DE102009055154A1

DE102009055154A1 - Magnetic separation for solenoid valve

Info

Publication number: DE102009055154A1
Application number: DE200910055154
Authority: DE
Inventors: Georg 71701 Kurz; Sebastian 71636 Jansen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2011-06-30
Also published as: EP2339596B1; EP2339596A1

Abstract

Es wird ein Magnetventil vorgeschlagen, insbesondere ein Brennstoffeinspritzventil, mit einer Hülse, mit einer in radialer Richtung innerhalb der Hülse angeordneten und verschiebbar geführten Ventilnadel, mit einer in radialer Richtung außerhalb der Hülse angeordneten Magnetspule, mit einem in radialer Richtung innerhalb der Hülse angeordneten Magnetkern, mit einem in radialer Richtung innerhalb der Hülse dem Magnetkern axial gegenüberliegend angeordneten Magnetanker, wobei der Magnetanker an der Ventilnadel angeordnet ist, wobei die Hülse in einem zwischen dem Magnetanker und der Magnetspule angeordneten Dünnwandbereich eine geringe Wandstärke aufweist, wobei der Dünnwandbereich ein Verstärkungselement zur Aufnahme von Radialkräften aufweist.A solenoid valve is proposed, in particular a fuel injection valve, with a sleeve, with a valve needle arranged in the radial direction inside the sleeve and displaceably guided, with a magnetic coil arranged in the radial direction outside the sleeve, with a magnetic core arranged in the radial direction inside the sleeve, with a magnet armature arranged axially opposite the magnet core in the radial direction inside the sleeve, the magnet armature being arranged on the valve needle, the sleeve having a small wall thickness in a thin-walled area between the magnet armature and the magnet coil, the thin-walled area having a reinforcing element for receiving Has radial forces.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Magnetventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw., von einem Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The invention relates to a solenoid valve according to the preamble of claim 1 or, of a method for producing a solenoid valve according to the preamble of claim 8.

Bei elektromagnetisch betätigbaren Magnetaktoren zur Betätigung von Magnetventilen, insbesondere von Einspritzventilen, ist es oft zweckmäßig, eine zur Erzeugung eines Magnetfelds verwendete Magnetspule außerhalb eines von einem Fluid, insbesondere von einem Kraftstoff, durchflossenen Bereichs anzuordnen. Dies erleichtert die Montage und verhindert z. B. eine Beschädigung der Lackschicht des Spulendrahtes durch Kraftstoffeinwirkung. Um eine solche trockene Spulenanordnung zu realisieren, kommen metallische Hülsen zum Einsatz, die den kraftstoffgefüllten Ventilinnenraum zur Spule hin abdichten. Um dem Kraftstoffdruck standzuhalten (z. B. über 200 bar Innendruck), muss die Hülse eine ausreichende Wandstärke aufweisen. Gleichzeitig ist sicherzustellen, dass der magnetische Fluss von der Außenseite der Hülse möglichst verlustfrei zu den im Inneren angeordneten Magnetkreiskomponenten (Anker bzw. Magnetanker und Innenpol bzw. Magnetkern) gelangen kann. Dies erfordert eine weichmagnetische Hülse mit möglichst hoher Permeabilität, also guter magnetischer Leitfähigkeit. Eine durchgehende weichmagnetische Hülse hat jedoch den Nachteil, dass ein Teil des magnetischen Flusses nicht wie gewünscht Innenpol und Anker des Magnetkreises und den dazwischen angeordneten Luftspalt durchsetzt, sondern in der Hülse verbleibt. Der Magnetkreis wird somit durch die Hülse kurzgeschlossen, was zu einer deutlichen Reduzierung der erzielbaren Magnetkraft und der Dynamik des Kraftauf- und -abbaus führt.In electromagnetically actuated magnetic actuators for actuating solenoid valves, in particular of injection valves, it is often expedient to arrange a magnetic coil used for generating a magnetic field outside a region through which a fluid, in particular a fuel, flows. This facilitates assembly and prevents z. B. damage to the paint layer of the coil wire by fuel. In order to realize such a dry coil arrangement, metallic sleeves are used, which seal the fuel-filled valve interior to the coil. To withstand the fuel pressure (eg over 200 bar internal pressure), the sleeve must have sufficient wall thickness. At the same time, it must be ensured that the magnetic flux from the outside of the sleeve can reach the magnetic circuit components (armature or magnet armature and inner pole or magnetic core) arranged inside as little loss as possible. This requires a soft magnetic sleeve with the highest possible permeability, so good magnetic conductivity. However, a continuous soft magnetic sleeve has the disadvantage that a portion of the magnetic flux does not pass through as desired inner pole and armature of the magnetic circuit and the air gap arranged therebetween, but remains in the sleeve. The magnetic circuit is thus short-circuited by the sleeve, which leads to a significant reduction in the achievable magnetic force and the dynamics of the power and degradation.

Zur Verhinderung des Kurzschlusses des Magnetkreises werden Hülsen verwendet, die im Bereich des Ankerluftspalts, d. h. im Bereich zwischen Magnetanker und Innenpol, keine oder nur eine geringe magnetische Leitfähigkeit und in den Zonen des radialen Magnetflusses eine möglichst gute magnetische Leitfähigkeit besitzen. Eine solche „magnetische Trennung” lässt sich u. a. durch einen mehrteiligen Aufbau der Hülse erreichen, indem ein Zwischenstück aus nichtmagnetischem Werkstoff zwischen zwei weichmagnetischen Hülsenteilen angeordnet wird. Die Verbindung der Elemente erfolgt durch unterschiedliche Verfahren wie Schweißen (vgl. z. B. Druckschriften DE 10 2006 014 020 A1 und DE 102 35 644 A1 ) oder Löten (Druckschrift DE 43 10 719 A1 ). Auch das Einklemmen eines mit flexiblem Dichtmaterial beschichteten nichtmagnetischen Zwischenstücks (Druckschrift DE 40 29 278 A1 ) oder die Gefügebeeinflussung durch lokale thermische Behandlung der Hülse (Druckschrift DE 10 2006 055 010 A1 ) sind als Lösungsansätze bekannt. Ferner lässt sich der magnetische Widerstand der Hülse im Bereich des Ankerluftspalts erhöhen, indem ihre Wandstärke in dieser Zone verringert wird.To prevent the short circuit of the magnetic circuit sleeves are used, which have in the region of the armature air gap, ie in the region between armature and inner pole, no or only a small magnetic conductivity and in the zones of radial magnetic flux as good as possible magnetic conductivity. Such a "magnetic separation" can be achieved inter alia by a multi-part construction of the sleeve by an intermediate piece of non-magnetic material between two soft magnetic sleeve parts is arranged. The connection of the elements takes place by different methods such as welding (cf., for example, pamphlets DE 10 2006 014 020 A1 and DE 102 35 644 A1 ) or soldering (pamphlet DE 43 10 719 A1 ). Also, the clamping of a coated with flexible sealing material non-magnetic intermediate piece (pamphlet DE 40 29 278 A1 ) or the structural influence by local thermal treatment of the sleeve (publication DE 10 2006 055 010 A1 ) are known as solutions. Furthermore, the magnetic resistance of the sleeve in the region of the armature air gap can be increased by reducing its wall thickness in this zone.

Die beschriebenen Verfahren weisen unterschiedliche Nachteile auf. Im Fall einer mehrteiligen Hülse ist der hohe Aufwand für das Fügen der Teile, die Überprüfung der Dichtheit und die erforderliche Nachbearbeitung z. B. aufgrund thermischen Verzugs als ungünstig anzusehen. Das Verfahren der lokalen thermischen Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften erlaubt keine vollständige Aufhebung der Magnetisierbarkeit des Werkstoffes, führt zu einer unscharfen Trennung aufgrund der Wärmeeinflusszone und bewirkt u. U. ebenfalls einen Verzug der Hülse. Auch die aus fertigungstechnischer Sicht einfachste Lösung einer Wandstärkenreduzierung der Hülse ist aus funktionaler Sicht ein eher ungünstiger Kompromiss, da aus Festigkeitsgründen eine relativ große Restwandstärke erforderlich ist. Dies begrenzt die Wirksamkeit der magnetischen Trennung und somit die Leistungsfähigkeit des Magnetventils maßgeblich.The described methods have different disadvantages. In the case of a multi-part sleeve, the high cost of joining the parts, checking the tightness and the required post-processing z. B. due to thermal distortion considered unfavorable. The method of local thermal influence of the magnetic properties does not allow complete abolition of the magnetizability of the material, leads to a blurred separation due to the heat affected zone and causes u. U. also a delay of the sleeve. The simplest solution from the production point of view of reducing the wall thickness of the sleeve is, from a functional point of view, a rather unfavorable compromise since, for reasons of strength, a relatively large residual wall thickness is required. This significantly limits the effectiveness of the magnetic separation and thus the performance of the solenoid valve.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine kostengünstig realisierbare magnetische Trennung mit hoher Wirksamkeit für einen Magnetkreis zur Betätigung von Ventilen bereitzustellen.The object of the present invention is to provide a low-cost realizable magnetic separation with high efficiency for a magnetic circuit for actuating valves.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Magnetventil und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils gemäß den nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass durch die geringe Wandstärke der Hülse im Dünnwandbereich eine optimale magnetische Trennwirkung erzielt wird, da sich die verbleibende Querschnittsfläche bereits bei vergleichsweise kleinen magnetischen Fluss im Zustand der magnetischen Sättigung befindet. Weiterhin vorteilhaft ist, dass die Wandstärke vergleichsweise dünn gewählt werden kann, da die Wandstärke lediglich die Funktion der Abdichtung übernimmt und nicht die aus dem Innendruck resultierenden Umfangs- und Axialkräfte übertragen muss. Weiterhin vorteilhaft ist, dass eine zuverlässige Abdichtung sichergestellt ist, da die Hülse aus einem durchgehenden Bauteil besteht. Weiterhin vorteilhaft ist, dass das erfindungsgemäße Magnelventil auch bei Anwendungen mit sehr hohem Innendruck eingesetzt werden kann, da das Verstärkungselement eine hohe Zugfestigkeit und eine hohe Steifigkeit aufweist. Weiterhin vorteilhaft ist, dass sich das erfindungsgemäße Magnetventil vergleichsweise kostengünstig realisieren lässt. Da die Hülse einteilig ist, sind keine aufwändigen Handhabungs-, Füge- und Justierprozesse erforderlich. Außerdem entfällt eine Dichtheitsprüfung. Weiterhin vorteilhaft ist, dass die Geometrie der magnetischen Trennung eindeutig definiert und scharf begrenzt ist. Weiterhin vorteilhaft ist, dass kein Verschweißen notwendig ist und dadurch kein thermischer Verzug auftritt, sodass auf eine Nachbearbeitung verzichtet werden kann. Bevorzugt ist die Hülse aus einem weichmagnetischen Material gefertigt, weiter bevorzugt ist die Hülse aus einem ferromagnetischen Material gefertigt.The magnetic valve according to the invention and the inventive method for producing a solenoid valve according to the independent claims have the advantage over the prior art that is achieved by the small wall thickness of the sleeve in the thin wall region optimum magnetic separation effect, since the remaining cross-sectional area even at relatively small magnetic River is in the state of magnetic saturation. It is also advantageous that the wall thickness can be selected to be comparatively thin, since the wall thickness only takes over the function of the seal and does not have to transmit the circumferential and axial forces resulting from the internal pressure. It is also advantageous that a reliable seal is ensured because the sleeve consists of a continuous component. It is furthermore advantageous that the inventive Magnel valve can also be used in applications with very high internal pressure, since the reinforcing element has a high tensile strength and a high rigidity. It is furthermore advantageous that the solenoid valve according to the invention can be realized comparatively inexpensively. Since the sleeve is in one piece, no complex handling, joining and adjustment processes are required. Furthermore eliminates a leak test. It is also advantageous that the geometry of the magnetic separation is clearly defined and sharply defined. It is also advantageous that no welding is necessary and thus no thermal distortion occurs, so that can be dispensed with a post. Preferably, the sleeve is made of a soft magnetic material, more preferably, the sleeve is made of a ferromagnetic material.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.Advantageous embodiments and modifications of the invention are the dependent claims, as well as the description with reference to the drawings.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Dünnwandbereich eine Ringnut umfasst. Durch die Realisierung des Dünnwandbereiches als Ringnut ist vorteilhaft eine einfache und kostengünstige Herstellung des Magnetventils möglich.According to a preferred embodiment, it is provided that the thin-wall region comprises an annular groove. By realizing the thin-wall region as an annular groove, a simple and cost-effective production of the solenoid valve is advantageously possible.

Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Verstärkungselement ein Fasermaterial umfasst. Durch die Verwendung des Fasermaterials ist es auf einfache und kostengünstige Art und Weise vorteilhaft möglich, eine hohe Festigkeit insbesondere gegenüber der Druckbelastung in Radialrichtung im Dünnwandbereich der Hülse zu erreichen. Bevorzugt ist es, dass die Hülse im Dünnwandbereich von hochfesten Fasern umwickelt ist. Dadurch wird vorteilhaft eine vergleichsweise hohe Festigkeit erreicht. Weiter bevorzugt ist es, dass das Verstärkungselement ein Kohlenstofffasermaterial oder ein Glasfasermaterial oder ein Aramidfasermaterial umfasst. Dadurch ist es auf einfache und kostengünstige Art und Weise vorteilhaft möglich, mit bekannten Fasermaterialien eine hohe Festigkeit des Dünnwandbereichs zu erreichen.According to another preferred embodiment, it is provided that the reinforcing element comprises a fiber material. By using the fiber material, it is advantageously possible in a simple and cost-effective manner to achieve high strength, in particular with respect to the pressure load in the radial direction in the thin-wall region of the sleeve. It is preferred that the sleeve is wrapped in the thin wall area of high-strength fibers. As a result, a comparatively high strength is advantageously achieved. It is further preferred that the reinforcing element comprises a carbon fiber material or a glass fiber material or an aramid fiber material. This makes it possible in a simple and cost-effective manner advantageously to achieve high strength of the thin-wall region with known fiber materials.

Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Fasermaterial in einem Fixiermaterial angeordnet ist. Durch die Anordnung in einem Fixiermaterial ist es auf einfache Art und Weise vorteilhaft möglich, dass ein Verschieben der Fasern aufgrund der auftretenden Axial- und Radialkräfte während des Betriebes des Magnetventils verhindert werden kann.According to another preferred embodiment, it is provided that the fiber material is arranged in a fixing material. The arrangement in a fixing material, it is advantageously possible in a simple manner that a displacement of the fibers due to the axial and radial forces occurring during operation of the solenoid valve can be prevented.

Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Fixiermaterial ein Kunststoffmaterial, bevorzugt ein Kunstharzmaterial, umfasst. Durch die Anordnung in einem Kunststoff- bzw. Kunstharzmaterial ist es auf einfache Art und Weise vorteilhaft möglich, mit bekannten Matrixmaterialien die Fixierung der Fasern gegenüber unerwünschtem Verschieben zu realisieren.According to another preferred embodiment, it is provided that the fixing material comprises a plastic material, preferably a synthetic resin material. The arrangement in a plastic or synthetic resin material, it is advantageously possible in a simple manner to realize with known matrix materials, the fixation of the fibers against unwanted displacement.

Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Dünnwandbereich eine Wandstärke von maximal etwa 0,2 mm, bevorzugt maximal etwa 0,1 mm aufweist. Durch diese vergleichsweise geringe Wandstärke ist vorteilhaft eine optimale magnetische Trennung und dadurch eine Verhinderung. des magnetischen Kurzschlusses möglich.According to another preferred embodiment, it is provided that the thin-wall region has a wall thickness of at most approximately 0.2 mm, preferably at most approximately 0.1 mm. By this comparatively small wall thickness is advantageous optimum magnetic separation and thus prevention. Magnetic short circuit possible.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils. Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren ist es auf einfache Art und Weise vorteilhaft möglich, dass ein Magnetventil mit einer optimalen magnetischen Trennung hergestellt wird.Another object of the present invention is a method for producing a solenoid valve. By means of this method according to the invention, it is advantageously possible in a simple manner to produce a magnetic valve with optimum magnetic separation.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zur Herstellung des Dünnwandbereichs eine Ringnut in die Hülse eingebracht wird. Durch die Fertigung der Ringnut ist auf einfache Art und Weise ein Magnetventil mit den Vorteilen des erfindungsgemäßen Magnetventils herstellbar. Die Ringnut wird bevorzugt durch ein Drehverfahren eingebracht. Alternativ sind auch andere Herstellungsverfahren der Ringnut möglich.According to a preferred embodiment, it is provided that an annular groove is introduced into the sleeve for the production of the thin-wall region. By manufacturing the annular groove is a solenoid valve with the advantages of the solenoid valve according to the invention can be produced in a simple manner. The annular groove is preferably introduced by a turning process. Alternatively, other manufacturing methods of the annular groove are possible.

Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Dünnwandbereich zur Aufnahme der Radialkräfte mit einem Fasermaterial verstärkt wird. Durch die Verstärkung mit Fasermaterial ist auf einfache Art und Weise eine optimale Druckfestigkeit des Dünnwandbereichs erreichbar. Bevorzugt wird der Dünnwandbereich mit einer Kohlenstofffaser oder einer Glasfaser oder einer Aramidfaser umwickelt.According to another preferred development, it is provided that the thin-wall region for receiving the radial forces is reinforced with a fiber material. Due to the reinforcement with fiber material an optimal compression strength of the thin wall region can be achieved in a simple manner. Preferably, the thin wall region is wrapped with a carbon fiber or a glass fiber or an aramid fiber.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the present invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigenShow it

1 schematisch einen Teil eines Magnetventils gemäß einer ersten Ausführungsform des vorliegenden erfindungsgemäßen Magnelventils, 1 2 schematically shows part of a solenoid valve according to a first embodiment of the present invention Magnelventils,

2 schematisch einen Teil eines Magnetventils gemäß einer zweiten Ausführungsform des vorliegenden erfindungsgemäßen Magnetventils, 2 schematically a part of a solenoid valve according to a second embodiment of the present invention solenoid valve,

3 schematisch einen Teil eines Magnetventils gemäß einer dritten Ausführungsform des vorliegenden erfindungsgemäßen Magnetventils, 3 FIG. 2 schematically shows a part of a solenoid valve according to a third embodiment of the present inventive solenoid valve, FIG.

4a, 4b, 4c, 4d schematisch eine Abfolge von Verfahrensschritten zur Herstellung einer Hülse gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und 4a . 4b . 4c . 4d schematically a sequence of method steps for producing a sleeve according to a first embodiment of the method according to the invention and

5a, 5b, 5c schematisch eine Abfolge von Verfahrensschritten zur Herstellung einer Hülse gemäß einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 5a . 5b . 5c schematically a sequence of method steps for producing a sleeve according to a second embodiment of the method according to the invention.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.In the various figures, the same parts are always provided with the same reference numerals and are therefore usually named or mentioned only once in each case.

1 zeigt schematisch einen Teil eines Magnetventils 113 gemäß einer ersten Ausführungsform des vorliegenden erfindungsgemäßen Magnetventils 113. Das Magnetventil 113 ist insbesondere ein Einspritzventil für flüssigen Kraftstoff (Ventilnadel und Rückstellfeder sind nicht dargestellt). Das Magnetventil ist rotationssymmetrisch bezüglich der Achse 112 aufgebaut. Ein weichmagnetischer, d. h. aus einem ferromagnetischen Material gefertigter, Anker 106 (im Folgenden auch Magnetanker 106 genannt) ist axial verschiebbar gelagert und wird bei eingeschalteter Spule 103 (im Folgenden auch Magnetspule 103 genannt) durch die resultierende Magnetkraft von einem weichmagnetischen Innenpol 111 (im Folgenden auch Magnetkern 111 genannt) angezogen. Für eine große Magnetkraft ist anzustreben, dass der magnetische Fluss möglichst vollständig den Ankerluftspalt 107 durchsetzt. Hierzu ist eine Ventilhülse 105 (im Folgenden auch Hülse 105 genannt) im Bereich des Ankerluftspalts 107 mit einer Ringnut 110 (im Folgenden auch Nut 110 genannt) versehen. Diese bewirkt aufgrund der geringen Restwandstärke 109 eine Reduzierung des Querschnitts, so dass der magnetische Fluss fast vollständig im Ankerluftspalt 107 und nicht ungenutzt in der Hülse 105 verläuft. 1 schematically shows a part of a solenoid valve 113 according to a first embodiment of the present invention solenoid valve 113 , The solenoid valve 113 is in particular a fuel injection valve for liquid fuel (valve needle and return spring are not shown). The solenoid valve is rotationally symmetric with respect to the axis 112 built up. A soft magnetic, ie made of a ferromagnetic material, anchor 106 (hereinafter also magnet armature 106 called) is mounted axially displaceable and is switched on the coil 103 (hereinafter also solenoid coil 103 called) by the resulting magnetic force of a soft magnetic inner pole 111 (hereinafter also magnetic core 111 called) attracted. For a large magnetic force is desirable that the magnetic flux as completely as possible the armature air gap 107 interspersed. For this purpose, a valve sleeve 105 (hereinafter also sleeve 105 called) in the region of the armature air gap 107 with an annular groove 110 (hereinafter also groove 110 called) provided. This causes due to the low residual wall thickness 109 a reduction of the cross section, so that the magnetic flux almost completely in the armature air gap 107 and not wasted in the sleeve 105 runs.

Die Ventilhülse 105 besteht aus einem weichmagnetischen Werkstoff, um den magnetischen Fluss möglichst verlustfrei radial vom Innenpol 111 zu einem Magnettopf 102 zu leiten. Die Ventilhülse 105 hat ferner die Aufgabe, den Innenraum gegen die Umgebung abzudichten. Der Kraftstoffdruck im inneren der Hülse 105 ist dabei in der Regel deutlich größer als der Umgebungsdruck, so dass die Hülse 105 druckbeaufschlagt ist und hohe Radialkräfte aufnehmen muss. Zur Verstärkung der Hülse 105, wird die Hülse 105 in diesem Bereich mit einer Wicklung aus hochfestem Fasermaterial 108 (z. B. aus einer Kohlenstofffaser) versehen, welche mit einer Kunststoffmatrix (z. B. aus Kunstharz) fixiert wird. Die Faserverstärkung nimmt die aus dem Druck resultierenden Umfangs- bzw. Radialkräfte auf. Die auftretende axiale Zugkraft wird in der dargestellten ersten Ausführungsform über einen Magnetdeckel 114 und den Magnettopf 102 außen an der magnetischen Trennung vorbeigeleitet. Die Krafteinleitung von der Hülse 105 in die äußeren Bauteile erfolgt über Kragen 100a, 100b. Magnetdeckel 114 und Magnettopf 102 sind über ein Gewinde 101 miteinander verbunden, so dass die Kraftübertragung auch zwischen diesen Bauteilen gewährleistet ist.The valve sleeve 105 consists of a soft-magnetic material to the magnetic flux as lossless radially from the inner pole 111 to a magnet pot 102 to lead. The valve sleeve 105 also has the task to seal the interior against the environment. The fuel pressure inside the sleeve 105 is usually much larger than the ambient pressure, so that the sleeve 105 pressurized and must absorb high radial forces. To reinforce the sleeve 105 , the sleeve will 105 in this area with a winding of high-strength fiber material 108 (For example, from a carbon fiber), which is fixed with a plastic matrix (eg made of synthetic resin). The fiber reinforcement absorbs the circumferential or radial forces resulting from the pressure. The occurring axial tensile force is in the illustrated first embodiment via a magnetic cover 114 and the magnet pot 102 Passed outside at the magnetic separation. The introduction of force from the sleeve 105 in the outer components via collar 100a . 100b , magnet Flat 114 and magnet pot 102 are over a thread 101 interconnected, so that the power transmission is ensured between these components.

2 zeigt schematisch einen Teil eines Magnetventils 113 gemäß einer zweiten Ausführungsform des vorliegenden erfindungsgemäßen Magnetventils 113. Die Verbindungen zwischen dem Magnettopf 102 und der Hülse 105 zur Übertragung der Axialkraft sind durch Schweißverbindungen 200 realisiert. Der Magnetdeckel 114 wurde dabei direkt in die Ventilhülse 105 integriert. 2 schematically shows a part of a solenoid valve 113 according to a second embodiment of the present invention solenoid valve 113 , The connections between the magnet pot 102 and the sleeve 105 for transmission of the axial force are by welded joints 200 realized. The magnetic cover 114 was doing directly into the valve sleeve 105 integrated.

Die dargestellten Ausführungsformen in 1 und 2 stellen lediglich Beispiele aus einer Vielzahl von Möglichkeiten zur Anordnung dar. Alternativ ist es beispielsweise möglich, dass Klebe- oder Klemmverbindungen zwischen Magnettopf 102 und Hülse 105 verwendet werden oder dass eine formschlüssige Verbindung durch Bördeln verwendet wird.The illustrated embodiments in 1 and 2 are merely examples of a variety of ways to arrange dar. Alternatively, it is possible, for example, that adhesive or clamping connections between magnet pot 102 and sleeve 105 be used or that a positive connection is used by crimping.

3 zeigt schematisch einen Teil eines Magnetventils 113 gemäß einer dritten Ausführungsform des vorliegenden erfindungsgemäßen Magnetventils 113. Sowohl die axialen als auch die radialen Kräfte werden durch den Faserverbundwerkstoff in der Ringnut 110 aufgenommen. Hierzu verlaufen die hochfesten Fasern nicht nur in Umfangsrichtung sondern auch in axialer Richtung. Um die Krafteinleitung von der Hülse 105 in die Fasern zu ermöglichen, weist die Ringnut 110 eine Profilierung auf 300, die einen axial wirkenden Formschluss zwischen der Matrix des Faserverbundwerkstoffs und der Hülse 105 ermöglicht. Die Kraft wird auf diese Weise gleichmäßig in die Fasern eingeleitet. Um die gewünschte Ausrichtung der Fasern in der Ringnut 110 zu erhalten, kann z. B. ein Gewebe mit um 90° versetztem Faserverlauf zum Einsatz kommen. 3 schematically shows a part of a solenoid valve 113 according to a third embodiment of the present invention solenoid valve 113 , Both the axial and the radial forces are through the fiber composite material in the annular groove 110 added. For this purpose, the high-strength fibers extend not only in the circumferential direction but also in the axial direction. To the force from the sleeve 105 to allow into the fibers, has the annular groove 110 a profiling on 300 , which has an axially acting positive connection between the matrix of the fiber composite material and the sleeve 105 allows. The force is introduced in this way evenly into the fibers. To the desired orientation of the fibers in the annular groove 110 to obtain, for. B. a fabric with offset by 90 ° fiber flow are used.

4a, 4b, 4c und 4d zeigen schematisch eine Abfolge von Verfahrensschritten zur Herstellung einer Hülse 105 gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ausgehend von einem weichmagnetischen Halbzeug (4a) wird zunächst die Außenkontur der Hülse 105 bearbeitet (4b). Im nächsten Schritt wird die Ringnut 110 durch den Faserverbundwerkstoff verstärkt (4c). Anschließend wird die Innenkontur bearbeitet 4d). Vorteilhaft bei dieser ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Verstärkung der Hülse 105 durch die Faserwicklung, bevor die dünne Restwandstärke 109 im Bereich der magnetischen Trennung erzeugt wird. Durch die Stützwirkung des Faserverbunds wird die Gefahr einer unerwünschten Verformung der Hülse 105 durch die Zerspanungskräfte unterbunden. 4a . 4b . 4c and 4d schematically show a sequence of process steps for producing a sleeve 105 according to a first embodiment of the method according to the invention. Starting from a soft magnetic semi-finished product ( 4a ) is first the outer contour of the sleeve 105 processed ( 4b ). The next step is the ring groove 110 reinforced by the fiber composite material ( 4c ). Subsequently, the inner contour is processed 4d ). The advantage of this first embodiment of the method according to the invention is the reinforcement of the sleeve 105 through the fiber winding before the thin residual wall thickness 109 generated in the field of magnetic separation. The support effect of the fiber composite is the risk of undesirable deformation of the sleeve 105 prevented by the cutting forces.

5a, 5b und 5c zeigen schematisch eine Abfolge von Verfahrensschritten zur Herstellung einer Hülse 105 gemäß einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ausgehend von einem weichmagnetischen Halbzeug (5a) werden die Innen- und Außenkontur der Hülse 105 zunächst komplett fertig gestellt (5b), bevor im letzten Schritt die Nut 110 durch Umwickeln mit Fasermaterial und Einbringen des Matrixwerkstoffs verstärkt wird (5c). Diese zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen. Verfahrens hat den Vorteil, dass nach dem Aufbringen des Faserverbunds keine Nachbearbeitung mehr erforderlich ist. Weiterhin ist es vorteilhaft möglich, dass zur Verhinderung einer unerwünschten Verformung der Hülse 105 durch die beim Anbringen des Fasermaterials auftretenden Kräfte ein Stützbauteil, welches beispielsweise zylinderförmig ausgebildet sein kann, in die Hülse 105 eingeschoben wird. Dieses Stützbauteil sorgt für eine radiale Stützwirkung während des Wickelvorgangs. 5a . 5b and 5c schematically show a sequence of process steps for producing a sleeve 105 according to a second embodiment of the method according to the invention. Starting from a soft magnetic semi-finished product ( 5a ) are the inner and outer contour of the sleeve 105 initially completely finished ( 5b ), before in the last step the groove 110 is reinforced by wrapping with fiber material and introducing the matrix material ( 5c ). This second embodiment of the invention. Method has the advantage that after the application of the fiber composite no post-processing is required. Furthermore, it is advantageously possible that to prevent undesired deformation of the sleeve 105 by the forces occurring when attaching the fiber material, a support member, which may be cylindrical, for example, in the sleeve 105 is inserted. This support member provides a radial support during the winding process.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims

Magnetic valve ( 113 ), in particular a fuel injection valve, with a sleeve ( 105 ), with one in the radial direction within the sleeve ( 105 ) and slidably guided valve needle, with a radially outward of the sleeve ( 105 ) arranged magnetic coil ( 103 ), with one in the radial direction within the sleeve ( 105 ) arranged magnetic core ( 111 ), with one in the radial direction within the sleeve ( 105 ) the magnetic core ( 111 ) axially oppositely arranged armature ( 106 ), wherein the magnet armature ( 106 ) is arranged on the valve needle, wherein the sleeve ( 105 ) in one between the armature ( 106 ) and the magnetic coil ( 103 ) arranged thin wall area ( 110 ) has a small wall thickness, characterized in that the thin wall area ( 110 ) a reinforcing element ( 108 ) for receiving radial forces.

Magnetic valve ( 113 ) according to claim 1, characterized in that the thin wall region ( 110 ) an annular groove ( 110 ).

Magnetic valve ( 113 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing element ( 108 ) comprises a fiber material.

Magnetic valve ( 113 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing element ( 108 ) comprises a carbon fiber material or a glass fiber material or an aramid fiber material.

Magnetic valve ( 113 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber material is arranged in a fixing material.

Magnetic valve ( 113 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fixing material comprises a plastic material, preferably a synthetic resin material.

Magnetic valve ( 113 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the thin-wall region ( 110 ) has a wall thickness of at most about 0.2 mm, preferably at most about 0.1 mm.

Method for producing a solenoid valve ( 113 ), in particular a solenoid valve ( 113 ) according to one of the preceding claims, wherein in the radial direction within a sleeve ( 105 ) is arranged a displaceably guided valve needle, wherein in the radial direction outside of the sleeve ( 105 ) a magnetic coil ( 103 ) is arranged, wherein in the radial direction within the sleeve ( 105 ) a magnetic core ( 111 ) is arranged, wherein in the radial direction within the sleeve ( 105 ) a the magnetic core ( 111 ) axially opposite armature ( 106 ), wherein the magnet armature ( 106 ) is arranged on the valve needle, wherein in the sleeve ( 105 ) a thin wall region having a small wall thickness ( 110 ) between the armature ( 106 ) and the magnetic coil ( 103 ), characterized in that in the thin-walled region ( 110 ) a reinforcing element ( 108 ) is arranged for receiving radial forces.

Method for producing a solenoid valve ( 113 ) according to claim 8, characterized in that for the production of the thin wall region ( 110 ) an annular groove ( 110 ) in the sleeve ( 105 ) is introduced.

Method for producing a solenoid valve ( 113 ) according to claim 8 or 9, characterized in that the thin wall region ( 110 ) is reinforced to receive the radial forces with a fiber material.