der zweite Führungsbereich im Wesentlichen analog zu dem ersten Führungsbereich ausgebildet. Mit Hilfe des zweiten Führungsbereiches ist es möglich, dass der Magnetanker sowohl mittels des ersten Führungsbereiches als auch mittels des zweiten Führungsbereiches an der Hülse berührend geführt ist. According to a further embodiment, the magnet armature with respect to the extension direction parallel to the longitudinal axis of the sleeve has a second guide region, in which the armature is formed so that it is guided on the inner surface of the sleeve touching. In this case, the second guide region is designed substantially analogously to the first guide region. With the aid of the second guide region, it is possible for the magnet armature to be guided in contact with the sleeve both by means of the first guide region and by means of the second guide region.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der zweite Führungsbereich des Magnetankers als ein zweiter Steg ausgebildet, mittels welchem der Magnetanker an der Innenfläche der Hülse geführt ist. Der zweite Steg ist im Wesentlich analog zu dem ersten Steg ausgebildet und bietet den Vorteil, dass der Magnetanker mehrere Auflagepunkte an der Hülse besitzt, so dass eine besonders stabile mechanische Führung des Magnetankers innerhalb der Hülse gewährleistet ist. According to a further embodiment, the second guide region of the magnet armature is formed as a second web, by means of which the Magnetic armature is guided on the inner surface of the sleeve. The second web is formed essentially analogously to the first web and has the advantage that the armature has a plurality of contact points on the sleeve, so that a particularly stable mechanical guidance of the magnet armature is ensured within the sleeve.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen dem Magnetanker und dem Polkern ein nicht magnetisierbares Trennelement angeordnet. Das Trennelement hat den Vorteil, dass der Magnetanker, welcher in der Regel ein ferromagnetisches Material aufweist, bei Bestromung der Spule nicht direkt auf den Polkern aufliegt. Dadurch werden Losbrechkräfte, beispielsweise durch Restmagnetismus in dem ferromagnetischen Material, reduziert. So kann die Lebensdauer und/oder Zuverlässigkeit positiv beeinflusst werden, da im Vergleich zu einer Anordnung, bei der der Magnetanker direkt auf dem Polkern aufliegt, ein Beitrag geleistet wird zu einem geringeren Verschleiß und einer geringeren Beschädigung des Magnetankers beziehungsweise des Polkerns. Des Weiteren kann so gegebenenfalls auf eine nichtmagnetische Beschichtung des Polkerns und/oder des Magnetankers im Bereich der jeweiligen Berührflächen vermieden werden. Wie bereits oben beschrieben, müssten derartige Beschichtungen genau aufgetragen werden. Somit können der Herstellungsaufwand und die entstehenden Kosten reduziert werden. According to a further embodiment, a non-magnetisable separating element is arranged between the magnet armature and the pole core. The separating element has the advantage that the magnet armature, which generally has a ferromagnetic material, does not rest directly on the pole core when the coil is energized. As a result, breakaway forces are reduced, for example by residual magnetism in the ferromagnetic material. Thus, the life and / or reliability can be positively influenced, since compared to an arrangement in which the magnet armature rests directly on the pole core, a contribution is made to a lower wear and less damage to the magnet armature or the pole core. Furthermore, it is thus possible, if appropriate, to avoid a nonmagnetic coating of the pole core and / or of the magnet armature in the region of the respective contact surfaces. As already described above, such coatings would have to be applied accurately. Thus, the manufacturing cost and the resulting costs can be reduced.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ein Außendurchmesser des Trennelements an einen Innendurchmesser der Hülse derart angepasst, dass das Trennelement an der Innenfläche der Hülse berührend geführt ist. Somit ist eine mechanisch stabile Führung des Trennelements innerhalb der Hülse ermöglicht. According to a further embodiment, an outer diameter of the separating element is adapted to an inner diameter of the sleeve such that the separating element is guided on the inner surface of the sleeve touching. Thus, a mechanically stable guidance of the separating element is made possible within the sleeve.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das Trennelement eine zentrale Aussparung auf. Eine derartige zentrale Aussparung ist in der Regel von Nöten, damit eine Feder beziehungsweise ein Federelement durch das Trennelement geführt werden kann, wobei das Federelement einerseits an dem Polkern und andererseits an dem Magnetanker festgelegt ist, um den Magnetanker und den Polkern in einem vordefinierten Abstand bei Nichtbestromung der Spule zu halten. According to a further embodiment, the separating element has a central recess. Such a central recess is usually required, so that a spring or a spring element can be guided by the separator, wherein the spring element is fixed on the one hand to the pole core and the other part of the armature to the armature and the pole core at a predefined distance Non-energization of the coil to hold.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die zentrale Aussparung bezogen auf ein Zentrum des Trennelements eine unterschiedliche radiale Erstreckung in Umfangsrichtung um das Zentrum auf. Dadurch wird eine Fläche, welche das Trennelement einnimmt, reduziert. Dies hat den Vorteil, dass sich weniger Fluid, beispielsweise Kraftstoff, zwischen dem Trennelement und dem Polkern beziehungsweise zwischen dem Trennelement und dem Magnetanker befinden kann, wodurch Adhäsionskräfte, insbesondere hydraulische Klebkräfte, zwischen dem Trennelement und dem Magnetanker beziehungsweise dem Polkern reduziert werden. According to a further embodiment, the central recess with respect to a center of the separating element on a different radial extent in the circumferential direction around the center. As a result, an area which occupies the separating element is reduced. This has the advantage that there may be less fluid, for example fuel, between the separating element and the pole core or between the separating element and the magnet armature, as a result of which adhesion forces, in particular hydraulic adhesive forces, between the separating element and the magnet armature or the pole core are reduced.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das Trennelement wenigstens eine randseitige Aussparung auf. Diese ermöglicht im Wesentlichen die vorstehenden Vorteile. According to a further embodiment, the separating element has at least one edge-side recess. This essentially allows the above advantages.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das Trennelement wenigstens ein Fixierelement auf, mittels welchem das Trennelement an dem Polkern oder dem Magnetanker festgelegt ist, so dass das Trennelement bezüglich der Längsachse der Hülse zentriert ist. Dadurch ist es möglich, auf einfache Art und Weise das Trennelement bezüglich der Längsachse entweder an dem Magnetanker oder dem Polkern zu zentrieren. Beispielsweise kann das Trennelement mehrere Fixierelemente aufweisen, welche als abgewinkelte Laschen ausgebildet sind und in eine zentrale Bohrung des Magnetankers oder des Polkerns eingreifen. According to a further embodiment, the separating element has at least one fixing element, by means of which the separating element is fixed to the pole core or the magnet armature, so that the separating element is centered with respect to the longitudinal axis of the sleeve. This makes it possible to center in a simple manner, the separating element with respect to the longitudinal axis either on the armature or the pole core. For example, the separating element may have a plurality of fixing elements, which are formed as angled tabs and engage in a central bore of the magnet armature or the pole core.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Trennelement eine flache Scheibe. According to a further embodiment, the separating element comprises a flat disc.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Magnetventil, insbesondere ein Einlassventil einer Hochdruckpumpe, offenbart. According to a second aspect of the invention, a solenoid valve, in particular an inlet valve of a high-pressure pump is disclosed.

Das Magnetventil ist innerhalb einer Gehäuseausnehmung eines Gehäuses der Hochdruckpumpe angeordnet und weist die Aktuatoranordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. The solenoid valve is disposed within a housing recess of a housing of the high-pressure pump and has the actuator assembly according to the first aspect of the invention.

Das Magnetventil gemäß dem zweiten Aspekt ermöglicht im Wesentlichen die vorgenannten Vorteile. The solenoid valve according to the second aspect substantially enables the aforementioned advantages.

Das Magnetventil ist insbesondere vorgesehen für einen Einsatz in einem Fahrzeug, insbesondere in einer Kraftstoffversorgung des Fahrzeugs. Dabei ist das Magnetventil beispielsweise dazu ausgebildet, insbesondere in einer Kraftstoffversorgung des Fahrzeugs. Dabei ist das Magnetventil beispielsweise dazu ausgebildet, einen Fluidfluss, insbesondere einen Kraftstofffluss, zu steuern. The solenoid valve is in particular provided for use in a vehicle, in particular in a fuel supply of the vehicle. In this case, the solenoid valve is configured, for example, in particular in a fuel supply of the vehicle. In this case, the magnetic valve is designed, for example, to control a fluid flow, in particular a fuel flow.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in der nachfolgenden, ausführlichen Beschreibung von Ausführungsbeispielen angegeben, welche unter Zuhilfenahme der angehängten Figuren beschrieben werden. In den Figuren zeigen: Further advantageous embodiments are given in the following detailed description of exemplary embodiments, which are described with the aid of the appended figures. In the figures show:

1 eine schematische Schnittdarstellung eines Magnetventils mit einer Aktuatoranordnung, 1 a schematic sectional view of a solenoid valve with an actuator assembly,

2 eine zweite schematische Schnittansicht eines Magnetventils mit einer Aktuatoranordnung, 2 a second schematic sectional view of a solenoid valve with an actuator assembly,

3 eine schematische Aufsicht eines ersten Trennelements, 3 a schematic plan view of a first separating element,

4 eine schematische Aufsicht eines zweiten Trennelements und 4 a schematic plan view of a second separating element and

5 eine perspektivische, schematische Ansicht eines dritten Trennelements. 5 a perspective, schematic view of a third separating element.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Elements of the same construction or function are identified across the figures with the same reference numerals.

Die 1 und 2 zeigen jeweils ein Magnetventil 1. Das Magnetventil 1 ist beispielsweise in einem Fahrzeug angeordnet, insbesondere in einer Hochdruckpumpe zur Kraftstoffversorgung des Fahrzeugs. Dabei ist das Magnetventil 1 in einer Gehäuseausnehmung eines Gehäuses der Hochdruckpumpe angeordnet. Das Magnetventil 1 ist dazu ausgebildet, einen Fluidfluss insbesondere einen Kraftstofffluss, zu steuern. Die Hochdruckpumpe kann beispielsweise als Radialkolbenpumpe ausgebildet sein. In einer solchen Hochdruckpumpe ist ein Pumpenkolben bewegbar gelagert. Der Pumpenkolben ist hydraulisch mit einem in dem Gehäuse der Hochdruckpumpe ausgebildeten Arbeitsraum zum Verdichten des Fluids beziehungsweise des Kraftstoffs hydraulisch gekoppelt. Damit der Arbeitsraum mit Fluid beziehungsweise Kraftstoff befüllt werden kann, weist die Hochdruckpumpe eine Fluidzuführleitung auf, welche über das Magnetventil 1 mit dem Arbeitsraum koppelbar ist. Dabei ist das Magnetventil 1 vorzugsweise als digitales Schaltventil ausgebildet. Das Magnetventil 1 steuert in einem offenen Zustand die Befüllung des Arbeitsraumes mit Fluid. In einem geschlossenen Zustand wird ein Zurückströmen des Fluids in die Fluidzuführleitung verhindert. The 1 and 2 each show a solenoid valve 1 , The solenoid valve 1 is arranged for example in a vehicle, in particular in a high-pressure pump for supplying fuel to the vehicle. Here is the solenoid valve 1 arranged in a housing recess of a housing of the high-pressure pump. The solenoid valve 1 is designed to control a fluid flow, in particular a fuel flow. The high pressure pump may be formed, for example, as a radial piston pump. In such a high-pressure pump, a pump piston is movably mounted. The pump piston is hydraulically coupled to a trained in the housing of the high-pressure pump working space for compressing the fluid or the fuel. So that the working space can be filled with fluid or fuel, the high pressure pump has a fluid supply line, which via the solenoid valve 1 can be coupled with the work space. Here is the solenoid valve 1 preferably designed as a digital switching valve. The solenoid valve 1 controls in an open state, the filling of the working space with fluid. In a closed state, backflow of the fluid into the fluid supply line is prevented.

Das Magnetventil 1 weist eine Aktuatoranordnung 3 auf. Die Aktuatoranordnung 3 weist eine Hülse 5 auf, welche aus einem magnetisierbarem Metallwerkstoff hergestellt ist. Die Aktuatoranordnung 3 weist des Weiteren einen Polkern 7, eine Spule 9 und einen Magnetanker 11 auf. Der Magnetanker 11 ist bezüglich einer Längsachse 13 der Hülse 5 verschiebbar angeordnet. Wird die Spule 9 bestromt, so wird eine Magnetkraft auf den Magnetanker 11 ausgeübt, welcher ein Verschieben beziehungsweise eine Bewegung des Magnetankers 11 bezüglich der Längsachse 13 der Hülse 5 bewirkt. The solenoid valve 1 has an actuator assembly 3 on. The actuator assembly 3 has a sleeve 5 on, which is made of a magnetizable metal material. The actuator assembly 3 also has a pole core 7 , a coil 9 and a magnet armature 11 on. The magnet armature 11 is with respect to a longitudinal axis 13 the sleeve 5 slidably arranged. Will the coil 9 energized, a magnetic force is applied to the armature 11 exercised, which is a displacement or movement of the armature 11 with respect to the longitudinal axis 13 the sleeve 5 causes.

Gemäß den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 ist die Aktuatoranordnung 3 in einem nichtbestromten Zustand der Spule 9 dargestellt. In dem nichtbestromten Zustand wird der Magnetanker 11 und der Polkern 7 durch ein Federelement 14, beispielsweise durch eine Spiralfeder, auseinandergehalten. Dabei ist das Federelement 14 in einer ersten Bohrung 16 des Polkerns 7 beziehungsweise einer zweiten Bohrung 18 des Magnetankers 11 angeordnet. Dabei stützt sich das Federelement 14 mit einem Ende in der ersten Bohrung 16 des Polkerns 7 ab und mit einem anderen Ende an einem Ankerelement 12, welches direkt mit dem Magnetanker 11 gekoppelt ist, beispielsweise durch Stoffschluss wie Verschweißen. Das Ankerelement 12 ist somit Teil des Magnetankers 11. According to the embodiments of the 1 and 2 is the actuator assembly 3 in a non-energized state of the coil 9 shown. In the de-energized state, the armature becomes 11 and the polkernel 7 by a spring element 14 , for example, by a coil spring, kept apart. Here is the spring element 14 in a first hole 16 of the pole core 7 or a second hole 18 of the magnet armature 11 arranged. In this case, the spring element is supported 14 with one end in the first hole 16 of the pole core 7 from and with another end to an anchor element 12 , which directly with the magnet armature 11 coupled, for example, by material bond such as welding. The anchor element 12 is thus part of the magnet armature 11 ,

Wird die Spule 9 mit Strom beaufschlagt, so bewegt sich der Magnetanker 11 in Pfeilrichtung 20 auf den Polkern 7 zu. Dabei bewegt sich der Magnetanker 11 erst, wenn eine Kräftebilanz aller einwirkenden Kräfte, unter anderem hervorgerufen durch einen Fluiddruck, der Federkraft und/oder der Magnetkraft des Federelements 14, eine resultierende Gesamtkraft ergibt, welche in Pfeilrichtung 20 wirkt. Die Bewegung des Magnetankers 11 entspricht einem sogenannten Ventilhub, bei welchem das Magnetventil 1 geschalten wird und einen Fluss des Fluides beziehungsweise Kraftstoffes durch das Magnetventil 1 in den Arbeitsraum ermöglicht. Will the coil 9 energized, so the armature moves 11 in the direction of the arrow 20 on the pole core 7 to. The armature moves 11 only when a balance of forces of all acting forces, inter alia caused by a fluid pressure, the spring force and / or the magnetic force of the spring element 14 , resulting in a resulting total force, which in the direction of arrow 20 acts. The movement of the magnet armature 11 corresponds to a so-called valve lift, in which the solenoid valve 1 is switched and a flow of the fluid or fuel through the solenoid valve 1 in the working space allows.

Damit der Magnetanker 11 in Erstreckungsrichtung parallel zu der Längsachse 13 nicht vollständig an einer Innenfläche 15 der Hülse 5 berührend anliegt, weist der Magnetanker 11 einen ersten Steg 19 auf, welcher auch als erster Führungsbereich des Magnetankers bezeichnet werden kann. Außerhalb des ersten Steges 19 beziehungsweise des ersten Führungsbereiches ist der Magnetanker 11 im Vergleich zu einer maximalen radialen Erstreckung des ersten Steges beziehungsweise ersten Führungsbereiches radial nach innen zurück versetzt. Dadurch bildet sich zwischen der Innenfläche 15 der Hülse 5 und dem Magnetanker 11 ein Spalt 17. So that the armature 11 in the extension direction parallel to the longitudinal axis 13 not completely on an inner surface 15 the sleeve 5 touches touching, points the armature 11 a first jetty 19 which can also be referred to as the first guide region of the magnet armature. Outside the first jetty 19 or the first guide region is the magnet armature 11 in comparison to a maximum radial extension of the first web or first guide region offset radially inward. This forms between the inner surface 15 the sleeve 5 and the armature 11 A gap 17 ,

Im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist der Spalt 17 jeweils umlaufend um den Magnetanker 11. Der Magnetanker 11 weist somit im Bereich des ersten Steges 19 beziehungsweise des ersten Führungsbereiches in einem geometrischen Querschnitt in Normalenrichtung zu der Längsachse 13 der Hülse 5 einen größeren Durchmesser auf als in dem Bereich außerhalb des ersten Steges 19. Durch diesen Spalt 17 sind die radialen Magnetkräfte verringert und bei einer Bewegung des Magnetankers 11 innerhalb der Hülse 5 kommt es lediglich zu einer Reibung zwischen der ersten Steg 19 und der Innenwand 15 der Hülse, so dass beispielsweise Reibeffekte und Verschleiß erheblich reduziert werden. Dadurch ist es beispielsweise möglich, auf eine nichtmagnetische Beschichtung des Magnetankers in Erstreckungsrichtung parallel zu der Längsachse 13 zu verzichten. Somit wird durch den ersten Steg 19 eine radiale magnetische Trennung durch eine radiale Zurückversetzung des Magnetankers 11 beziehungsweise dessen Ankeraußendurchmesser bewirkt. In the embodiment of 1 and 2 is the gap 17 in each case revolving around the magnet armature 11 , The magnet armature 11 thus points in the area of the first bridge 19 or the first guide region in a geometric cross-section in the normal direction to the longitudinal axis 13 the sleeve 5 a larger diameter than in the area outside the first ridge 19 , Through this gap 17 the radial magnetic forces are reduced and during a movement of the magnet armature 11 inside the sleeve 5 it only comes to a friction between the first web 19 and the inner wall 15 the sleeve, so that, for example, friction effects and wear are significantly reduced. This makes it possible, for example, to a non-magnetic coating of the armature in the extension direction parallel to the longitudinal axis 13 to renounce. Thus, through the first bridge 19 a radial magnetic separation by a radial retraction of the armature 11 or its armature outer diameter causes.

Das Magnetventil 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2 weist im Wesentlichen die Merkmale und Funktionen des Ausführungsbeispiels gemäß 1 auf, wobei zusätzlich ein zweiter Steg 21 an dem Magnetanker 11 vorgesehen ist. Der zweite Steg 21 kann auch als zweiter Führungsbereich bezeichnet werden. Dabei ist der zweite Steg 21 umlaufend und den Magnetanker 11. Der zweite Steg 21 weist im Wesentlichen die Funktionen und Vorteile des ersten Steges 19 auf. The solenoid valve 1 according to the embodiment of the 2 essentially has the features and functions of the embodiment according to 1 on, with additionally a second bridge 21 on the magnet armature 11 is provided. The second jetty 21 can also be referred to as a second management area. Here is the second bridge 21 revolving and the magnet armature 11 , The second jetty 21 essentially has the functions and advantages of the first bridge 19 on.

Durch das Vorsehen eines ersten Steges 19 und eines zweiten Steges 21 ist der Magnetanker 11 innerhalb der Hülse 5 mechanisch besonders sicher geführt. Insbesondere wird dadurch ein Verkippen des Magnetankers 11 bei einer Bewegung des Magnetankers 11 innerhalb der Hülse 5 verhindert. By providing a first bridge 19 and a second bridge 21 is the magnet armature 11 inside the sleeve 5 mechanically guided very safe. In particular, this is a tilting of the armature 11 during a movement of the magnet armature 11 inside the sleeve 5 prevented.

Um zu verhindern, dass das ferromagnetische Material des Magnetankers 11 bei Bestromung der Spule 9 direkt auf dem Polkern 7 aufliegt, wodurch beispielsweise durch Restmagnetismus in dem ferromagnetischen Material des Magnetankers 11 erhöhte Losbrechkräfte auftreten können, wird zwischen dem Polkern 7 und dem Magnetanker 11 ein Trennelement 23 gebracht, welches in verschiedenen Ausgestaltungen anhand der 3 bis 5 beschrieben wird. To prevent the ferromagnetic material of the magnet armature 11 when energizing the coil 9 directly on the pole core 7 rests, whereby, for example, by residual magnetism in the ferromagnetic material of the magnet armature 11 increased breakaway forces can occur between the pole core 7 and the armature 11 a separating element 23 brought in different embodiments based on the 3 to 5 is described.

3 zeigt dabei eine erste Ausführungsform des Trennelements 23. Das Trennelement 23 weist eine zentrale Aussparung 29 auf. Das Trennelement 23 ist aus einem nichtmagnetisierbaren Material, beispielsweise Chrom, hergestellt. Die zentrale Aussparung 29 weist bezogen auf ein Zentrum 24 eine unterschiedliche radiale Erstreckung in Umfangsrichtung um das Zentrum 24 auf. Dadurch kann das Federelement 14 durch das Trennelement 23 geführt werden. Das Trennelement 23 gemäß 3 ist als flache Scheibe ausgestaltet. Das Trennelement 23 besitzt einen Außendurchmesser 25, welcher an einen Innendurchmesser 27 der Hülse 5 derart angepasst ist, dass das Trennelement 23 an der Innenfläche 15 der Hülse 5 berührend geführt ist. Dadurch wird vermieden, dass das Trennelement 23 bei einer Bewegung des Magnetankers 11 verkantet. Zudem wird eine negative Geräuschentwicklung vermieden. 3 shows a first embodiment of the separating element 23 , The separating element 23 has a central recess 29 on. The separating element 23 is made of a non-magnetizable material, such as chromium. The central recess 29 refers to a center 24 a different radial extent in the circumferential direction about the center 24 on. This allows the spring element 14 through the separating element 23 be guided. The separating element 23 according to 3 is designed as a flat disc. The separating element 23 has an outer diameter 25 , which at an inner diameter 27 the sleeve 5 adapted so that the separating element 23 on the inner surface 15 the sleeve 5 is touching. This will avoid the separator 23 during a movement of the magnet armature 11 canted. In addition, a negative noise is avoided.

Das Trennelement 23 bewirkt, dass zwischen dem Polkern 7 und dem Magnetanker 11 die Magnetkräfte reduziert werden. Insbesondere werden magnetische Losbrechkräfte beim Wegbewegen des Magnetankers 11 von dem Polkern 7 verringert. Zusätzlich wird ein Aufeinanderprallen oder -treffen des Magnetankers 11 auf den Polkern 7 verhindert, was wiederum einen Verschleiß reduziert. Des Weiteren ist es nicht notwendig, eine nichtmagnetische Beschichtung, wie beispielsweise eine Chrombeschichtung, auf den Magnetanker 11 und/oder auf den Polkern 7 aufzubringen. The separating element 23 causes that between the pole core 7 and the armature 11 the magnetic forces are reduced. In particular, magnetic breakaway forces are due to moving away of the armature 11 from the pole core 7 reduced. In addition, a collision or impact of the armature 11 on the pole core 7 prevented, which in turn reduces wear. Furthermore, it is not necessary to apply a non-magnetic coating, such as a chrome coating, to the armature 11 and / or on the pole core 7 applied.

Das Trennelement 23 benötigt einerseits eine große Fläche, um die auftretenden Kräfte bei Bewegung des Magnetankers 11 auf den Polkern 7 aufzunehmen. Andererseits bewirkt eine große Fläche ein hydraulisches Kleben des Trennelements 23 an dem Magentanker 11 beziehungsweise dem Polkern 7, wenn sich Fluide, beispielsweise Kraftstoff, zwischen dem Magnetanker 11 und dem Polkern 7 befinden. Dies wiederum hat zur Folge, dass die Fläche, welche das Trennelement 23 im Querschnitt einnimmt, so gering wie möglich zu halten ist, um dennoch die auftretenden Kräfte bei Bewegung des Magnetankers 11 aufnehmen zu können. The separating element 23 On the one hand requires a large area to the forces occurring during movement of the armature 11 on the pole core 7 take. On the other hand, a large area causes a hydraulic bonding of the separating element 23 at the magenta tanker 11 or the pole core 7 When fluids, such as fuel, between the armature 11 and the pole core 7 are located. This in turn has the consequence that the area which the separating element 23 assumes in cross-section, is to be kept as low as possible, yet the forces occurring during movement of the armature 11 to be able to record.

In 4 ist ein weiteres Trennelement 23 dargestellt, welches im Wesentlichen die vorgenannten Vorteile und Funktionen aufweist. Das Trennelement 23 weist wiederum eine zentrale Aussparung 29 auf, welche jedoch im Vergleich zu dem Trennelement 23 der 3 im Wesentlichen eine gleiche radiale Erstreckung um das Zentrum 24 in Umfangsrichtung aufweist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 4 weist das Trennelement 23 mehrere randseitige Aussparungen 31 auf. Durch die randseitigen Aussparungen 31 wird die Querschnittsfläche des Trennelements 23 weiter reduziert, sodass dem hydraulischen Kleben entgegengewirkt wird. Das Trennelement 23 weist wiederum einen Außendurchmesser 25 auf, welcher an den Innendurchmesser 27 der Hülse 5 angepasst ist und somit über diesen Außendurchmesser 25 geführt ist. In 4 is another separator 23 illustrated, which has substantially the aforementioned advantages and functions. The separating element 23 again has a central recess 29 which, however, compared to the separator 23 of the 3 essentially an equal radial extent around the center 24 in the circumferential direction. According to the embodiment of the 4 has the separator 23 several marginal recesses 31 on. Through the edge-side recesses 31 becomes the cross-sectional area of the separator 23 further reduced, so that the hydraulic bonding is counteracted. The separating element 23 again has an outer diameter 25 on which to the inner diameter 27 the sleeve 5 is adjusted and thus about this outer diameter 25 is guided.

In 5 ist ein weiteres Trennelement 23 dargestellt, welches im Wesentlichen die vorgenannten Vorteile und Funktionen aufweist. Das Trennelement 23 weist wiederum randseitige Aussparungen 31, eine zentrale Aussparung 29 und einen Außendurchmesser 25 auf. Dabei ist jedoch der Außendurchmesser 25 geringer als der Innendurchmesser 27 der Hülse. Damit das Trennelement 23 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 5 bezüglich der Längsachse 13 der Hülse 5 zentriert ist, weist das Trennelement 23 mehrere Fixierelemente 33 auf, welche als abgewinkelte Laschen ausgestaltet sind. Über die Fixierelemente 33 ist das Trennelement entweder in der ersten Bohrung 16 des Polkerns 7 oder der zweiten Bohrung 18 des Magnetankers 11 geführt, wobei die Fixierelemente 33 in die Bohrungen 16 und 18 eingreifen. Dabei sind die Fixierelemente 33 bezogen auf einen radialen Abstand von dem Zentrum 24 derart ausgebildet, dass die Fixierelemente 33 an einen Durchmesser der jeweiligen Bohrung 16 oder 18 des Polkerns 7 beziehungsweise des Magnetankers 11 angepasst sind. Dadurch ist das Trennelement 23 mechanisch sicher und zentriert an dem Magnetanker 11 beziehungsweise dem Polkern 7 geführt. In 5 is another separator 23 illustrated, which has substantially the aforementioned advantages and functions. The separating element 23 again has edge-side recesses 31 , a central recess 29 and an outside diameter 25 on. However, this is the outer diameter 25 less than the inside diameter 27 the sleeve. So that the separating element 23 according to the embodiment of the 5 with respect to the longitudinal axis 13 the sleeve 5 centered, the separator has 23 several fixing elements 33 on, which are designed as angled tabs. About the fixing elements 33 the separator is either in the first hole 16 of the pole core 7 or the second hole 18 of the magnet armature 11 guided, with the fixing elements 33 into the holes 16 and 18 intervention. Here are the fixing elements 33 relative to a radial distance from the center 24 formed such that the fixing elements 33 to a diameter of the respective bore 16 or 18 of the pole core 7 or of the magnet armature 11 are adjusted. This is the separator 23 mechanically safe and centered on the armature 11 or the pole core 7 guided.

Der Vorteil der dargestellten Ausführungsbeispiele liegt darin, dass bei dem Magnetventil 1 der 1 und 2 bei Verwendung ferromagnetischer Hülsen 5 sowohl die radiale als auch die axiale Beschichtung des Magnetankers 11 beziehungsweise die axiale Beschichtung des Polkerns 7 entfallen kann. Zusätzlich ist es möglich, die Dicke des Trennelements 23 unabhängig von einer Dicke des Spaltes 17 beziehungsweise der radialen Zurückversetzung des Magnetankers 11 nach innen zu gestalten. The advantage of the illustrated embodiments is that in the solenoid valve 1 of the 1 and 2 when using ferromagnetic sleeves 5 both the radial and the axial coating of the armature 11 or the axial coating of the pole core 7 can be omitted. In addition, it is possible to change the thickness of the separating element 23 regardless of a thickness of the gap 17 or the radial retraction of the armature 11 to shape inside.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist es möglich, die Merkmale beziehungsweise Funktionen der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander zu kombinieren. The invention is not limited to the specified embodiments. In particular, it is possible to combine the features or functions of the various embodiments with each other.

Claims

Actuator arrangement ( 3 ) for a solenoid valve ( 1 ), - a sleeve ( 5 ); - one in the sleeve ( 5 ) Polkern ( 7 ); - a coil ( 9 ), which the sleeve ( 5 ) surrounds; - one within the sleeve ( 5 ) arranged magnetically displaceable armature ( 11 ), which with respect to a longitudinal axis ( 13 ) of the sleeve ( 5 ) upon application of a voltage to the coil ( 9 ) is axially displaceable, wherein the magnet armature ( 11 ) with respect to an extension direction parallel to the longitudinal axis ( 13 ) of the sleeve ( 5 ) has at least one first guide region in which the magnet armature ( 11 ) is formed so that it on an inner surface ( 15 ) of the sleeve ( 5 ) is guided in a touching manner and is set back radially inwards outside the first guide region in comparison with a maximum radial extent of the first guide region.

Actuator arrangement ( 3 ) according to claim 1, wherein the first guide region of the magnet armature ( 11 ) as a first bridge ( 19 ) is formed, by means of which the armature ( 11 ) on the inner surface ( 15 ) of the sleeve ( 5 ) is guided.

Actuator arrangement ( 3 ) according to claim 1 or 2, wherein the magnet armature ( 11 ) with respect to the direction of extension parallel to the longitudinal axis ( 13 ) of the sleeve ( 5 ) has a second guide region in which the magnet armature ( 11 ) is formed so that it on the inner surface ( 15 ) of the sleeve ( 5 ) is touching.

Actuator arrangement ( 3 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the second guide region of the magnet armature ( 11 ) as a second bridge ( 19 ) is formed, by means of which the armature ( 11 ) on the inner surface ( 15 ) of the sleeve ( 5 ) is guided.

Actuator arrangement ( 3 ) according to one of claims 1 to 4, wherein between the magnet armature ( 11 ) and the pole core ( 7 ) a non-magnetisable separating element ( 23 ) is arranged.

Actuator arrangement ( 3 ) according to claim 5, wherein an outer diameter ( 25 ) of the separating element ( 23 ) to an inner diameter ( 27 ) of the sleeve ( 5 ) is adapted such that the separating element ( 23 ) on the inner surface ( 15 ) of the sleeve ( 5 ) is touching.

Actuator arrangement ( 3 ) according to claim 5 or 6, wherein the separating element ( 23 ) a central recess ( 29 ) having.

Actuator arrangement ( 3 ) according to claim 7, wherein the central recess ( 29 ) relative to a center ( 24 ) of the separating element ( 23 ) a different radial extent in the circumferential direction around the center ( 24 ) having.

Actuator arrangement ( 3 ) according to one of claims 5 to 8, wherein the separating element ( 23 ) at least one edge-side recess ( 31 ) having.

Actuator arrangement ( 3 ) according to one of claims 5 to 9, wherein the separating element ( 23 ) at least one fixing element ( 33 ), by means of which the separating element ( 23 ) on the pole core ( 7 ) or the magnet armature ( 9 ), so that the separating element ( 23 ) with respect to the longitudinal axis ( 13 ) of the sleeve ( 5 ) is centered.

Actuator arrangement ( 3 ) according to one of claims 5 to 10, wherein the separating element ( 23 ) comprises a flat disc.

Magnetic valve ( 1 ), in particular an inlet valve of a high-pressure pump, which is arranged within a housing recess of a housing of the high-pressure pump and an actuator arrangement (US Pat. 3 ) according to one of claims 1 to 11.