DE102013214951A1 - Magnetic assembly for a valve and valve - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Magnetbaugruppe für ein Ventil, umfassend eine Ventilnadel (2), einen Magnetanker (3), einen Anschlagring (4), und eine Anschlaghülse (5), wobei die Ventilnadel (2) durch den Magnetanker (3) verläuft und der Magnetanker (3) lose auf der Ventilnadel (2) angeordnet ist und mit Spiel zwischen dem Anschlagring (4) und der Anschlaghülse (5) angeordnet ist, und wobei der Magnetanker (3) wenigstens eine sich verjüngende Anschlagfläche (31, 32) aufweist.The present invention relates to a solenoid assembly for a valve, comprising a valve needle (2), a magnet armature (3), a stop ring (4), and a stop sleeve (5), wherein the valve needle (2) passes through the magnet armature (3) and the magnet armature (3) is arranged loosely on the valve needle (2) and is arranged with play between the stop ring (4) and the stop sleeve (5), and wherein the magnet armature (3) has at least one tapered stop surface (31, 32) ,
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Magnetbaugruppe für ein Ventil und ein Ventil mit einer derartigen Magnetbaugruppe, insbesondere ein Kraftstoffeinspritzventil.The present invention relates to a solenoid assembly for a valve and a valve with such a magnet assembly, in particular a fuel injection valve.
Magnetbaugruppen für Ventile, insbesondere Kraftstoffeinspritzventile, sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Ein Problemkreis derartiger Magnetbaugruppen ist dabei, dass insbesondere ein Magnetanker, welcher an einer Ventilnadel angeordnet ist, verkippen kann. Dies kann zu unerwünschten ungenauen Öffnungszeiten und ungenauen Schließzeiten führen. Ferner sind Anschlagflächen zwischen dem Magnetanker und Anschlägen üblicherweise als Ebenen senkrecht zur Bewegungsachse des Magnetankers ausgeführt. Hierbei können aufgrund von unterschiedlichen Planläufen zwischen den Anschlagflächen jeweils ein einseitiges Anschlagen des Magnetankers auftreten. Dieses einseitige Anschlagen des Magnetankers erhöht jedoch lokal Spannungen in den Bauteilen, welche dann aufgrund der Überbelastungen brechen können. Auch kann dadurch ein unerwünschter zusätzlicher Verschleiß begünstigt werden, was die oben genannten Probleme noch verstärkt. Es wäre daher wünschenswert, eine Magnetbaugruppe zu haben, welche die oben erläuterten Probleme umgeht.Magnetic assemblies for valves, in particular fuel injection valves, are known from the prior art in various configurations. A problem of such magnetic assemblies is that in particular a magnet armature, which is arranged on a valve needle, can tilt. This can lead to unwanted inaccurate opening times and inaccurate closing times. Furthermore, abutment surfaces between the armature and stops are usually designed as planes perpendicular to the axis of movement of the magnet armature. In this case, a one-sided impact of the magnet armature can occur due to different plan races between the stop surfaces. However, this one-sided impact of the armature increases locally stresses in the components, which can then break due to the overloads. Also, this may favor an undesirable additional wear, which aggravates the above-mentioned problems. It would therefore be desirable to have a magnet assembly which obviates the problems discussed above.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die erfindungsgemäße Magnetbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass ein Verschleiß der Bauteile der Magnetgruppe signifikant reduziert werden kann und sehr genaue Öffnungszeiten und Schließzeiten eingehalten werden können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Magnetbaugruppe eine Ventilnadel und eine auf der Ventilnadel in deren Axialrichtung frei beweglich angeordneten Magnetanker aufweist. Ferner umfasst die Magnetbaugruppe einen Anschlagring und eine Anschlaghülse, die an der Ventilnadel fixiert sind. Die Ventilnadel verläuft dabei durch den Magnetanker und der Magnetanker ist mit Spiel zwischen dem Anschlagring und der Anschlaghülse angeordnet. Dabei weist der Magnetanker wenigstens eine sich verjüngende Anschlagfläche auf. Erfindungsgemäß schlägt der Magnetanker somit am Anschlagring bzw. an der Anschlaghülse, welche jeweils an der Ventilnadel fixiert sind, an. Durch die sich verjüngende Anschlagfläche am Magnetanker wird insbesondere ein punktuelles Anschlagen verhindert. Zusätzlich kann der Magnetanker zwischen den Anschlägen beim Öffnen und Schließen zentriert werden und insbesondere ein Verkippen des Magnetankers reduziert werden. Dies führt ebenfalls zu genaueren Einspritzzeiten und -mengen sowie einem reduzierten Verschleiß. Insbesondere kann erfindungsgemäß somit ein punktförmiges Anschlagen, was hohe Bauteilspannungen verursacht, vermieden werden. Der Anschlag erfolgt vorzugsweise über die gesamte, sich verjüngende Anschlagfläche.The magnet assembly according to the invention with the features of
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.
Vorzugsweise weist der Magnetanker eine erste und eine zweite sich verjüngende Anschlagfläche auf. Die erste sich verjüngende Anschlagfläche ist dabei an einer ersten Axialseite des Magnetankers angeordnet und die zweite sich verjüngende Anschlagfläche ist an einer zweiten, der ersten Axialseite entgegengesetzt liegenden Axialseite angeordnet. Somit umfasst der Magnetanker an beiden Axialseiten sich verjüngende Anschlagflächen, so dass die erfindungsgemäßen Vorteile sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen des Ventils erhalten werden.Preferably, the armature has a first and a second tapered abutment surface. The first tapered abutment surface is arranged on a first axial side of the armature and the second tapered abutment surface is arranged on a second axial side opposite the first axial side. Thus, the magnet armature on both axial sides comprises tapered stop surfaces, so that the advantages according to the invention are obtained both when opening and when closing the valve.
Besonders bevorzugt weisen der Anschlagring und/oder die Anschlaghülse eine zu der Anschlagfläche des Magnetankers komplementäre Anschlagfläche auf. Hierdurch wird sichergestellt, dass beim Anschlagen des Magnetankers an den Anschlagring und/oder die Anschlaghülse eine relativ große Anschlagfläche mit Selbstzentrierung vorhanden ist. Hierdurch kann eine Bauteilbelastung sowohl des Magnetankers als auch Anschlagrings und der Anschlaghülse signifikant reduziert werden.Particularly preferably, the stop ring and / or the stop sleeve on a complementary to the stop surface of the magnet armature stop surface. This ensures that when striking the magnet armature to the stop ring and / or the stop sleeve, a relatively large stop surface with self-centering is present. In this way, a component load of both the armature and stop ring and the stop sleeve can be significantly reduced.
Besonders bevorzugt ist die sich verjüngende Anschlagfläche am Magnetanker konisch. Hierdurch können insbesondere herstellungsbedingte Vorteile erhalten werden.Particularly preferably, the tapered stop surface on the magnet armature is conical. As a result, in particular production-related advantages can be obtained.
Weiter bevorzugt ist ein Winkel der sich konisch verjüngenden Anschlagflächen am Magnetanker gleich. Hierdurch wird vermieden, dass unterschiedliche Belastungen beim Öffnen oder Schließen auf den Magnetanker wirken.More preferably, an angle of the conically tapered stop surfaces on the armature is the same. This avoids that different loads during opening or closing act on the armature.
Besonders bevorzugt liegt ein Winkel der konischen Anschlagflächen zu einer Ebene senkrecht zur Axialrichtung der Ventilnadel in einem Bereich von 10° bis 30° und beträgt vorzugsweise ungefähr 15°.Particularly preferred is an angle of the conical abutment surfaces to a plane perpendicular to the axial direction of the valve needle in a range of 10 ° to 30 ° and is preferably about 15 °.
Vorzugsweise ist die sich verjüngende Anschlagfläche des Magnetankers derart ausgebildet, dass sich die Anschlagfläche zur Mitte des Magnetankers hin verjüngt.Preferably, the tapered abutment surface of the armature is formed such that the abutment surface tapers towards the center of the magnet armature.
Besonders bevorzugt sind die erste und zweite Anschlagfläche am Magnetanker gleich groß. Auch hierdurch werden gleiche Anschlagbedingungen während des Öffnens und des Schließens des Ventils erreicht.Particularly preferably, the first and second stop surface on the armature are the same size. This will also be the same Stops achieved during opening and closing of the valve.
Weiter bevorzugt weist der Magnetanker wenigstens eine, vorzugsweise mehrere, Durchgangsöffnungen auf, welche die beiden Axialseiten des Magnetankers miteinander verbinden. Hierdurch kann beispielsweise Kraftstoff durch den Magnetanker geleitet werden. Die Anschlagfläche des Magnetankers ist dabei vorzugsweise radial innerhalb der Durchgangsöffnung angeordnet. More preferably, the armature has at least one, preferably a plurality of through openings, which connect the two axial sides of the armature with each other. As a result, for example, fuel can be passed through the armature. The abutment surface of the magnet armature is preferably arranged radially inside the passage opening.
Der Magnetanker ist vorzugsweise aus einem weichmagnetischen Material hergestellt. Der Anschlagring und die Anschlaghülse sind weiter bevorzugt aus einem Material hergestellt, welches härter als das Material des Magnetankers ist.The armature is preferably made of a soft magnetic material. The stop ring and the stop sleeve are further preferably made of a material which is harder than the material of the magnet armature.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Ventil, insbesondere ein Kraftstoffeinspritzventil, welche eine erfindungsgemäße Magnetgruppe umfasst.Furthermore, the present invention relates to a valve, in particular a fuel injection valve, which comprises a magnet group according to the invention.
Ein Axialspiel des Magnetankers zwischen dem Anschlagring und der Anschlaghülse liegt vorzugsweise in einem Bereich von 35 bis 60 µm.An axial clearance of the armature between the stop ring and the stop sleeve is preferably in a range of 35 to 60 microns.
Zeichnungdrawing
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die
Die Magnetbaugruppe ist dabei Teil eines Magnetkreises, umfassend eine Spule
Die Einspritzöffnungen
Wie aus
Im Magnetanker
Die
Wie weiter aus den
Erfindungsgemäß schlägt somit der mit Axialspiel an der Ventilnadel
Ferner wird durch die sich verjüngenden Flächen
Um möglichst kostengünstig herstellbar zu sein, sind hierbei alle sich verjüngenden Flächen am Magnetanker
Die erfindungsgemäße Idee ermöglicht somit auch, die Toleranzanforderung an einzelne Bauteile zu senken, so dass die einzelnen Bauteile signifikant kostengünstiger hergestellt werden können. Da es sich bei derartigen Kraftstoffeinspritzventilen um Massenbauteile handelt, ist somit ein enormes Einsparpotential gegeben.The idea according to the invention thus also makes it possible to lower the tolerance requirement for individual components, so that the individual components can be produced significantly more cheaply. Since these fuel injection valves are mass components, an enormous saving potential is thus given.
Weiterhin kann insbesondere die Magnetbaugruppe
Claims (11)
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