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Stand der Technik
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DE 196 50 865 A1 bezieht
sich auf ein Magnetventil zur Steuerung des Kraftstoffdruckes in
einem Steuerraum eines Einspritzventiles, welches so z. B. für
einen Kraftstoffinjektor verwendet wird, der an einem Hochdruckspeichereinspritzsystem
(Common-Rail) eingesetzt wird. Über den Kraftstoffdruck im
Steuerraum wird eine Hubbewegung eines Ventilkolbens gesteuert,
mit dem eine Einspritzöffnung des Einspritzventiles geöffnet
oder geschlossen wird. Das Magnetventil umfasst einen Elektromagneten, einen
beweglichen Anker und ein mit dem Anker bewegtes und von einer Ventilschließfeder
in Schließrichtung beaufschlagtes Ventilglied, welches
mit dem Ventilsitz des Magnetventiles zusammenwirkt und so den Kraftstoffabfluss
aus dem Steuerraum steuert.
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Bei
Magnetgruppen von Magnetventilen, die zur Betätigung von
Kraftstoffinjektoren eingesetzt werden, werden Restluftspaltscheiben
eingesetzt. Die Restluftspaltscheiben werden in der Regel aus einem
amagnetischen Material gefertigt und weisen eine Dicke in der Größenordnung
von etwa 0,1 mm auf. Durch die Restluftspaltscheiben wird ein verbleibender
Restluftspalt zwischen der Stirnseite des Magnetkerns, in den die
Magnetspule eingebettet ist und einer Planseite eines als Anker
dienenden Bauteils, so z. B. einer Ankerplatte, eingestellt. Die
Dicke der Restluftspaltscheibe bestimmt somit die Dicke des im Öffnungszustand
der Ankerbaugruppe und damit des Ventilgliedes verbleibenden Restluftspaltes
zwischen einer Stirnseite des Magnetkernes und der Planseite des
Ankers, so z. B. der Ankerplatte, um ein magnetisches oder hydraulisches
Kleben des Ankers bzw. der Ankerplatte an der Magnetgruppe zu verhindern.
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Bisher
eingesetzte, in der Regel aus amagnetischem Material gefertigte
Restluftspaltscheiben sind so konfiguriert, dass diese bei einer
Dicke, die in der Größenordnung von 0,1 mm liegt,
einen möglichst großen Strömungsquerschnitt
freigeben, über welchen aus einem Steuerraum des Kraftstoffinjektors
beim Öffnen abgesteuerte Steuermenge möglichst
ohne Behinderungen einem niederdruckseitigen Rücklauf zuströmen
kann. Dieses Erfordernis führt zu einem relativ großen
freibleibenden, nicht von Material verschlossenen Strömungsquerschnitt in
der Restluftspaltscheibe. Die bisher eingesetzten, in 1 beispielhaft
dargestellten Restluftspaltscheiben erfüllen dieses Erfordernis,
haben jedoch Nachteile in der Handhabung. Auf Grund von kaum verbleibenden
geschlossenen Vollflächen, sind diese Restluftspaltscheiben
durch Handhabungsgeräte wie z. B. Sauggreifer schwierig
zu ergreifen, da an diesen Handhabungsgeräten eingesetzte
Sauggreifer, die mit Unterdruck beaufschlagt werden, fast immer durchbrochene
Bereiche der Restluftspaltscheibe ergreifen, über welche
die Wirkung des Unterdruckes aufgehoben wird. Des Weiteren weisen
die bisher eingesetzten Restluftspaltscheiben aus amagnetischem
Material in der Regel einen durch Ausnehmungen, die in regelmäßigen
Winkelabständen voneinander am Umfang der Restluftspaltscheibe
eingebracht sind, unterbrochenen Außenumfang auf. Dies erleichtert
die Möglichkeit des Verkeilens einzelner Restluftspaltscheiben,
die nach einem erfolgten Verkeilen nur mit größerem
manuellen Aufwand wieder auseinander gebracht werden können,
was einen höchst unbefriedigenden Zustand darstellt. Des
Weiteren sind die bisher eingesetzten, mehrere voneinander in Umfangsrichtung
beabstandete Ausnehmungen aufweisenden Restluftspaltscheiben auf Grund
der verbleibenden Strömungsquerschnitte relativ instabil
und daher anfällig für Verformungen, die sich
beim Montagevorgang einstellen können; ferner weisen die
bisher eingesetzten, große Strömungsquerschnittsflächen
freigebende Restluftspaltscheiben eine relativ große Unebenheit
auf.
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Offenbarung der Erfindung
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Der
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung
folgend wird eine Restluftspaltscheibe, aus amagnetischem Material
gefertigt, vorgeschlagen, die einen im Wesentlichen geschlossenen
Außenumfang aufweist bei einem relativ großen
Strömquerschnitt. In einer bevorzugten Ausführungsvariante der
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Restluftspaltscheibe
wird diese so ausgelegt, dass sie drei im Wesentlichen nierenförmig
konfigurierte Ausnehmungen aufweist, die durch drei, z. B. in einer 120°-Teilung
verlaufende Verbindungsstege voneinander getrennt werden. Des Weiteren
wird die erfindungsgemäß vorgeschlagene Restluftspaltscheibe so
gestaltet, dass diese einen im Wesentlichen geschlossenen, Außenumfang
aufweist, wobei ein größtmöglicher Ablaufquerschnitt
im Zentrum der Restluftspaltscheibe entsteht, um ein Abströmen
der aus dem Steuerraum abgesteuerten Leckagemenge zu ermöglichen.
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Die
erfindungsgemäß vorgeschlagene Außenkontur,
d. h. der als im Wesentlichen ununterbrochener Außenumfang
gestaltete Umfang verhindert ein Verkeilen einzelner Restluftspaltscheiben
bei deren Handhabung. Des Weiteren wird durch die verbleibenden
flächigen Abschnitte, die sich im Wesentlichen zwischen
nierenförmig konfigurierten Ausnehmungen erstrecken, die
erfindungsgemäß vorgeschlagene Restluftspaltscheibe
von Vakuumgreifern oder anderen mit Unterdruck betriebenen Handhabungseinrichtungen,
sehr einfach und zuverlässig ergriffen, wobei ein Nachgreifen
nicht erforderlich ist. Somit ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Restluftspaltscheibe für solche Handhabungsgeräte
verliersicherer handhabbar als die aus dem Stand der Technik bekannte
in 1 dargestellte Restluftspaltscheibe.
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Im
Vergleich zu der in 1 dargestellten, aus dem Stand
der Technik bekannten Restluftspaltscheibe, wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Gestaltung der Restluftspaltscheibe aus einem amagnetischen Material
und den in dieser verbleibenden relativ großflächigen
Flächenbereichen eine größere Ebenheit
erreicht. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Restluftspaltscheibe
ist gegenüber der aus dem Stand der Technik gemäß 1 beschaffenen
Restluftspaltscheibe auf Grund der verbliebenen Flächenbereiche
wesentlich verformungsresistenter, wesentlich steifer und wesentlich einfacher
zu handhaben. Des Weiteren ist die Formgebung der nierenförmigen
Ausnehmungen so beschaffen, dass ein Verkeilen, d. h. ein Ineinanderschieben
einzelner Zungen, wie z. B. an der aus dem Stand der Technik bekannten,
in 1 dargestellten Restluftspaltscheibe ausgebildet,
nunmehr ausgeschlossen ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Anhand
der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
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Es
zeigt:
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1 eine
Draufsicht auf eine aus dem Stand der Technik bekannte Restluftspaltscheibe
und
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2 die
Draufsicht auf eine erfindungsgemäß vorgeschlagene
Restluftspaltscheibe.
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Ausführungsformen
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In
der Darstellung gemäß 1 ist eine
aus dem Stand der Technik bekannte Restluftspaltscheibe in der Draufsicht
dargestellt, die aus einem amagnetischen Material gefertigt ist.
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Eine
in 1 dargestellte Restluftspaltscheibe 10 weist
einen im Wesentlichen durch äußere Ausnehmungen 14.1 bis 14.5 unterbrochenen
Umfang 12 auf. Mit Bezugszeichen 16 ist ein innerer Durchmesser
der äußeren Ausnehmungen 14.1 bis 14.5 bezeichnet,
während durch Bezugszeichen 18 ein Außendurchmesser
bezeichnet ist, welcher innenliegende Ausnehmungen 24.1 bis 24.5 in
radialer Richtung begrenzt. Darüber hinaus weist die in
der Darstellung gemäß 1 wiedergegebene
Restluftspaltscheibe 10 einen Außenschlitz 20 sowie
einen innenliegenden Schlitz 22 auf.
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Wie 1 des
Weiteren entnommen werden kann, sind entlang des unterbrochenen
Umfangs 12 die äußeren Ausnehmungen 14.1 bis 14.5 in
einer Winkelteilung von 72° in Bezug aufeinander angeordnet.
Die durch die äußeren Ausnehmungen 14.1 bis 14.5 im
unterbrochenen Umfang 12 jeweils voneinander geteilten
Segmente weisen jeweils eine innenliegende Ausnehmung 24.1 bis 24.5 auf.
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Auf
Grund der innenliegenden Ausnehmungen sowie der zahlreichen Ecken
und Kanten der in 1 dargestellten Restluftspaltscheibe 10 ist
der verbleibende Flächenbereich aus vollflächigem
Material gering. Dies begünstigt einerseits das Gewicht der
Restluftspaltscheibe und stellt in Bezug auf die innenliegenden
Ausnehmungen 24.1 bis 24.5 einen großen
Strömungsquerschnitt sicher, impliziert jedoch die Handhabung
der in 1 dargestellten, aus dem Stand der Technik bekannten
Restluftspaltscheibe 10. Dies findet seine Ursache darin,
dass auf Grund des unterbrochenen Umfangs 12 sowie der
innenliegend ausgebildeten Ausnehmungen 24.1 bis 24.5 relativ
geringe vollflächige Flächenbereiche im Material
der Restluftspaltscheibe 10 gemäß der
Darstellung in 1 verbleiben. Handhabungsgeräte, wie
z. B. Sauggreifer, vermögen diese nur schwer und insbesondere
wenig verliersicher aufzunehmen, so dass die Handhabung der in der
Darstellung gemäß 1 dargestellten
Restluftspaltscheibe mühsam ist.
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Auf
Grund zahlreichen Ecken und Kanten neigt die in der Darstellung
gemäß 1 dargestellte Restluftspaltscheibe 10 zum
Verkeilen mit anderen Restluftspaltscheiben 10, was die
Handhabung derselben weiter verkompliziert. Auf Grund der Anordnung
der z. B. ebenfalls in einer 72°-Teilung zueinander angeordneten
inneren Ausnehmungen 24.1 bis 24.5 relativ zueinander,
weist die in 1 dargestellte Restluftspaltscheibe 10 eine
begrenzte Ebenheit auf; ferner ist sie äußerst
anfällig gegen bei der Montage auftretende Verformungen.
Dies ist jedoch bei einem einen Restluftspalt von nur 0,1 mm an
einer Magnetgruppe eines Kraftstoffinjektors einstellenden Bauteil
schon als kritisch einzustufen, da ein verbleibender Restluftspalt
genauestens einzuhalten ist, um Streuungen hinsichtlich des Hubes
und der damit verbundenen Einspritzmenge von Magnetventilen zur
Betätigung von Kraftstoffinjektoren über deren Lebenszeit
reproduzierbar zu halten.
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Der
Darstellung gemäß 2 ist eine
Draufsicht auf die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Restluftspaltscheibe zu entnehmen, die ebenfalls aus amagnetischem
Material gefertigt ist.
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Im
Unterschied zur in 1 dargestellten, aus dem Stand
der Technik bekannten Restluftspaltscheibe 10, weist die
erfindungsgemäß vorgeschlagene Restluftspaltscheibe 10 gemäß der
Darstellung in 2 einen im Wesentlichen geschlossenen
Außenumfang 30 auf. Die in 2 in der
Draufsicht dargestellte Restluftspaltscheibe 10 wird ebenfalls
aus einem amagnetischen Material gefertigt und weist in der Regel
eine Dicke in der Größenordnung von 0,1 mm auf.
Durch die Dicke der in 2 dargestellten, erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Restluftspaltscheibe 10 wird ein verbleibender Restluftspalt
zwischen einer Planseite eines Ankers bzw. einer Ankerplatte einer
Ankerbaugruppe auf der dieser zuweisenden Stirnseite einer Magnetgruppe,
insbesondere eines Magnetkerns mit darin eingebetteter Magnetspule,
definiert.
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Über
den an einer Magnetgruppe eingestellten Restluftspalt wird verhindert,
dass der Anker, insbesondere die Ankerplatte mit der Ankerpolfläche,
an der Stirnseite des Magnetkerns hydraulisch oder magnetisch klebt.
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Wie
der Draufsicht gemäß 2 des Weiteren
entnommen werden kann, weist die Fläche der Restluftspaltscheibe 10 nierenförmig
konfigurierte Ausnehmungen 40 auf. Die nierenförmig
konfigurierten Ausnehmungen 40 sind in der Darstellung
gemäß 2 in einer Teilung 54 von
z. B. 120° in der Fläche der Restluftspaltscheibe 10 aus
amagnetischem Material angeordnet. An Stelle der in 2 dargestellten drei
in einer Teilung 54 von 120° angeordneten nierenförmig
konfigurierten Ausnehmungen 40, können in der
Fläche der Restluftspaltscheibe 10 auch zwei oder
vier oder eine davon verschiedene Anzahl von nierenförmig
konfigurierten Ausnehmungen 40 ausgebildet sein. Die in 2 dargestellte
Ausführungsform stellt einen ausreichenden Strömungsquerschnitt
für aus einem Steuerraum gesteuerten Kraftstoff, d. h.
Steuermenge in einen niederdruckseitig vorgesehenen Rücklaufbereich
dar. Wie 2 des Weiteren zeigt, ist eine
maximale Außenkontur 42 der nierenförmig
konfigurierten Ausnehmungen 40 durch einen ersten Durchmesser 44 begrenzt.
Ein zweiter, gedachter Durchmesser 46 ist so bemessen, dass
sich an der Innenseite der nierenförmig konfigurierten
Ausnehmungen 40 ein möglichst großer
Strömungsquerschnitt einstellt, über den aus dem
Steuerraum bei Betätigung des Ventilgliedes abgesteuerter,
unter Systemdruck stehender Kraftstoff in den niederdruckseitigen
Rücklauf möglichst ohne Strömungshindernisse
abzuströmen vermag.
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Der
Darstellung gemäß 2 ist entnehmbar,
dass die im Material der Restluftspaltscheibenfläche ausgebildeten
nierenförmig konfigurierten Ausnehmungen 40 durch
einzelne Ver bindungsstege 32 bzw. 34 und 36 voneinander
getrennt sind. Die ebenfalls in einer 120°-Teilung konfigurierten
Verbindungsstege 32, 34 bzw. 36 laufen
in geschlossene Flächenbereiche 48 im Material
der Restluftspaltscheibe 10 aus.
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Im
Gegensatz zu der aus dem Stand der Technik bekannten Restluftspaltscheibe
wird durch die im Material der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Restluftspaltscheibe 10 verbleibenden vollflächigen,
geschlossenen Flächenbereiche 48 eine größere
Steifigkeit der Restluftspaltscheibe gegen Deformationen erreicht.
Des Weiteren kann durch die in die geschlossenen Flächenbereiche 48 auslaufenden
Verbindungsstege 32, 34 und 36 erreicht
werden, dass die erfindungsgemäß vorgeschlagene Restluftspaltscheibe 10 insgesamt
gesehen eine größere Ebenheit im Vergleich zu
der in 1 dargestellten, relativ fein zisilierten Restluftspaltscheibe 10 aufweist.
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Die
Verbindungsstege 32, 34, 36 laufen in die
geschlossenen Flächenbereiche 48 der Restluftspaltscheibe 10 aus.
Diese wiederum bieten hervorragende Angriffsflächen bzw.
Greifflächen für vakuumbetriebene Handhabungsautomaten
wie z. B. Vakuumgreifer. Die Saugnäpfe dieser Greifer vermögen
die erfindungsgemäß vorgeschlagene Restluftspaltscheibe 10 genau
in den Bereichen zu ergreifen, die zwischen den nierenförmig
konfigurierten Ausnehmungen 40 liegen, d. h. in den geschlossen ausgebildeten
Flächenbereichen 48 in radialer Fortsetzung der
Verbindungsstege 32, 34 bzw. 36.
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Wie
der Darstellung gemäß 2 weiter
entnommen werden kann, weist die dort dargestellte Restluftspaltscheibe
ebenfalls im Bereich eines Innenrings einen Schlitz 38 auf,
der einen Innenring 50 unterbricht.
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Die
Form der nierenförmig konfigurierten Ausnehmungen 40 ist
so gewählt, dass sich in Bezug auf einen Niederdruckbereich
bzw. einen Niederdruckraum im Kopfbereich des Kraftstoffinjektors,
der durch ein Magnetventil angesteuert wird, ein größtmöglicher
Ablaufquerschnitt in den niederdruckseitigen Rücklauf einstellt.
Dies stellt das Ablaufen abgesteuerter Steuermenge in den niederrückseitigen Rücklauf
des Kraftstoffeinspritzsystems sicher. Die in sich geschlossene
Geometrie, wozu der im Wesentlichen geschlossen ausgebildete Umfang 30 und
die verbleibenden geschlossenen Flächenbereiche 48 der
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Restluftspaltscheibe 10 beitragen,
ermöglichen ein besseres Aufnehmen derselben durch Handhabungswerkzeuge,
die im Rahmen der Serienmontage von Kraftstoffinjektoren bzw. Magnetventilbaugruppen eingesetzt
werden. Des Weiteren kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Formgebung und insbesondere durch die im Wesentlichen geschlossene
Umfangskontur 30 ein Verkeilen einer Anzahl von Restluftspaltscheiben
bei der Bevorratung vermieden werden.
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Der
Darstellung gemäß 2 ist zu
entnehmen, dass die dort dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Restluftspaltscheibe 10 drei in einer Teilung 54 von
je 120° angeordnete, nierenförmig konfigurierte
Ausnehmungen 40 aufweist. An Stelle der in 2 dargestellten
Ausführungsform der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Restluftspaltscheibe 10 könnte auch eine größere
oder geringere Anzahl von Ausnehmungen 40 im Material der
Restluftspaltscheibe 10 ausgebildet sein. Die Restluftspaltscheibe 10 wird
bevorzugt aus einem amagnetischen Material gefertigt. Wie der Darstellung
gemäß 2 des Weiteren entnommen werden
kann, folgen in Umfangsrichtung die Ausnehmungen 40 und
die geschlossenen Flächenbereiche 48 in alternierender
Reihenfolge. Die geschlossen ausgebildeten Flächenbereiche 48 gestatten
in vorteilhafter Weise ein Angreifen eines einen Unterdruck applizierenden
Handhabungsgerätes wie z. B. eines Vakuumgreifers.
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Die
geschlossen ausgebildeten Flächenbereiche 48 gehen über
die Verbindungsstege 32, 34 bzw. 36 in
einen im Wesentlichen geschlossen verlaufenden Innenring 50 über.
Dieser Innenring kann – wie in 2 angedeutet – durch
eine Schlitzung 38 unterbrochen sein. Die Schlitzung 38 des
Innenrings 50 findet ihr Pendant in der ansonsten im Wesentlichen
geschlossen ausgebildeten Außenfläche 30 der Restluftspaltscheibe.
Wie aus der Darstellung gemäß 2 des
Weiteren hervorgeht, gehen die Verbindungsstege 32, 34, 36,
die ebenfalls in einer Teilung 54 von je 120° angeordnet
sind, jeweils in einen geschlossenen Flächenbereich 48 der
Restluftspaltscheibe 10 über. Ein Abströmquerschnitt,
vergleiche Position 52 in der Darstellung gemäß 2,
wird durch die Gesamtheit der Ausnehmungen 40 definiert.
Die Ausnehmungen 40 stellen einen Abströmquerschnitt 52 dar
und umfassen mehr als 50% der Fläche der Restluftspaltscheibe 10.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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