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Die Erfindung betrifft ein Magnetventil für einen Kraftstoffinjektor, insbesondere einen Common-Rail-Injektor, zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Der Einsatz von Magnetventilen in Kraftstoffinjektoren zur Steuerung des Einspritzvorganges ist allgemein bekannt. Über das Magnetventil ist eine Verbindung eines Steuerraums mit einem Niederdruckbereich herstellbar, um einen Druckabfall in dem Steuerraum zu bewirken. Mit dem Druckabfall im Steuerraum geht eine Entlastung der Düsennadel einher, so dass die an der Düsennadel in Öffnungsrichtung anliegenden Kräfte überwiegen und das Öffnen der Düsennadel bewirken. Dabei gibt die Düsennadel wenigstens eine Einspritzöffnung frei, über welche Kraftstoff unter hohem Druck in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Zum Beenden des Einspritzvorgangs wird der Druck im Steuerraum durch Schließen des Magnetventils und Befüllung des Steuerraums mit Kraftstoff wieder angehoben, so dass die Düsennadel über den im Steuerraum vorherrschenden Druck in ihren Sitz zurückgestellt und die wenigstens eine Einspritzöffnung wieder verschlossen wird.
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Zur Realisierung von Mehrfacheinspritzungen werden in der Regel schnell schaltende Ventile bevorzugt. Schnell schaltende Ventile weisen jedoch oftmals den Nachteil auf, dass die beweglichen Bauteile mit hoher Geschwindigkeit auf anschlagausbildende weitere Bauteile einschlagen. Es kommt zu so genannten Prellern, insbesondere beim Schließen des Magnetventils, welche es zu vermeiden gilt. Denn zum Einen wird der Verschleiß an den jeweiligen Bauteilen erhöht, zum Anderen kann die Funktion des Injektors in nicht unerheblicher Weise beeinträchtigt werden.
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In der
DE 10 2007 060 396 A1 wird daher bereits eine Einrichtung zur Vermeidung von Schließprellern für ein Magnetventil vorgeschlagen, welche einen zwischen einem Anker und einem Anschlag ausgebildeten Quetschspalt umfasst, dessen Aufgabe es ist, die Bewegung des Ankers in Richtung des Anschlages abzubremsen. Der Anschlag ist dabei bevorzugt an einer Ventilnadel ausgebildet, welche mit dem Anker einen Zwei-Massenschwinger ausbildet. Das heißt, dass die Ventilnadel eine erste und der Anker eine zweite Masse ausbilden, welche relativ zueinander verschiebbar sind und somit gegeneinander schwingen können. Dies hat zur Folge, dass nach Rückstellung der Ventilnadel in den Ventilsitz der Anker seine Bewegung in Richtung des Ventilsitzes soweit fortsetzen kann bis er über den Quetschspalt abgebremst wird.
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In der
DE 10 2009 045 623 A1 wird des Weiteren ein Kraftstoff-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem Magnetventil vorgeschlagen, das eine minimierte Schließprellerneigung aufweisen und darüber hinaus einfach aufgebaut und leicht zu montieren sein soll. Der Quetschspalt ist hierzu unmittelbar zwischen Anker und Ventilnadel ausgebildet. Beim Schließen des Magnetventils wirkt auf den Ventilsitz nur der Impuls der Ventilnadel, während der Anker in Richtung eines Überhubanschlages durchschwingt. Somit werden der Einschlagimpuls und das Kraftmaximum reduziert. Um kurze Einspritzvorgänge realisieren zu können, wird ferner vorgeschlagen, dass der Überhubanschlag unmittelbar von der Ventilnadel gebildet ist und das Durchschwingen des Ankers begrenzt, so dass der Anker innerhalb kürzester Zeit wieder in seine Ausgangsstellung überführbar ist.
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Bei Magnetventilinjektoren, die mit hohem Raildruck betrieben werden, sind zur Einspritzung von Kleinstmengen in der Regel sehr kurze Ansteuerdauern erforderlich. Das heißt, dass die Bestromung eines Elektromagneten des Magnetventils beendet wird, bevor der Anker einen hubbegrenzenden Anschlag erreicht hat (ballistischer Betrieb). In Ermangelung eines Anschlages setzt der Anker zunächst seinen Hub fort („Freiflugphase“), bevor sich die Ankerbewegungsrichtung umgekehrt und das Magnetventil schließt. Der Schließvorgang erfolgt demnach verzögert.
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Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein schnell schaltendes Magnetventil für einen Kraftstoffinjektor anzugeben, der insbesondere zur Einspritzung von Kleinstmengen geeignet ist.
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Zur Lösung der Aufgabe wird das Magnetventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Ferner wird ein Kraftstoffinjektor mit einem solchen Magnetventil vorgeschlagen.
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Offenbarung der Erfindung
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Das vorgeschlagene Magnetventil umfasst einen Elektromagneten und eine mit dem Elektromagneten zusammenwirkende mehrteilige Ankeranordnung zur Einwirkung auf ein Ventilschließelement, wobei die Ankeranordnung eine Ankerplatte und einen Ankerbolzen umfasst. Erfindungsgemäß ist die Ankerplatte kippbeweglich gegenüber einer Längsachse A des Ankerbolzens gelagert. Durch die kippbewegliche Lagerung kann die Ankerplatte eine Schräglage einnehmen, in der sie – selbst bei geschlossenem Magnetventil – in punktuellem Kontakt mit einem oberen Hubanschlag gelangt, der üblicherweise senkrecht zur Längsachse A des Ankerbolzens verläuft. Auf diese Weise kann die Freiflugphase der Ankerplatte bei kurzen Ansteuerdauern reduziert oder sogar vollständig eliminiert werden, wenn ein zumindest punktueller Kontakt der Ankerplatte mit dem Hubanschlag dauerhaft gegeben ist. Die Folge ist eine schnellere Umkehr der Bewegungsrichtung der Ankerplatte nach Beendigung der Bestromung des Elektromagneten, wodurch die Kleinstmengenfähigkeit des Kraftstoffinjektors verbessert wird.
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Durch die Schräglage der Ankerplatte in Ruhestellung bildet sich zwischen der Ankerplatte und dem oberen Hubanschlag ein Fluidpolster aus, das zudem eine Dämpfung der Ankerbewegung beim Öffnen bewirkt. Zum Öffnen wird der Elektromagnet des Magnetventils bestromt, wobei die sich aufbauende Magnetkraft die Ankerplatte in Richtung des Elektromagneten zieht. Da vorzugsweise bereits ein punktueller Kontakt der Ankerplatte zum oberen Hubanschlag besteht, bewirkt die Magnetkraft lediglich, dass sich die Ankerplatte am Hubanschlag flächig ausrichtet. Dabei wird Fluid, das zwischen der Ankerplatte und dem Hubanschlag vorhanden ist, verdrängt, wodurch die Dämpfungswirkung erzielt wird. Dies hat zur Folge, dass eine Reduzierung der Öffnungsgeschwindigkeit bei gleichbleibender Schließgeschwindigkeit erreicht werden kann. Die Reduzierung der Öffnungsgeschwindigkeit wirkt sich wiederum günstig auf das Schließverhalten aus.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Ankerplatte von der Federkraft F wenigstens einer Feder beaufschlagt, welche eine Axialkraftkomponente FA und eine Querkraftkomponente FQ besitzt. Die Querkraftkomponente FQ bewirkt, dass die Ankerplatte bei geschlossenem Magnetventil eine Schräglage in Bezug auf die Längsachse A des Ankerbolzens einnimmt. Die Feder ist vorzugsweise als Schraubendruckfeder ausgebildet und/oder unmittelbar an der Ankerplattenoberseite oder Ankerplattenunterseite abgestützt. Schraubendruckfedern weisen in der Regel von sich aus bereits eine Federkraft auf, die einen Querkraftanteil besitzt, so dass die zum Kippen der Ankerplatte erforderliche Querkraft nicht gezielt eingebracht werden muss. Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass die Feder zugleich der Rückstellung der Ankerplatte bzw. der Ankeranordnung nach Beenden der Bestromung des Elektromagneten dient. Auf diese Weise kann auf eine zusätzliche Feder verzichtet werden.
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Weiterhin bevorzugt besitzt der Ankerbolzen eine kegelförmige oder konvex geformte Stützfläche zur kippbeweglichen Lagerung der Ankerplatte. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wirkt die Stützfläche dabei mit einer kegelförmigen oder konkav geformten Ausnehmung der Ankerplatte zusammen. Die Geometrien der Stützfläche des Lagerbolzens und der Ausnehmung der Ankerplatte sind dabei vorzugsweise derart gewählt, dass die Ankerplatte in einem Kontaktpunkt oder einem kreisförmigen Kontaktbereich an der Stützfläche des Lagerbolzens anliegt, so dass eine Art Gelenk ausgebildet wird, das ein freies Ausrichten der Ankerplatte im Raum ermöglicht. Beispielsweise kann eine der Ankerplatte zugewandte Stirnfläche des Ankerbolzens zumindest teilweise kegelförmig oder konvex geformt sein und damit die zur kippbeweglichen Lagerung erforderliche Stützfläche bilden. Die kegelförmig oder konvex geformte Stützfläche kann alternativ im Bereich eines ringförmigen Kragens des Ankerbolzens ausgebildet sein und beispielsweise der lediglich zeitweisen Abstützung der Ankerplatte dienen, wenn diese – gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung – axial verschiebbar gegenüber dem Ankerbolzen gelagert ist. Diese konkrete Ausführungsform wird nachfolgend noch näher beschrieben.
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Vorteilhafterweise besitzt der Ankerbolzen einen Bund, der mit einer radial verlaufenden Fläche eines Ventilstücks einen Quetschspalt bildend zusammenwirkt. Der Quetschspalt besitzt eine Dämpfungswirkung, die vorzugsweise beim Schließen des Magnetventils zum Tragen kommt, indem die Schließbewegung des Ankerbolzens bzw. der Ankeranordnung durch das im Quetschspalt vorhandene Fluid abgebremst bzw. gedämpft wird. Auf diese Weise wird Schließprellern entgegengewirkt. In der Folge werden ferner der Verschleiß gemindert und die Funktionssicherheit erhöht. Das die radial verlaufende Fläche ausbildende Ventilstück besitzt weiterhin vorzugsweise eine Führungsbohrung zur hubbeweglichen Führung des Ankerbolzens. Die Führung des Ankerbolzens über das Ventilstück stellt sicher, dass auch bei einer Schräglage der Ankerplatte die Federkraft einer an der Ankerplatte unmittelbar oder mittelbar abgestützten Rückstellfeder zentral über den Ankerbolzen in das Ventilschließelement eingeleitet wird, so dass dieses sicher in einen Ventilsitz zurückgestellt wird. Das Ventilschließelement kann beispielsweise kugelförmig ausgebildet sein und mit einem kegelförmigen Ventilsitz zusammenwirken.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Ankerplatte zwischen zwei axial beabstandeten Anschlagflächen hub- und kippbeweglich gegenüber dem Ankerbolzen gelagert ist. Das heißt, dass die Ankerplatte gegenüber dem Ankerbolzen axial verschiebbar ist, um einen Überhub der Ankerplatte zu ermöglichen, wenn der Ankerbolzen bereits seine Ausganglage erreicht hat. Auf diese Weise kann der Einschlagimpuls eines beispielsweise kugelförmigen Ventilschließelements reduziert werden, das über den Ankerbolzen in seinen Sitz zurückgestellt wird. Somit hilft auch diese Maßnahme, die Gefahr von Schließprellern zu minimieren. Der Überhub der Ankerplatte gegenüber dem Ankerbolzen ist dabei über den axialen Abstand der beiden Anschlagflächen zueinander einstellbar.
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Um zugleich eine hubbewegliche und kippbewegliche Lagerung der Ankerplatte zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine Anschlagfläche gegenüber der Längsachse A des Ankerbolzens um einen Winkel α > 90° geneigt angeordnet oder konvex geformt ist. Eine derart ausgebildete Anschlagfläche erlaubt selbst bei anliegender Ankerplatte eine Kippbewegung derselben. Die Ankerplatte kann auf diese Weise eine Schräglage einnehmen, in welcher sie den oberen Hubanschlag zumindest in einem Punkt berührt.
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In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Ankerbolzen die Ankerplatte durchsetzt und mit wenigstens einem scheiben- oder ringförmigen Körper zur Ausbildung einer Anschlagfläche verbunden ist. Wenigstens eine der beiden axial beabstandeten Anschlagflächen wird demnach durch einen mit dem Ankerbolzen verbundenen scheiben- oder ringförmigen Körper ausgebildet. Eine weitere Anschlagfläche kann dabei durch einen Bund des Ankerbolzens, d. h. durch den Ankerbolzen selbst ausgebildet werden. Die Ausbildung wenigstens einer Anschlagfläche über einen separaten scheiben- oder ringförmigen Körper erleichtert die Montage der Ankeranordnung, da zunächst die Ankerplatte auf den Ankerbolzen aufgeschoben und anschließend der scheiben- oder ringförmige Körper mit dem Ankerbolzen verbunden werden kann. Das Führungsspiel zwischen der Ankerplatte und dem Ankerbolzen ist dabei derart groß zu bemessen, dass die Ankerplatte die gewünschte Schräglage einnehmen kann. Über den axialen Abstand des scheiben- oder ringförmigen Körpers zum Bund des Ankerbolzens kann der Überhub der Ankerplatte eingestellt werden.
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Vorteilhafterweise ist zwischen dem scheiben- oder ringförmigen Körper und dem Ankerbolzen eine Einstellscheibe eingelegt. Die Einstellscheibe kann beispielsweise zwischen einem stirnseitig angeordneten scheiben- oder ringförmige Körper und einer Stirnfläche des Ankerbolzens angeordnet sein. Über die Stärke der Einstellscheibe kann der axiale Abstand zwischen den beiden beabstandeten Anschlagflächen variiert bzw. der Überhub der Ankerplatte eingestellt werden.
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Als weiterbildende Maßnahme wird ferner vorgeschlagen, dass zwischen der Ankerplatte und einem gehäuseseitigen Hubanschlag eine Restluftspaltscheibe angeordnet ist. Bei dem gehäuseseitigen Hubanschlag handelt es sich vorzugsweise um den oberen Hubanschlag, der weiterhin vorzugsweise am Elektromagneten ausgebildet ist. Die Anordnung der Restluftspaltscheibe kann dabei in der Weise erfolgen, dass sie an der Ankerplatte oder am Elektromagneten anliegt, wenn sich die Ankeranordnung in Ruhestellung befindet. Sofern die Schräglage der Ankerplatte dauerhaft einen zumindest punktuellen Kontakt der Ankerplatte mit dem oberen Hubanschlag bewirkt, wird der Kontakt mittelbar über die Restluftspaltscheibe hergestellt. Die Restluftspaltscheibe wirkt einem hydraulischen oder magnetischen Kleben der Ankerplatte am oberen Hubanschlag entgegen, wenn die Bestromung des Elektromagneten beendet wird.
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Da die Vorteile eines erfindungsgemäßen Magnetventils insbesondere bei Einsatz in einem Kraftstoffinjektor zum Tragen kommen, wird ferner ein Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem solchen Magnetventil zur Steuerung der Hubbewegung einer Düsennadel beansprucht.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
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1a einen schematischen Längsschnitt durch eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetventils in Schließstellung,
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1b ein Kräftedreieck,
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2 das Magnetventil der 1a in Offenstellung,
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3 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetventils in Schließstellung,
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4 das Magnetventil der 3 in Offenstellung,
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5 einen vergrößerten Ausschnitt der 3,
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6 einen vergrößerten Ausschnitt der 4 und
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7 einen schematischen Längsschnitt durch eine dritte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetventils.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetventils eines Kraftstoffinjektors ist in den 1a und 2 dargestellt. Das dargestellte Magnetventil umfasst einen Elektromagneten 1 sowie eine mit dem Elektromagneten 1 zusammenwirkende Ankeranordnung 2. Die Ankeranordnung 2 ist mehrteilig ausgeführt und umfasst eine Ankerplatte 4 und einen Ankerbolzen 5 zur Einwirkung auf ein kugelförmiges Ventilschließelement 3. Zur Führung des kugelförmigen Ventilschließelements 3 weist der Ankerbolzen 5 an seinem dem Ventilschließelement 3 zugewandten Ende eine kalottenförmige Ausnehmung 22 auf. Über die Federkraft F einer Feder 6, die an der Ankerplatte 4 abgestützt ist und die Ankeranordnung 2 in Richtung eines Ventilsitzes 23 beaufschlagt, wird das Ventilschließelement 3 bei unbestromten Elektromagneten 1 in Anlage mit dem Ventilsitz 23 gehalten. Die Federkraft F der Feder 6 weist eine Axialkraftkomponente FA und eine Querkraftkomponente FQ auf (siehe 1b). Der in der Federkraft F enthaltene Querkraftanteil bewirkt dabei, dass die Ankerplatte 4, die kippbeweglich in Bezug auf eine Längsachse A des Ankerbolzens 5 gelagert ist, eine Schräglage einnimmt und in punktuellen Kontakt mit einer am Elektromagneten 1 angeordneten Restluftspaltscheibe 20 gelangt. Die Restluftspaltscheibe 20 bildet einen oberen Hubanschlag 19 aus, an dem die Ankerplatte 4 bei bestromtem Elektromagneten 1 flächig anliegt (siehe 2). Denn bei einer Bestromung des Elektromagneten 1 wird eine Magnetkraft aufgebaut, welche die Ankerplatte 4 entgegen der Federkraft der Feder 6 nach oben zieht. Dabei kippt die Ankerplatte 4 aus der Schräglage in die Horizontale, bis sie vollständig an der Restlustspaltscheibe 20 anliegt. Der Ankerbolzen 5 folgt der Bewegung der Ankerplatte 4, da eine an dem Ventilschließelement 3 anliegende hydraulische Kraft, das Ventilschließelement 3 und den Ankerbolzen 5 nach oben drückt. Der Ankerbolzen 5 wird dabei über ein Ventilstück 12, das zur Aufnahme des Ankerbolzens 5 eine Führungsbohrung 13 besitzt, hubbeweglich geführt. Mit Abheben des Ventilschließelements 3 vom Ventilsitz 23 öffnet das Magnetventil und stellt eine Verbindung eines Steuerraums 24 des Kraftstoffinjektors mit einem Niederdruckbereich 25 her, so dass der Druck im Steuerraum 24 abfällt. Da der Steuerraum 24 in axialer Richtung von einer Stirnfläche 26 einer Düsennadel 21 begrenzt wird, wird die Düsennadel 21 entlastet, bis die an der Düsennadel 21 anliegenden Kräfte in Öffnungsrichtung überwiegen und die Düsennadel 21 zur Freigabe wenigstens einer Einspritzöffnung (nicht dargestellt) des Kraftstoffinjektors öffnet. Zum Verschließen der wenigstens einen Einspritzöffnung wird die Bestromung des Elektromagneten 1 beendet, so dass die Federkraft der Feder 6 über die Ankeranordnung 2 das Ventilschließelement 3 zurück in den Ventilsitz 23 drückt und das Magnetventil schließt. Dies hat zur Folge, dass die Verbindung des Steuerraums 24 zum Niederdruckbereich 25 getrennt wird und der Druck im Steuerraum 24 wieder ansteigt. Denn der Steuerraum 24 steht über eine Zulaufdrossel 27 in permanenter Verbindung mit einem Hochdruckbereich 28. Der ansteigende Druck im Steuerraum 24 bewirkt eine in Schließrichtung auf die Düsennadel 21 wirkende hydraulische Druckkraft, welche in der Folge zum Schließen der Düsennadel 21 führt.
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Die kippbewegliche Lagerung der Ankerplatte 4 wird vorliegend über eine konvex geformte Stirnfläche des Ankerbolzens 5 bewirkt, auf welcher die Ankerplatte 4 aufliegt. Die konvex geformte Stirnfläche bildet somit eine Stützfläche 8 aus, die vorliegend mit einer kegelförmigen Ausnehmung 9 an der Unterseite der Ankerplatte 4 ein Gelenk bildend zusammenwirkt. Denn der Kontakt der Ankerplatte 4 mit dem Ankerbolzen 4 beschränkt sich auf eine kreisförmige Linie. Aufgrund der kippbeweglichen Lagerung und der Querkraftkomponente FQ der Feder 6 nimmt die Ankerplatte 4 eine Schräglage ein, die dauerhaft einen zumindest punktuellen Kontakt der Ankerplatte 4 mit dem oberen Hubanschlag 19 gewährleistet. Auf diese Weise wird eine Freiflugphase der Ankerplatte 4 beim Schalten des Magnetventils verhindert, um ein schnelles Schließen des Magnetventils, insbesondere im ballistischen Hubbereich, d. h. bei Ansteuerdauern, bei denen die Ankeranordnung 2 eine obere Hubendlage noch nicht erreicht hat, zu bewirken. Zugleich wird über das Fluidpolster zwischen der Ankerplatte 4 und dem Elektromagneten 1 eine Dämpfung der Öffnungsbewegung bewirkt, die sich ebenfalls vorteilhaft auf den Schließvorgang auswirkt.
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Zur Vermeidung von Schließprellern weist der Ankerbolzen 5 einen Bund 10 auf, der mit einer radial verlaufenden Fläche 11 des Ventilstücks 12 einen Quetschspalt s bildend zusammenwirkt, wenn die Ankeranordnung 2 über die Federkraft F der Feder 6 in ihre Ausgangslage zurückgestellt wird. Die Bildung des Quetschspaltes bewirkt ein Abbremsen und damit eine Dämpfung der Bewegung der Ankeranordnung 2 beim Schließen.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetventils ist in den 3 bis 6 dargestellt. Diese Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Gefahr von Schließprellern weiter gemindert ist. Denn die Ankerplatte 4 ist gegenüber dem Ankerbolzen 5 nicht nur kippbeweglich, sondern zudem hubbeweglich gelagert. Die hubbewegliche Lagerung führt zu einem Überhub hÜ der Ankerplatte 4 gegenüber dem Ankerbolzen 5 (siehe 4), wenn die Ankeranordnung 2 beim Schließen über die Federkraft einer Feder 6 in ihre Ausgangslage zurückgestellt wird. Der Überhub hÜ der Ankerplatte 4 reduziert den Einschlagimpuls des Ventilschließelements 3 bei Rückstellung in den Ventilsitz 23, so dass Schließprellern entgegen gewirkt wird.
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Zur hubbeweglichen Lagerung weist die Ankerplatte 4 eine zentrale Ausnehmung auf, durch welche der Ankerbolzen 5 hindurch geführt ist. Das radiale Spiel zwischen der Ankerplatte 4 und dem Ankerbolzen 5 ist dabei derart groß gewählt, dass die Ankerplatte 4 eine Schräglage einzunehmen vermag, in welcher sie in punktuellem Kontakt mit einem oberen Hubanschlag 19 gelangt. Der obere Hubanschlag 19 wird bei dieser Ausführungsform von dem Elektromagneten 1 selbst gebildet, während die Restluftspaltscheibe 20 an der Ankerplatte 4 angeordnet ist. Es sei angemerkt, dass die Lage der Restluftspaltscheibe 20 für die Erfindung unwesentlich ist und demzufolge grundsätzlich beliebig ist. Die zur Schrägstellung der Ankerplatte 4 erforderliche Querkraft wird über eine Feder 7 eingeleitet, die an der Unterseite der Ankerplatte 4 abgestützt ist. In dieser Schräglage stützt sich die Ankerplatte 4 an einer Anschlagfläche 15 eines scheibenförmigen Körpers 16 ab, der mit dem Ankerbolzen 5 fest verbunden ist. Die Anschlagfläche 15 ist um einen Winkel α > 90° geneigt zur Längsachse A des Ankerbolzens 5 angeordnet, um die gewünschte Schräglage der Ankerplatte 4 zu ermöglichen (siehe 5). Eine weitere Anschlagfläche 14 ist an einem Bund 10 des Ankerbolzens 5 ausgebildet. Die Anschlagfläche 14 dient zugleich als Überhubanschlag für die Ankerplatte 4. Entsprechend der Anschlagfläche 15 ist auch die Anschlagfläche 14 um einen Winkel α > 90° geneigt zur Längsachse A des Ankerbolzens 5 angeordnet, so dass diese im Wesentlichen gegengleich zur Anschlagfläche 15 ausgebildet ist. Der axiale Abstand der beiden Anschlagflächen 14, 15 zueinander bestimmt den Überhub hÜ der Ankerplatte 4 gegenüber dem Ankerbolzen 5. Zur Einstellung des axialen Abstands ist vorliegend eine Einstellscheibe 18 zwischen dem scheibenförmigen Körper 16 und dem Ankerbolzen 5 eingelegt.
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Der die Anschlagfläche 14 ausbildende Bund 10 wirkt auch hier mit einer radial verlaufenden Fläche 11 eines Ventilstücks 12 einen Quetschspalt s bildend zusammen (siehe 3). Der Quetschspalt s unterstützt eine Dämpfungsfunktion, die vorliegend vorrangig von der zweiteiligen Ausführung der Ankeranordnung 2 übernommen wird. Denn die Ankerplatte 4 ist bei dieser Ausführungsform hub- und kippbeweglich gegenüber dem Ankerbolzen 5 gelagert.
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Die zur Rückstellung der Ankeranordnung 2 vorgesehene Feder 6 ist bei der Ausführungsform der 3 bis 6 am scheibenförmigen Körper 16 abgestützt, so dass deren Federkraft keine Querkraft auf die Ankerplatte 4 ausübt. Um eine sichere Rückstellung der Ankeranordnung 2 nach Beendigung der Bestromung des Elektromagneten 1 zu bewirken, ist die Federkraft der Feder 6 größer als die der Feder 7 gewählt.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetventils ist in der 7 dargestellt. Diese unterscheidet sich von der der 3 bis 6 dadurch, dass der Bund 10 des Ankerbolzens 5 an seinem dem Elektromagneten 1 zugewandten Ende angeordnet ist. Zur Montage der Ankeranordnung 2 wird zunächst die Ankerplatte 4 von unten auf den Ankerbolzen 5 geschoben und anschließend ein ringförmiger Köper 17 mit dem Ankerbolzen 5 verbunden, der den Bund 10 der vorhergehenden Ausführungsformen ersetzt. Zur Verbindung kann der ringförmige Körper 17 beispielsweise auf den Ankerbolzen 5 aufgepresst werden, wobei die axiale Lage des ringförmigen Körpers 17 den axialen Abstand zum Bund 10 bestimmt. Da der Bund 10 und der ringförmige Körper 17 die Anschlagflächen 14, 15 ausbilden, kann über die axiale Lage des ringförmigen Körpers 17 am Ankerbolzen 5 der Überhub hÜ der Ankerplatte 4 eingestellt werden. Dies macht eine zusätzliche Einstellscheibe 18 entbehrlich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007060396 A1 [0004]
- DE 102009045623 A1 [0005]
