DE102010010187A1

DE102010010187A1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE102010010187A1
Application number: DE102010010187A
Authority: DE
Inventors: Janusz Zurke; Alvito Fernandes
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2011-09-08
Anticipated expiration: 2030-03-04
Also published as: EP2543050B1; JP5675854B2; WO2011107310A1; CN102782778A; DE102010010187B4; US20120326067A1; CN102782778B; EP2543050A1; JP2013521446A; US9033310B2

Abstract

Elektromagnetventil mit einem elektromagnetischen Kreis, der aus einer auf einen Spulenträger gewickelten Spule, einem Anker, einem Kern und einer Rückschlusseinrichtung, wobei der Anker im Wesentlichen hohl ausgeführt ist und mit seiner nach innen gerichteten Fläche auf einem Führungsstift beweglich gelagert ist und zumindest die nach radial außen weisende Oberfläche des Führungsstiftes (12) einen ersten Teil (13) bildet, der zum Kern (6) gerichtet ist und magnetisierbar ausgeführt ist, und einen zweiten Teil (14) bildet, der zum Anker (5) gerichtet ist und nicht-magnetisierbar ausgeführt ist, derart, dass zwischen dem ersten Teil (13) und dem zweiten Teil (14) eine Steuerkante (15) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil mit einem elektromagnetischen Kreis, der aus einer auf ein Spulenträger gewickelten Spule, einem Anker, einem Kern und einer Rückschlusseinrichtung, wobei der Anker im Wesentlichen hohl ausgeführt ist und mit einer nach innen gerichteten Fläche auf einen Führungsstift beweglich gelagert ist und zumindest indirekt auf ein Ventilverschlussglied einwirkt.
Ein derartiges Elektromagnetventil ist aus der DE 102 48 125 bekannt. Hierbei dient das Elektromagnetventil als Antrieb für ein Schubumluftventil. Insbesondere im Brennkraftmaschinenbereich bestehen die ständigen Anforderungen, die Elektromagnetventile bei einem möglichst geringem Bauraum mit einer möglichst großen Magnetkraft zu versehen, die auch noch über einen großes Verstellbereich möglichst linear verlaufen soll, um eine genaue Ansteuerung der verschiedenen Ventiltypen zu gewährleisten. Das bekannte Elektromagnetventil weist insbesondere hinsichtlich der Höhe der Magnetkraft und der Linearität des Verlaufs der Magnetkraft Nachteile auf.
Daher stellt sich für die Erfindung die Aufgabe, ein Elektromagnetventil zu verschaffen, das diese Nachteile vermeidet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zumindest die nach radial außen weisende Oberfläche des Führungsstiftes einen ersten Teil bildet, der zum Kern gerichtet ist und magnetisierbar ausgeführt ist, und einen zweiten Teil bildet, der zum Anker gerichtet ist und nicht-magnetisierbar ausgeführt ist, derart, dass zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil eine Steuerkante ausgebildet ist.
Durch eine derartige Ausführung ist auf einfache Weise eine wesentliche Erhöhung der Magnetkraft gewährleistet. Zudem erfolgt ein gleichmäßigerer Verlauf der Magnetkraft über dem Ventilhubweg. Besonders kostengünstig ist ein derartiges Elektromagnetventil herstellbar, wenn der Führungsstift aus einem ersten magnetisierbarem Teilstück und aus einem zweiten nichtmagnetisierbaren Teilstück aufgebaut ist, die beispielsweise miteinander verschweißt oder verpresst sind. Dadurch, dass die Steuerkante zwischen dem ersten und dem zweiten Teil eine zum Anker gerichtete definierte Kontur, wie zum Beispiel eine gewölbte oder zugespitzte Fläche, aufweist, ist eine zusätzliche Einstellung der Magnetkraft möglich.
Wenn der Führungsstift vollständig aus magnetisierbarem Material besteht, wobei der zweite Teil eine nichtmagnetisierbare Buchse, bspw. Kunststoffgleitbuchse aufweist, ist das Elektromagnetventil besonders einfach herstellbar.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist dann gegeben, wenn der zweite nichtmagnetisierbaren Teil als Lager für den Anker dient, wobei der zweite Teil des Führungsstiftes einen größeren Durchmesser als der erste Teil aufweist.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform wird des Weiteren dadurch erreicht, dass der Führungsstift über ein Gewinde im Kern einstellbar angeordnet ist. Damit ist es dann noch einmal möglich die Magnetkraft in einem gewissen Bereich fein zu justieren.
Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben, hierbei zeigt:
1: eine Schnittansicht des Erfindungsgemäßen Elektromagnetventils in einer Position 1,
2: eine Schnittansicht des Erfindungsgemäßen Elektromagnetventils in einer Position 2,
3: eine Darstellung des Verlaufs der Magnetkraft über den Ventilhub bei einem Elektromagnetventil herkömmlicher Bauart und gemäß der Erfindung, und
4: einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform des Erfindungsgemäßen Elektromagnetventils.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgemäßen Elektromagnetventils 1. Derartige Elektromagnetventile werden insbesondere im Brennkraftmaschinenbereich und dabei beispielsweise für den Antrieb von Schubumluftventilen, elektropneumatischen Druckwandlern, etc. eingesetzt. Das erfindungsgemäße Elektromagnetventil besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse 2, in dem eine auf einen Spulenträger 3 gewickelte Spule 4, ein Anker 5 sowie ein Kern 6 und eine Rückschlusseinrichtung 7 angeordnet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Rückschlusseinrichtung 7 aus einem Rückschlussblech 8 und einem Joch 9. Der bewegliche Anker 5 ist dabei als eine nicht weiter dargestellte Ventilstange ausgebildet, die indirekt oder direkt auf ein nicht dargestelltes Ventilverschlussglied einwirkt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Anker 5 ein an seiner Innenseite angeordnetes Lager 10 auf, das als Kunststoffgleitbuchse ausgebildet ist. Mit diesem Lager 10 stützt sich der Anker 5 über eine Druckfeder 11 am Kern 6 ab. Das eingepresste Lager 10 und damit auch der Anker 5 gleiten auf bekannte Weise auf einem Führungsstift 12, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel fest im Kern 6 angeordnet ist und der auch die Druckfeder 11 aufnimmt.
Der Führungsstift 12 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem ersten magnetisierbaren Teilstück 13 und aus einem zweiten nichtmagnetisierbaren Teilstück 14. Zwischen diesen beiden Teilstücken 13 und 14 ist eine Steuerkante 15 ausgebildet, die einen verbesserten Übergang der Magnetfeldlinien in den Anker 5 gewährleistet und damit eine größere Magnetkraft bei gleichen Bauraumabmessungen ermöglicht.
2 zeigt nun das Elektromagnetventil 1 aus 1 in einem bestromten Zustand. Der Anker 5 mit dem eingepressten Lager 10 ist gegen die Kraft der Druckfeder 11 in Richtung des Kerns 6 verschoben. Deutlich zu erkennen ist, dass der Anker 5 mit dem eingepressten Lager 10 im Wesentlichen auf dem zweiten Teilstück 14, das nicht magnetisierbar ausgeführt ist, gleitet.
3 zeigt nur den Verlauf der Magnetkraft, die auf den Anker 5 wirkt über den Ventilhub. Die gestrichelte Linie zeigt den Verlauf der Magnetkraft eines herkömmlichen Elektromagnetventils. Die durchgezogene Linie zeigt den Verlauf der Magnetkraft des Erfindungsgemäßen Elektromagnetventils 1 aus den 1 und 2. Deutlich zu erkennen ist die Steigerung der Magnetkraft und die Abflachung der Kurve im Bereich zwischen den in 1 und 2 dargestellten Positionen 1 und 2 hierdurch ist eine genauere Ansteuerung eines Ventils möglich.
4 zeigt in einem Teilausschnitt eine weitere Ausführungsform eines Erfindungsgemäßen Elektromagnetventils. Hierbei ist der Führungsstift 12 über ein Gewinde 17 einstellbar im Kern 6 angeordnet. Um eine Feinjustierung nach Montage vornehmen zu können, weist das Gehäuse 2 eine Aussparung 16 auf, durch die hindurch die Feineinstellung des Führungsstiftes 12 vorgenommen werden kann. Nach Feineinstellung kann der Führungsstift beispielsweise durch Schweißpunkte festgestellt werden, und die Aussparung auf bekannte Weise geschlossen werden.
Darüber hinaus sind natürlich noch weitere, hier nicht in im Einzelnen dargestellte, Ausführungsformen der Erfindung denkbar. So kann der Führungsstift beispielsweise vollständig aus nicht-magnetisierbarem Material bestehen, wobei ein erster Teil, der zum Kern gerichtet ist mittels einer Beschichtung oder eines aufgebrachten magnetischen Werkstoffes magnetisierbarer ausgeführt ist. Auch ist es denkbar, dass der Führungsstift vollständig aus magnetisierbarem Material besteht, wobei der zweite Teil des Führungsstiftes eine nicht-magnetisierbare Buchse aufweist auf die dann der Anker gleiten kann. Wichtig ist im jedem Fall, dass eine Steuerkante zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des Führungsstiftes ausgebildet ist, die einen Übergang der Magnetfeldlinien gewährleistet.
Sollten der erste Teil des Führungsstiftes und der zweite Teil des Führungsstiftes wie im Ausführungsbeispiel gezeigt aus Vollmaterial hergestellt sein, so können diese beiden Teile durch bekannte Verbindungstechniken, wie zum Beispiel Löten, Schweißen, etc. miteinander verbunden werden. Denkbar ist auch, dass die Steuerkante zwischen den beiden Teilen nicht als Ebene ausgebildet ist sondern eine Kontur, wie zum Beispiel eine gewölbte oder zugespitzte Fläche, aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10248125 [0002]

Claims

Elektromagnetventil mit einem elektromagnetischen Kreis, der aus einer auf einen Spulenträger gewickelten Spule, einem Anker, einem Kern und einer Rückschlusseinrichtung, wobei der Anker im Wesentlichen hohl ausgeführt ist und mit seiner nach innen gerichteten Fläche auf einem Führungsstift beweglich gelagert ist und zumindest indirekt auf ein Ventilverschlussglied einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die nach radial außen weisende Oberfläche des Führungsstiftes (12) einen ersten Teil (13) bildet, der zum Kern (6) gerichtet ist und magnetisierbar ausgeführt ist, und einen zweiten Teil (14) bildet, der zum Anker (5) gerichtet ist und nicht-magnetisierbar ausgeführt ist, derart, dass zwischen dem ersten Teil (13) und dem zweiten Teil (14) eine Steuerkante (15) ausgebildet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsstift (12) aus einem ersten magnetisierbarem Teilstück (13) und aus einem zweiten nicht-magnetisierbarem Teilstück (14) aufgebaut ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkante (15) zwischen dem ersten und dem zweiten Teil (13, 14) eine zum Anker (5) gerichtete definierte Kontur, wie zum Beispiel eine gewölbte oder zugespitzte Fläche, aufweist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsstift (12) vollständig aus magnetisierbarem Material besteht, wobei der zweite Teil eine nicht-magnetisierbare Buchse (10), bspw. Kunststoffgleitbuchse aufweist.
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite nicht magnetisierbare Teil (14) als Lager für den Anker (5) dient, wobei der zweite Teil (14) des Führungsstiftes (12) einen größeren Durchmesser als der erste Teil (13) aufweist.
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsstift über ein Gewinde (17) im Kern einstellbar angeordnet ist.