DE102014214362A1

DE102014214362A1 - Elektromagnetisches ventil

Info

Publication number: DE102014214362A1
Application number: DE201410214362
Authority: DE
Inventors: c/o DENSO CORPORATION Ochiai Masahiko; c/o DENSO CORPORATION Kondo Jiro
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2015-01-29
Also published as: JP5870971B2; CN104344053A; US20150027573A1; US9624948B2; CN104344053B; JP2015025462A

Abstract

Ein Ölsteuerventil (OCV) weist einen Tassenschaft (5) und einen Kolben (9) auf. Der Tassenschaft und der Kolben weisen einen Vorsprung (61, 561) und eine Aussparung (62, 562) auf, um eine Stecker-Aufnahme-Verbindung bereitzustellen. Die Stecker-Aufnahme-Verbindung stellt Berührungspunkte bereit, die einen seitlichen Versatz und eine Neigung reduzieren können. Der Vorsprung und die Aussparung stellen zwei oder mehr Kraftübertragungspunkte von dem Kolben zu dem Tassenschaft bereit, wenn der Vorsprung und die Aussparung zueinander geneigt sind. Die Kraftübertragungspunkte sind um die Mittelachse des Steuerkolbens in einer verteilten Weise angeordnet.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein elektromagnetisches Ventil.
Die Patentdokumente JP 4618133 B und JP 4665869 B offenbaren elektromagnetische Ölsteuerventile für einen mit Druck beaufschlagten Ölkreislauf für einen variablen Ventilzeitmechanismus (im Folgenden als VVT bezeichnet) für eine Brennkraftmaschine. Das Ölsteuerventil wird betätigt, um eine Ölzufuhr zu und eine Ölabgabe von einer Vorlaufkammer und einer Verzögerungskammer zu steuern, die in einem Stellglied für den VVT angeordnet sind.
Das Ölsteuerventil ist ein elektromagnetisches Ventil, das ein Steuerkolbenventil und ein elektromagnetisches Stellglied aufweist, die an einer axialen Richtung axial verbunden sind. Das Steuerkolbenventil weist eine zylindrische Buchse und einen Steuerkolben auf, der innerhalb einer inneren Bohrung der Buchse in einer hin- und herbeweglichen Weise gelagert ist. Die Buchse ist mit Eingangs- und Ausgangs-Anschlüssen für Öl ausgebildet. Der Steuerkolben ändert Verbindungen zwischen den EIN- und AUS-Anschlüssen indem er gesteuert wird, sich in eine axiale Richtung zu bewegen, um eine axiale Position zu ändern. Die innere Bohrung kann ebenfalls als Führungsbohrung bezeichnet werden, die sich entlang einer Richtung einer Mittelachse erstreckt. Das elektromagnetische Stellglied betätigt den Steuerkolben durch Schieben des Steuerkolbens entlang einer Mittelachse in eine erste Richtung der Mittelachsenrichtungen, und kann ebenfalls als ein Solenoid bezeichnet werden.
Die innere Bohrung der Buchse ist eine Führungsbohrung für den Steuerkolben. Die Führungsbohrung erstreckt sich gerade entlang der Mittelachse zu einem distalen Ende, das ein dem Solenoid gegenüberliegendes Ende ist, von einem Basisende, das betätigbar mit dem Solenoid verbunden ist. Eine Rückführfeder, die den Steuerkolben in die andere Richtung entlang der Mittelachse drängt und schiebt, ist an einem distalen Endabschnitt innerhalb der Innenbohrung der Buchse angeordnet.
Das Solenoid weist einen Kolben, eine Solenoidspule, einen inneren Statorkern, einen äußeren Statorkern und einen Verbinder auf. Der Kolben ist ein beweglicher Kern, der aus einem magnetischen Material hergestellt ist und mit dem Steuerkolben über eine aus einem nicht magnetischen Material hergestellten Schaft verbunden ist, damit diese in der Lage sind, sich als ein einzelnes Element zu bewegen. Die Solenoidspule erzeugt einen magnetischen Fluss und wird als eine Spule bezeichnet. Der innere Statorkern ist radial innerhalb der Spule angeordnet und stellt an dem Inneren der Spule einen Magnetpfad bereit. Der äußere Statorkern ist radial außerhalb der Spule angeordnet und stellt an der Außenseite der Spule einen Magnetpfad bereit. Der Verbinder stellt eine externe elektrische Verbindung zwischen der Spule und einem externen Schaltkreis bereit.
Das Solenoid ist konfiguriert, den Steuerkolben durch Anziehen des Kolbens an einen magnetisch anziehenden Abschnitt an dem Statorkern unter Verwendung der durch die Spule erzeugten Magnetkraft von einer nicht angehobenen Position an der Basisendseite der Buchse entlang der Mittelachse in die eine Richtung zu einer vollständig angehobenen Position an der distalen Endseite zu bewegen. In einem Fall, in dem es erforderlich ist, den Kolben gleichmäßig hin- und herzubewegen, wenn das Solenoid aktiviert ist, ist es notwendig, Änderungen des Volumens der an beiden axialen Enden des Kolbens angeordneten Kammern zu gestatten. Jedoch ist das Solenoid an dem Zylinderkopf der Maschine in einem nach außen hin freigelegten Zustand angeordnet. Deswegen ist es unmöglich, die Kammern zu der Luft hin zu öffnen, da es notwendig ist, ein Ausströmen von Öl zu einem Bereich außerhalb der Maschine zu verhindern.
Um dem voranstehend erwähnten Problem zu begegnen, kann die folgende Struktur eingesetzt werden. In dieser Struktur ist eine tassenförmige Führung, die in einer zylindrischen Form mit einem Boden ausgebildet ist, zwischen einem Inneren des Solenoids, d.h. einer radial inneren Seite des Statorkerns und einer radial äußeren Seite des Kolbens angeordnet. In dieser Struktur kann eine Änderung des Volumens der Kammern durch das Verbinden der Kammern mit einem Inneren der Steuerkolbenbohrung ermöglicht werden. Die Kammern schließen eine Rückkammer ein, die an einer Rückseite des Kolbens angeordnet ist, und eine Vorderkammer, die an einer Vorderseite der Kammer angeordnet ist. Die Rückkammer kann als erster variabler Abschnitt bezeichnet sein. Die Vorderkammer kann als zweiter variabler Abschnitt bezeichnet sein.
Ein bekanntes elektromagnetisches Ventil ist konfiguriert, Öl als Schmiermittel zu einem Rutschfreiraum zwischen der tassenförmigen Führung und dem Kolben zuzuführen, da der Kolben in einer an der tassenförmigen Führung ausgebildeten Führungsbohrung in einer hin- und herbeweglichen, rutschfähigen Weise gelagert ist.
Zusätzlich offenbart die JP 4618133 B ein Ölsteuerventil, das konfiguriert ist, Öl zu dem Rutschfreiraum durch Ansaugen von Öl unter Verwendung der Änderung des Volumens, d.h. eine Ansaug- und Abgabetätigkeit der Kammer an beiden Enden des Kolbens zuzuführen. Die Kammer ist mit einem Nebenentleerungsanschluss verbunden, der an der Basisendseite der Buchse ausgebildet ist. Jedoch kann dieses Ölsteuerventil mit dem Öl durch den Nebenabgabeanschluss Fremdstoffe ansaugen. In einem Fall, in dem ein Fremdstoff in den Rutschfreiraum eindringt, können die tassenförmige Führung oder der Kolben nicht gleichmäßig rutschen oder können eine unerwartete Größe eines Abrasionsverschleißes erzeugen.
Die JP 4665869 B offenbart ein Ölsteuerventil, in dem der Nebenentleerungsanschluss nicht ausgebildet ist, und das voranstehend erwähnte Problem reduziert ist. Jedoch kann das Ölsteuerventil in dem Fall des Ölsteuerventils in der JP 4665869 B , falls das Ölsteuerventil an einer Maschine mit einer im Wesentlichen vertikalen Anordnung montiert ist, von einer axial inneren Bohrung des Steuerkolbens aus nicht ausreichend Öl zu dem Solenoid hinauf saugen. Zum Beispiel kann das Ölsteuerventil montiert sein, um das Solenoid oberhalb des Steuerkolbens zu platzieren, und eine Achse des Ölsteuerventil in 60 oder mehr Winkelgraden mit Bezug auf die horizontale Ebene anzuordnen. In derartigen vertikalen Anordnungen wird es schwierig, Öl zuzuführen, um einen Solenoidabschnitt zu erreichen, der in der tassenförmigen Führung angeordnet ist und Schmierung benötigt. Deswegen können die tassenförmige Führung oder der Steuerkolben aufgrund einer unzureichenden Ölmenge nicht gleichmäßig rutschen.
Um dem voranstehend erwähnten Problem zu begegnen haben die Erfinder das folgende Ölsteuerventil versuchsweise entwickelt und hergestellt. Im Folgenden wird dieses Modell als Vergleichsbeispiel CMP1 bezeichnet. CMP1 wurde entwickelt, um die folgenden Aufgaben zu lösen: (1) Fremdstoffe in dem Rutschabschnitt zu reduzieren; (2) unzureichende Schmierung in dem Schmierung benötigenden Solenoidabschnitt zu vermeiden; (3) eine nicht gleichmäßige Rutschbewegung der tassenförmigen Führung und des Kolbens zu reduzieren; und (4) einen Abrasionsverschleiß an der tassenförmigen Führung und dem Kolben zu reduzieren. Wie aus 6, 7 und 8 ersichtlich ist, weist CMP1 ein Steuerkolbenventil 101, ein Solenoid 102 und einen Tassenschaft 103 auf. Das Steuerkolbenventil 101 und das Solenoid 102 sind verbunden, um eine gemeinsame Mittelachse aufzuweisen. Der Tassenschaft 103 ist ein Element, um eine axiale Bewegung des Kolbens 106 zu dem Steuerkolben 105 zu übertragen. Das Steuerkolbenventil 101 weist Bauteile wie z.B. eine Buchse 104, den Steuerkolben 105 und eine Feder 110 auf.
Das Solenoid 102 weist einen aus einem magnetischen Material hergestellten Kolben 106 und eine Spule 107 auf, die durch das Zuführen von Strom erregt wird und den Kolben 106 magnetisiert, um eine Magnetkraft zu erzeugen, um den Kolben 106 anzuziehen und zu bewegen. Das Solenoid 102 weist ein Joch 108, das radial außerhalb der Spule 107 angeordnet ist und einen magnetischen Pfad ausbildet, und einen Statorkern 109 auf, der radial innerhalb der Spule 107 angeordnet ist und den magnetischen Pfad ausbildet. Das Solenoid 102 weist eine tassenförmige Führung 111 auf, die in einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form ausgebildet ist und radial innerhalb des Statorkerns 109 angeordnet ist, und einen Kragen 112, der radial innerhalb der tassenförmige Führung 111 angeordnet ist. Der Kragen 112 ist aus einem magnetischen Metall hergestellt. Der Kragen 112 ist angeordnet, um einer ringförmigen vorderen Endfläche des Kolbens 106 an einer radial inneren Seite der tassenförmigen Führung 111 gegenüberzuliegen. Der Kragen 112 ist angeordnet, um eine magnetische Kraft zu erhöhen, um den Kolben 106 anzuziehen.
Während das Solenoid 102 aktiviert ist, wird die Spule 107 mit Strom von einem Solenoidantriebsschaltkreis versorgt, der durch eine elektrische Steuereinheit (ECU) elektrisch gesteuert wird. Zu der Spule 107 zugeführter Strom ist ein mittels Einschaltdauer gesteuerter Schaltstrom.
Wie aus 8B ersichtlich ist, macht das Ölsteuerventil den Kolben 106 und die tassenförmige Führung 111 jeweils zueinander beweglich, indem es diese in eine dynamische reibende Betriebsart bringt, in der Mikroschwingungen verwendet werden, die durch eine Steuerfrequenz für die Steuerung der Einschaltdauer verursacht werden. Die Steuerfrequenz kann als eine Antriebsfrequenz bezeichnet werden, z.B. in einem Bereich von 250 Hz bis 300 Hz. Die Mikroschwingungen können ebenfalls als überlagerte Schwingungen bezeichnet werden, die ebenfalls die dynamische Reibung bedeuten können. In einem Fall, in dem eine auf den Kolben 106 wirkende Reibungskraft durch eine Reibung mit der tassenförmigen Führung 111 erhöht wird, wird es unmöglich, die überlagerten Schwingungen beizubehalten, was nahezu gleich zu einem Verlust der dynamischen Reibung ist. Als Ergebnis können der Kolben 106 und die tassenförmige Führung 111 in einen steckend rutschenden Zustand fallen, in dem der Kolben und die tassenförmige Führung 111 die dynamische Reibungsbetriebsart und die statische Reibungsbetriebsart zyklisch wiederholen.
9A ist ein Diagramm, das eine I-Q-Kurve eines guten Erzeugnisses zeigt. 9B ist ein Diagramm, das eine I-Q-Kurve eines schlechten Erzeugnisses zeigt. I-Q steht für eine Stromströmungsmengenkurve. Der Strom I (mA) ist ein Solenoidantriebsstrom, der von dem Solenoidantriebsschaltkreis zu der Spule 107 zugeführt wird. Die Strömungsmenge Q (l/min) ist eine Strömungsmenge von Öl. Wenn das Ölsteuerventil in den Steck-Rutsch-Zustand fällt, zeigt die I-Q-Kurve eine stufenartige Änderung, wie aus 9B ersichtlich ist.
Insbesondere weist das Ölsteuerventil des CMP1 ein Problem auf, dass ein Stecken (z.B. durch Einbrennen oder Ankleben) in einem Bereich auftritt, in dem weder zu den Vorlauf- noch Verzögerungskammern Öl zugeführt wird, wenn die relative Einschaltdauer des Solenoidstroms sich in einem Bereich von 40–60% befindet, und sich ein durchschnittlicher Strom in einem Bereich von 400–600 mA befindet, d.h. in einem Druckregulierungsbereich, in dem ein Druck reguliert wird, und eine Strömungsmenge des Öls nicht größer als 1,5 l/min ist.
8A zeigt die tassenförmige Führung 111. Die tassenförmige Führung 111 ist durch das Ausführen von Pressformen an einer mit nicht magnetischem Material hergestellten Metallscheibe in einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form ausgebildet. Die tassenförmige Führung 111 weist einen Flansch 121, einen abgeschrägten Abschnitt 122, einen großen zylindrischen Abschnitt 123 und einen kleinen zylindrischen Abschnitt 124 auf. Der Flansch 121 ist ringförmig ausgebildet und zwischen einem rückwärtigen Ende der Buchse 104 und einem vorderen Ende des Statorkerns 109 zusammen mit einem O-Ring 113 angeordnet. Der abgeschrägte Abschnitt 122 erstreckt sich schräg von einem radial inneren Bereich des Flanschs 121. Der große zylindrische Abschnitt 123 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet und zwischen einer äußeren Oberfläche des Kolbens 106 und einer inneren Oberfläche des Statorkerns 109 angeordnet. Der kleine zylindrische Abschnitt 124 ist in einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form ausgebildet, die einen kleineren Durchmesser aufweist als der große zylindrische Abschnitt 123. Der kleine zylindrische Abschnitt 124 ist zwischen einer äußeren Oberfläche des Kolbens 106 und einer inneren Oberfläche des Statorkerns 109 angeordnet. Eine ringförmige Stufe 125 ist zwischen dem großen zylindrischen Abschnitt 123 und dem kleinen zylindrischen Abschnitt 124 angeordnet.
Da eine Genauigkeit des Pressarbeitserzeugnisses gewöhnlicher Weise geringer als die eines durch Schneidbearbeitung hergestellten Erzeugnisses ist, und das Ölsteuerventil des CMP1 durch eine Pressbearbeitung hergestellt wird, sind die Endbearbeitung und die Winkel der Abschnitte des CMP1 wie z.B. des Flanschs 121 und des abgeschrägten Abschnitts 122 nicht so genau. In einem Fall, in dem die Endbearbeitung der tassenförmigen Führung 111 nicht genau ist, ist es schwierig, den Tassenschaft 103 und den Kolben 106 in einer geeigneten Ausrichtung zusammenzubauen. Zum Beispiel kann die tassenförmige Führung 111 von der geeigneten Position in einem Zusammenbauschritt geneigt werden. Dann kann der Tassenschaft 103 durch einen bestimmten Winkel mit Bezug auf eine Mittelachse CL1 des Steuerkolbens 105 und eine Mittelachse des Kolbens 106 geneigt sein. Als Ergebnis kann der Tassenschaft 103 seitlich verschoben sein und kann an einer Kante an dem Kolben 106 in Anlage sein, wie aus 10B ersichtlich ist.
In diesem Fall können relativ große Kräfte wie z.B. Seitenkräfte F1, F3, F6 und F7 auf jeden entsprechenden Abschnitt wirken, wie aus 11 ersichtlich ist. Die Seitenkräfte F1, F3, F6 und F7 werden in einer radialen Richtung vertikal zu der Mittelachse, d.h. einer seitlichen Richtung der beweglichen Bauteile wie z.B. dem Steuerkolben 105 und dem Kolben 106 erzeugt. F2 ist eine Reaktionskraft in einer Richtung entlang der Mittelachse, die von der Feder 110 auf den Steuerkolben 105 wirkt. F4 ist eine Schräglast, die durch eine Neigung des Tassenschafts 103 erzeugt wird und auf zumindest eines der Bauteile Steuerkolben 105 oder Kolben 106 wirkt. Fe ist eine Last in einer Richtung radial nach außen, d.h. einer Tangentenrichtung, die durch die Spule 107 erzeugt wird, während die Spule 107 durch einen Strom erregt ist.
Wie voranstehend erwähnt wurde, kann angenommen werden, dass an der I-Q-Kurve aufgrund von auf das bewegliche Element wie z.B. den Steuerkolben 105 und den Kolben 106 wirkenden relativ großen Seitenkräften ein Stecken auftreten kann. Falls zusätzlich Genauigkeitsanforderungen für die tassenförmige Führung 111 erhöht sind, kann es sehr schwierig werden, die tassenförmige Führung 111, die die in 8B ersichtliche Form aufweist, unter Verwendung von Pressbearbeitung herzustellen. Falls andererseits die Schneidbearbeitung eingesetzt ist, die die tassenförmige Führung 111 aus dem Rohmaterial heraus krümmt, um die tassenförmige Führung 111 herzustellen, werden die Herstellungskosten des Ölsteuerventil erhöht.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein elektromagnetisches Ventil bereitzustellen, das eine auf den Steuerkolben oder den Schaft aufgrund einer Neigung des Schafts mit Bezug auf die Mittelachse der Buchse oder des Steuerkolbens erzeugte Schräglast reduzieren kann.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung ist ein elektromagnetisches Ventil bereitgestellt, das ein Steuerkolbenventil (4) aufweist, das eine Buchse (1) aufweist, die in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, und sich entlang einer Mittelachse von einem Basisende zu einem distalen Ende erstreckt, und einen Steuerkolben (2) aufweist, der innerhalb einer in der Buchse ausgebildeten Steuerkolbenbohrung (14) in einer hin- und herbeweglichen Weise gelagert ist. Das elektromagnetische Ventil weist einen Schaft (5), der axial als nächstes an dem Steuerkolben angeordnet ist, um mit dem Basisende des Steuerkolbens in Berührung zu geraten, und ein elektromagnetisches Stellglied (6) auf. Das elektromagnetische Stellglied weist einen Statorkern (10–13), der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist und an dem Basisende der Buchse befestigt ist, und eine tassenförmige Führung (8), die in einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form ausgebildet ist und radial innerhalb des Statorkerns angeordnet ist, einen beweglichen Kern (9), der in einer Führung innerhalb der tassenförmigen Führung ausgebildeten Führungsbohrung (15) in einer hin- und herbeweglichen Weise gelagert und in einer einstückig beweglichen Weise mit dem Steuerkolben über den Schaft verbunden ist, und eine Spule (7) auf, die durch Strom erregbar ist, um den beweglichen Kern und den Statorkern zu magnetisieren. Der Schaft (5) weist einen ersten gestuften Abschnitt (16) auf, der in einer Form ausgebildet ist, um eine Stecker-Aufnahme-Verbindung (male female joint) bereitzustellen. Der erste gestufte Abschnitt ist an einem ersten Endabschnitt ausgebildet, der mit dem beweglichen Kern (9) in Bewegung gerät. Der bewegliche Kern (9) weist einen zweiten gestuften Abschnitt (18) auf, der in einer Form ausgebildet ist, um die Stecker-Aufnahme-Verbindung mit dem ersten gestuften Abschnitt bereitzustellen. Der zweite gestufte Abschnitt ist an einem zweiten Endabschnitt ausgebildet, der mit dem Schaft in Berührung gerät.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung sind der erste gestufte Abschnitt an dem Schaft und der zweite gestufte Abschnitt an dem beweglichen Kern durch die Stecker-Aufnahme-Verbindung in Eingriff. Deswegen ist es möglich, einen seitlichen Versatz des Schafts zu dem beweglichen Kern und eine Neigung des Schafts zu dem beweglichen Kern zu reduzieren. Sogar falls die Endbearbeitung der tassenförmigen Führung die gleiche wie in der CMP1 ist, ist es möglich, eine Schräglast, die an dem Steuerkolben oder dem Schaft aufgrund einer Neigung des Schafts mit Bezug auf die Mittelachse des Steuerkolbens erzeugt wird, zu reduzieren. Es ist möglich, Seitenkräfte zu reduzieren. Es ist möglich, ein Stecken des Kolbens zu reduzieren. Als Ergebnis ist es möglich, die Steuerfähigkeit der beweglichen Bauteile einschließlich des Kolbens, des Schafts und des Steuerkolbens mit Bezug auf den zu der Spule zugeführten Strom zu verbessern. Zusätzlich benötigt die tassenförmige Führung keine hohe Genauigkeit. Deswegen kann die tassenförmige Führung durch Pressbearbeitung hergestellt werden. Es ist ebenfalls möglich, die Kosten zum Herstellen der tassenförmigen Führung und des Ölsteuerventil zu reduzieren.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Offenbarung ist es möglich, da zwei oder mehr Kraftübertragungspunkte bereitgestellt sind, eine durch eine Neigung des Schafts mit Bezug auf die Mittelachse der Buchse oder des Steuerkolbens erzeugte Schräglast an dem Steuerkolben oder dem Schaft zu reduzieren. Als Ergebnis ist es möglich, Seitenkräfte zu reduzieren. Es ist möglich, ein Stecken des Kolbens zu reduzieren. Als Ergebnis ist es möglich, eine Steuerfähigkeit der beweglichen Bauteile einschließlich des Kolbens, des Schafts und des Steuerkolbens mit Bezug auf den zu der Spule zugeführten Strom zu verbessern.
Die voranstehend beschriebenen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung deutlicher werden, die mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen gegeben wird. In den Zeichnungen zeigt:
1 eine Querschnittsansicht eines elektromagnetischen Ölsteuerventils (Ölsteuerventil) gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 eine vergrößerte Querschnittsansicht von Bauteilen in dem Ölsteuerventil;
3A eine vergrößerte Querschnittsansicht von Bauteilen in dem Ölsteuerventil;
3B eine vergrößerte Ansicht eines durch einen Kreis in 3A bezeichneten Bereich;
4 eine schematische Ansicht, die auf das Ölsteuerventil wirkende Seitenkräfte zeigt;
5A eine vergrößerte Querschnittsansicht von Bauteilen in einem Ölsteuerventil gemäß einer zweiten Ausführungsform;
5B eine vergrößerte Querschnittsansicht von Bauteilen in einem Ölsteuerventil gemäß einer dritten Ausführungsform;
6 eine Querschnittsansicht eines Ölsteuerventil gemäß einer Vergleichsausführungsform;
7 eine teilweise Querschnittsansicht des in 6 gezeigten Ölsteuerventil;
8A eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine tassenförmige Führung zeigt;
8B ein Diagramm, das ein Reibungsmodell zeigt;
9A ein Diagramm, das eine I-Q-Kurve eines guten Erzeugnisses zeigt;
9B ein Diagramm, das eine I-Q-Kurve eines schlechten Erzeugnisses zeigt;
10A eine vergrößerte Querschnittsansicht von Bauteilen in dem in 6 gezeigten Ölsteuerventil;
10B eine vergrößerte Querschnittsansicht, die relativ geneigte Bauteile in dem in 6 gezeigten Ölsteuerventil zeigt;
11 eine schematische Ansicht, die auf das in 6 gezeigte Ölsteuerventil wirkende Seitenkräfte zeigt; und
12 eine vergrößerte Querschnittsansicht von Bauteilen in einem Ölsteuerventil gemäß einer von anderen Ausführungsformen.
(Erste Ausführungsform)
Im Folgenden wird eine Form die vorliegende Erfindung zu implementieren ausgehend von Zeichnungen im Detail erläutert.
1 bis 4 zeigen ein elektromagnetisches Ölsteuerventil (OCV), das als Bauteil eines variablen Ventilzeitsystems für eine Brennkraftmaschine verwendet wird. Das Ölsteuerventil wird betätigt, um einen Ölstrom zu steuern, der zu einem variablen Ventilzeitmechanismus (VVT) zugeführt und von diesem abgegeben wird.
Das variable Ventilzeitsystem hat den VVT, einen Ölkreislauf, das Ölsteuerventil und eine Maschinensteuereinheit (ECU). Der VVT kann eine Öffnungszeit und/oder eine Schließzeit eines Ventils der Brennkraftmaschine in einer kontinuierlich variablen Weise variieren. Das Ventil kann ein Einlassventil, ein Auslassventil oder beides sein. Der VVT kann an einem Antriebsstrang für eine Nockenwelle zum Betätigen des Ventils angeordnet sein. Die Brennkraftmaschine kann an einem Fahrzeug montiert sein, um das Fahrzeug zu bewegen. Der Ölkreislauf ist angeordnet, um den VVT zu steuern. Der Ölkreislauf ist angeordnet, um Öl zu dem VVT zuzuführen und Öl von dem VVT zurückzugewinnen. Das Ölsteuerventil ist in dem Ölkreislauf installiert. Die ECU steuert das Ölsteuerventil elektrisch.
Der VVT kann ein Hydraulikstellglied der Art mit Flügel sein. Der VVT weist ein Schuhgehäuse auf, das in einer synchronen Weise mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gedreht wird. Der VVT weist einen Flügelrotor auf, der innerhalb des Schuhgehäuses in einer relativ drehbaren Weise angeordnet ist und mit der Nockenwelle in einer einstückig drehbaren Weise betrieblich verbunden ist. Der VVT weist außerdem Hydraulikstellglieder auf, die innerhalb des Schuhgehäuses ausgebildet sind. Die Hydraulikstellglieder können durch variable Kammern bereitgestellt sein, die zwischen dem Schuhgehäuse und dem Flügelrotor definiert sind. Der VVT dreht die Nockenwelle in eine Vorlaufrichtung oder eine Verzögerungsrichtung, indem er den Flügelrotor relativ zu dem Schuhgehäuse dreht, indem er das Hydraulikstellglied verwendet.
Das Gehäuse kann einstückig mit einem Zahnkranz verbunden sein, der durch ein Befestigungselement wie z.B. eine Schraube mit dem Gehäuse verbunden ist, und über einen Zeitriemen oder eine -kette durch die Kurbelwelle gedreht wird. Ein Inneres des Gehäuses definiert eine Mehrzahl von Kammeraussparungen, die eine Form eines Ventilators aufweisen. Das Gehäuse kann in eine Hauptrichtung gedreht werden, wie z.B. in die Richtung nach rechts. Diese Hauptrichtung kann der Vorlaufrichtung entsprechen.
Der Flügelrotor ist an einem Ende der Nockenwelle an einer vorbestimmten Position unter Verwendung eines Positionselements wie z.B. eines Stiftes positioniert. Der Flügelrotor ist an dem Ende der Nockenwelle durch ein Befestigungselement wie z.B. eine Schraube befestigt. Der Flügelrotor dreht einstückig und synchron mit der Nockenwelle. Die Nockenwelle ist drehbar an dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine gelagert. Die Nockenwelle ist betätigbar mit der Kurbelwelle gekoppelt, so dass die Nockenwelle für zwei Umdrehungen der Kurbelwelle einmal dreht. Die Nockenwelle ist eine Einlassnockenwelle oder eine Auslassnockenwelle. Die Nockenwelle weist eine Mehrzahl Nockenabschnitte auf. Zum Beispiel kann die Nockenwelle Nockenabschnitte aufweisen, die der Anzahl der Zylinder entsprechen. Jeder Nockenabschnitt weist ein Nockenprofil auf, das die Ventilzeit wie z.B. die Ventilöffnungszeit und/oder Ventilschließzeit definiert. Jeder Nockenabschnitt betätigt ein Einlassventil zum Öffnen und Schließen einer Einlassöffnung oder ein Auslassventil zum Öffnen und Schließen einer Auslassöffnung.
Der Flügelrotor weist zumindest einen Flügel auf, der die innerhalb des Schuhgehäuses definierte Kammer in eine erste Druckkammer und eine zweite Druckkammer unterteilt. Die erste Druckkammer und die zweite Druckkammer stellen die Vorlaufkammer und die Verzögerungskammer bereit. Der Flügelrotor ist an dem Gehäuse in einer drehbaren Weise innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs angeordnet. Der Flügelrotor ist in beide Richtungen drehbar. Die Vorlaufkammer ist eine Vorlaufölkammer, um den Flügelrotor durch auf beide Seiten des Flügels wirkenden Öldruck in eine Vorlaufrichtung zu drehen. Die Vorlaufkammer kann als eine erste Fluidkammer bezeichnet werden. Die Vorlaufkammer ist innerhalb der Kammer an dem Gehäuse definiert und ist an einer Seite des Flügels entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Gehäuses angeordnet. Die Verzögerungskammer ist eine Verzögerungsölkammer zum Drehen des Flügelrotors in eine Verzögerungsrichtung durch einen auf beide Seiten des Flügels wirkenden Öldruck. Die Verzögerungskammer kann als eine zweite Fluidkammer bezeichnet werden. Die Verzögerungskammer ist innerhalb der Kammer an dem Gehäuse definiert und ist an einer Seite des Flügels an der Drehrichtung des Gehäuses angeordnet.
Der Ölkreislauf ist ein drehendes Leistungssystem, das den Flügelrotor durch Erzeugen eines Druckunterschieds zwischen der Vorlaufkammer und der Verzögerungskammer relativ zu dem Gehäuse dreht. Der Ölkreislauf erzeugt den Druckunterschied durch das Zuführen von Öl zu einer aus Vorlaufkammer und Verzögerungskammer und gleichzeitigem Abgeben von Öl von der anderen aus Vorlaufkammer und Verzögerungskammer. Der Ölkreislauf weist eine Ölpumpe auf, die durch die Brennkraftmaschine oder einen elektrischen Motor angetrieben sein kann. Der Ölkreislauf weist einen ersten Kammerdurchtritt auf, der verwendet wird, um Öl zu der Vorlaufkammer zuzuführen und verwendet wird, um Öl von der Vorlaufkammer abzuführen. Der Ölkreislauf weist einen zweiten Kammerdurchtritt auf, der verwendet wird, um Öl zu der Verzögerungskammer zuzuführen und verwendet wird, um Öl von der Verzögerungskammer abzugeben. Der Ölkreislauf weist außerdem das Ölsteuerventil auf, das durch die Ölpumpe mit Druck beaufschlagtes Öl zu der Vorlaufkammer oder der Verzögerungskammer in einer auswählbar geschalteten Weise zuführt.
Die Ölpumpe ist eine Vorrichtung zum Erzeugen von mit Druck beaufschlagtem Öl durch das Ansaugen von Öl in einer Ölwanne nach oben. Die Ölwanne ist ein Ölspeicher, in dem Maschinenöl zum Schmieren der Brennkraftmaschine gespeichert ist. Die Ölwanne kann durch einen Öltank ersetzt werden. Ein Abgabeanschluss der Ölpumpe ist mit dem Ölzufuhrdurchtritt verbunden. Das Ölsteuerventil, das ein elektromagnetisches Ventil ist, ist an einem stromabwärts liegenden Ende des Ölzufuhrdurchtritts angeordnet.
Das Ölsteuerventil weist ein Steuerkolbenventil 4, einen aus einem nicht magnetischen Material hergestellten Tassenschaft 5 und ein elektromagnetisches Stellglied 6 auf. Das Steuerkolbenventil weist eine zylindrische Buchse 1, einen zylindrischen Steuerkolben 2 und eine Feder 3 auf. Das elektromagnetische Stellglied 6 wird ebenfalls als ein Solenoid 6 bezeichnet. Das Ölsteuerventil kann ebenfalls als elektromagnetisches Ölsteuerventil oder elektromagnetisches Steuerkolbensteuerventil bezeichnet werden. Das Ölsteuerventil ist durch das einstückige Verbinden des Steuerkolbenventils 4 und des Solenoids 6 in Serie entlang der Mittelachse an einem Basisende des Steuerkolbenventils 4 und einem distalen Ende des Solenoids 6 bereitgestellt. Das Steuerkolbenventil 4 weist eine Buchse 1 auf, die in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, und sich entlang einer Mittelachse von einem Basisende zu einem distalen Ende erstreckt. Das Steuerkolbenventil 4 weist einen Steuerkolben 2 auf, der innerhalb einer in der Buchse 1 ausgebildeten Steuerkolbenbohrung 14 in einer hin- und herbeweglichen Weise gelagert ist. Der Tassenschaft 5 ist axial als nächstes an dem Steuerkolben 2 angeordnet, um mit dem Basisende des Steuerkolbens 2 in Berührung zu geraten. Das Solenoid 6 weist Bauteile wie z.B. eine Solenoidspule 7, z.B. eine Spule 7, eine aus einem nicht magnetischen Material hergestellte Tassenförmigen Führung 8, einen Kolben 9, ein Joch 10, Statorkerne 11 und 12 und einen Kragen 13 auf. Der Kolben 9, das Joch 10, die Statorkerne 11 und 12 und der Kragen 13 sind aus einem magnetischen Material hergestellt.
Der Tassenschaft 5 ist ein Leistungsübertragungselement, das den Steuerkolben 2 und den Kolben 9 in einer einstückig beweglichen Weise verbindet. Der Tassenschaft 5 ist axial als nächstes an dem Steuerkolben 2 angeordnet, um mit dem Basisende des Steuerkolbens 2 in Berührung zu geraten. Der Tassenschaft 5 weist den ersten gestuften Abschnitt 16 auf, der in einer Form ausgebildet ist, um eine Stecker-Aufnahme-Verbindung auszubilden. Der erste gestufte Abschnitt 16 ist an einem ersten Endabschnitt ausgebildet, der mit dem Kolben 9 in Berührung gerät. Der erste gestufte Abschnitt 16 definiert eine erste Endoberfläche 17, die mit einem vorderen Ende des Kolbens 9 in Berührung gerät. Der Kolben 9 weist einen zweiten gestuften Abschnitt 18 auf, der in einer Form ausgebildet ist, um mit dem ersten gestuften Abschnitt 16 eine Stecker-Aufnahme-Verbindung auszubilden. Der zweite gestufte Abschnitt 18 ist an einem zweiten Endabschnitt ausgebildet, der mit dem Tassenschaft 5 in Berührung gerät. Der zweite gestufte Abschnitt 18 definiert eine zweite Endoberfläche 19, die mit dem Tassenschaft 5 in Berührung gerät.
Die Buchse 1 ist in eine sich an einer Seitenoberfläche eines Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine öffnende Montagebohrung eingefügt und eingepasst. Die Buchse 1 ist ein zylindrisches Ventilgehäuse, das sich axial entlang einer Mittelachse von dem Basisende zu dem distalen Ende erstreckt. Das Basisende ist ein Verbindungsende zu dem Solenoid. Das distale Ende ist ein Ende zum Abdecken einer Feder. Die Buchse 1 definiert eine Mehrzahl Anschlüsse 21–25, durch die für den VVT verwendetes Öl strömt. Die Anschlüsse 21–25 verbinden eine radial innenliegende Seite und eine radial außenliegende Seite der Buchse 1 in radialen Richtungen, die vertikal zu der Mittelachse der Steuerkolbenbohrung 14 liegen. Die Steuerkolbenbohrung 14 erstreckt sich entlang der Mittelachse und ist innerhalb der Buchse 1 ausgebildet. Die Steuerkolbenbohrung 14 lagert den Steuerkolben 2 in einer Weise, dass der Steuerkolben 2 entlang der Mittelachse frei gleitfähig ist. Die Steuerkolbenbohrung 14 ist eine Gleitbohrung, an der der Steuerkolben 2 direkt gleitet.
Die Anschlüsse 21–25 sind ausgebildet, um eine Ölzufuhr und eine Ölabgabe für die Vorlaufkammer und die Verzögerungskammer zu gestatten. Die Anschlüsse 21–25 öffnen sich in radialen Richtungen, die vertikal zu der Mittelachse der Steuerkolbenbohrung 14 liegen. Die Anschlüsse 21–25 ausgebildet, um sich mit vorbestimmten Abständen entlang der Mittelachse der Steuerkolbenbohrung 14 zu öffnen. Die Anschlüsse 21–25 schließen einen Vorlaufentleerungsanschluss 21, einen Vorlaufanschluss 22, einen Ölzufuhranschluss 23, einen Verzögerungsausgangsanschluss 24 und einen Verzögerungsentleerungsanschluss 25 ein. Der Vorlaufentleerungsanschluss 21 kann ebenfalls als erster Ölabgabeanschluss zum Abgaben von Öl von dem Inneren der Steuerkolbenbohrung 14 zu einer Ölwanne bezeichnet werden. Der Vorlaufausgangsanschluss 22 gibt Öl von dem Inneren der Steuerkolbenbohrung 14 zu der Vorlaufkammer aus. Der Ölzufuhranschluss 23 kann ebenfalls als ein Eingangsanschluss bezeichnet werden, durch den Öl von der Ölwanne zu dem Inneren der Steuerkolbenbohrung 14 über eine Pumpe zugeführt wird. Der Verzögerungsausgangsanschluss 24 gibt Öl von dem Inneren des Spulenkörpers 14 zu der Verzögerungskammer aus. Der Verzögerungsentleerungsanschluss 25 kann ebenfalls als zweiter Ölabgabeanschluss zum Abgeben von Öl von dem Inneren der Steuerkolbenbohrung 14 zu einer Ölwanne bezeichnet werden.
Der Vorlaufentleerungsanschluss 21 ist über einen Vorlaufentleerungsdurchtritt, d.h. einen ersten Entleerungsdurchtritt mit einer Ölwanne verbunden. Der Vorlaufausgangsanschluss 22 ist über einen Vorlaufdurchtritt, d.h. einen ersten Kammerdurchtritt mit der Vorlaufkammer verbunden. Der Ölzufuhranschluss 23 ist mit einer Ölabgabeöffnung der Ölpumpe über einen Ölzufuhrdurchtritt verbunden. Der Verzögerungsausgangsanschluss 24 ist über einen Verzögerungsdurchtritt, d.h. einen zweiten Kammerdurchtritt, mit der Verzögerungskammer verbunden. Der Verzögerungsentleerungsanschluss 25 ist über einen Verzögerungsentleerungsdurchtritt, d.h. einen zweiten Entleerungsdurchtritt, mit der Ölwanne verbunden.
Die Anschlüsse sind durch Durchgangsbohrungen bereitgestellt, die an einer radial außenliegenden Oberfläche der Buchse 1 Öffnungen aufweisen. Die Anschlüsse sind in der folgenden Reihenfolge von dem distalen Ende zu dem Basisende der Buchse 1 angeordnet: der Vorlaufentleerungsanschluss 21, der Vorlaufausgangsanschluss 22, der Ölzufuhranschluss 23, der Verzögerungsausgangsanschluss 24 und der Verzögerungsentleerungsanschluss 25. Das distale Ende der Buchse 1 ist in 1 an der linken Seite ersichtlich und ist ein dem Solenoid gegenüberliegendes Ende. Das Basisende der Buchse 1 ist in 1 an der rechten Seite ersichtlich und ist ein dem Solenoid nahes Ende. Das Basisende der Buchse 1 stellt ein Öffnungsende bereit. Eine Verbindungsendoberfläche, die mit dem Solenoid verbunden ist, ist an dem Basisende der Buchse 1 ausgebildet. Die Buchse 1 weist einen Flansch 26 auf, der in einer Ringform ausgebildet ist, der sich an einer radial außenliegenden Seite der Verbindungsendoberfläche erstreckt.
Der Steuerkolben 2 weist eine Mehrzahl große Schaftabschnitte 31–34 auf, die einen Außendurchmesser aufweisen, der im Wesentlichen einem Innendurchmesser einer Bohrung der Buchse 1 entspricht, d.h. einem Innendurchmesser der Steuerkolbenbohrung 14. Die Mehrzahl große Schaftabschnitte 31–34 steuert einen Verbindungszustand zwischen den Anschlüssen 21–25. Die großen Schaftabschnitte 31–34 können ebenfalls als erste bis vierte Anschlussflächen 31–34 bezeichnet werden. Die äußere Oberfläche der ersten bis vierten Anschlussflächen 31–34 stellt eine Rutschoberfläche bereit, die direkt an einer inneren Oberfläche der Steuerkolbenbohrung 14 rutscht. Der Steuerkolben 2 weist einen kleinen Schaftabschnitt 35 auf, der die erste Anschlussfläche 31 und die zweite Anschlussfläche 32 verbindet, damit diese sich zusammen bewegen. Der Steuerkolben 2 weist einen kleinen Schaftabschnitt 36 auf, der die zweite Anschlussfläche 32 und die dritte Anschlussfläche 33 verbindet, um diese zusammen zu bewegen. Der Steuerkolben 2 weist einen kleinen Schaftabschnitt 37 auf, der die dritte Anschlussfläche 33 und die vierte Anschlussfläche 34 verbindet, um diese zusammen zu bewegen.
Ein Vorlaufentleerungskanal 41 ist zwischen einer inneren Oberfläche der Buchse 1 und einer äußeren Oberfläche an dem kleinen Schaftabschnitt 35 des Steuerkolbens 2 ausgebildet. Die innere Oberfläche der Buchse 1 ist eine Wandoberfläche, die die Steuerkolbenbohrung 14 definiert. Der Vorlaufentleerungskanal 41 kann ebenfalls als erster Ölabgabekanal bezeichnet werden, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist. Der Vorlaufentleerungskanal 41 verbindet den Vorlaufentleerungsanschluss 21 und den Vorlaufausgangsanschluss 22, wenn der Steuerkolben 2 an einer vorgegebenen Position positioniert ist.
Ein Zentralkanal 42 ist zwischen der inneren Oberfläche der Buchse 1 und der äußeren Oberfläche des kleinen Schaftabschnitts 36 des Steuerkolbens 2 ausgebildet. Der Zentralkanal 42 verbindet den Vorlaufausgangsanschluss 22 und den Ölzufuhranschluss 23, wenn der Steuerkolben 2 an einer Vollhubposition positioniert ist. Der Zentralkanal 42 kann ebenfalls als erster Ölzufuhrkanal bezeichnet werden, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, wenn der Zentralkanal 42 Öl zu dem Vorlaufausgangsanschluss 22 zuführt.
Der Zentralkanal 42 verbindet den Verzögerungsausgangsanschluss 24 und den Ölzufuhranschluss 23, wenn der Steuerkolben 2 an der vorgegebenen Position positioniert ist. Der Zentralkanal 42 kann ebenfalls als zweiter Ölzufuhrkanal bezeichnet werden, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, wenn der Zentralkanal 42 Öl zu dem Verzögerungsausgangsanschluss 24 zuführt.
Ein Verzögerungsentleerungskanal 43 ist zwischen der inneren Oberfläche der Buchse 1 und der äußeren Oberfläche an dem kleinen Schaftabschnitt 37 des Steuerkolbens 2 ausgebildet. Der Verzögerungsentleerungskanal 43 kann ebenfalls als ein Verzögerungsabgabekanal bezeichnet werden, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist. Der Verzögerungsentleerungskanal 43 verbindet den Verzögerungsausgangsanschluss 24 und den Verzögerungsentleerungsanschluss 25, wenn der Steuerkolben 2 an der Vollhubposition positioniert ist.
Die Feder 3 ist eine Kompressionsspiralfeder, die eine drängende Kraft zum Drängen des Steuerkolbens 2 zu dem Basisende der Buchse 1 erzeugt. Die Feder 3 stellt eine Drängvorrichtung bereit, d.h. eine Vorspannvorrichtung. Die Feder 3 spannt immer den Steuerkolben 2 zu dem Basisende hin vor, d.h. zu der vorgegebenen Seite oder der Seite des Solenoids. Die Feder 3 ist innerhalb einer Federkammer 44 zum Aufnehmen der Feder 3 angeordnet. Die Feder 3 ist so angeordnet, dass die Feder 3 immer zwischen einer Wandoberfläche, d.h. einem Federsitz an der Buchse 1, und einer Wandoberfläche, d.h. einem Federsitz an dem Steuerkolben 2, zusammengedrückt wird.
Das Solenoid 6 stellt ein elektromagnetisches Stellglied bereit. Das Solenoid 6 weist einen Statorkern auf, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, und an dem Basisende der Buchse 1 befestigt ist. Das Solenoid 6 weist eine Spule 7 auf, um einen Magnetfluss zu erzeugen, wenn es durch einen Strom erregt ist. Das Solenoid 6 hat einen Statorkern, der einen radial außenliegenden Kern und einen radial innenliegenden Kern aufweist. Der radial außenliegende Kern ist aus einem magnetischen Material hergestellt und an einer radial außenliegenden Seite der Spule 7 angeordnet, um einen Magnetpfad an der radial außenliegenden Seite der Spule 7 bereitzustellen. Der radial außenliegende Kern ist durch magnetische Elemente wie z.B. ein Joch 10 bereitgestellt. Der radial innenliegende Kern ist aus einem magnetischen Material hergestellt und ist an einer radial innenliegenden Seite der Spule 7 angeordnet, um einen magnetischen Pfad in der radial innenliegenden Seite der Spule 7 bereitzustellen. Der radial innenliegende Kern ist durch magnetische Elemente wie z.B. Elemente 11 von 12 bereitgestellt. Das Solenoid 6 weist einen Verbinder 45 zum Bereitstellen externer elektrischer Verbindungen zwischen einem Paar Spulen Leitungsdrähte auf, die sich von der Spule 7 und einem externen Schaltkreis erstrecken.
Das Solenoid 6 weist eine tassenförmige Führung 8, einen Kolben 9 und einen Kragen 13 auf. Die tassenförmige Führung 8 ist aus einem nicht magnetischen Material hergestellt und radial innen der Elemente 11 von 12 für einen Statorkern liegend angeordnet. Die tassenförmige Führung 8 ist in einer Form eines mit einem Boden versehenen Zylinders ausgebildet. Der Kolben 9 stellt einen beweglichen Kern bereit. Der Kolben 9 ist in einer Führungsbohrung 15 gelagert, die innerhalb der tassenförmigen Führung 8 in einer hin- und herbeweglichen Weise ausgebildet ist. Der Kolben 9 ist über den Tassenschaft 5 in einer einstückig beweglichen Weise mit dem Steuerkolben 2 verbunden. Der Kragen 13 ist aus einem magnetischen Material hergestellt und ist zwischen einer radial innenliegenden Seite der tassenförmigen Führung 8 und einer radial außenliegenden Seite des Tassenschafts 5 angeordnet und eingefügt. Das Solenoid 6 weist eine Spule 7 auf, die durch Strom erregt werden kann, um den Kolben 9 und den Statorkern zu magnetisieren, um den Kolben 9 zu bewegen.
Die Spule 7 erzeugt einen Magnetfluss, wenn die Spule 7 dadurch erregt wird, dass mit Strom versorgt wird. Der Magnetfluss zieht den Kolben 9 zu einem magnetisch anziehenden Abschnitt 11 des Statorkerns und dem magnetischen gegenüberliegenden Abschnitt 65 an dem Kragen 13 an. Die Spule 7 stellt ein Magnetflusserzeugungselement bereit, um einen Magnetfluss zum Bewegen des Kolbens 9 zu erzeugen. Die Spule 7 ist ein Magnetkrafterzeugungselement, um eine Magnetkraft zum Anziehen des Kolbens 9 zu erzeugen. Die Spule 7 weist einen Draht auf, der eine isolierende Schicht aufweist. Die Spule 7 ist auf einen Spulenkörper 46 aufgewickelt, der einen zylindrischen Körper und ein Paar Flansche aufweist und aus einem isolierenden Harzmaterial hergestellt ist. Der Draht ist zwischen den Flanschen für mehrere Male um den zylindrischen Körper gewickelt. Die Spule 7 treibt und bewegt den Steuerkolben 2, den Tassenschaft 5 und den Kolben 9 durch die Magnetkraft in eine Richtung zu dem distalen Ende des Solenoids, d.h. die eine Richtung, die in der Zeichnung die eine Richtung zu der linken Seite ist. Das Solenoid 6 stellt einen Magnetschaltkreis bereit, der dafür sorgt, dass der Magnetfluss durch den Kolben 9, das Joch 10 und die Statorkerne 11 von 12 in einer konzentrierten Weise durchtritt.
Die Spule 7 weist einen Spulenabschnitt auf, der auf den Spulenkörper 46 aufgewickelt ist, und ein Paar Leitungsdrähte, die sich von dem Spulenabschnitt erstrecken. Das Paar Leitungsdrähte kann elektrisch mit dem externen Schaltkreis verbunden sein, d.h. mit einer ECU mit einer externen Leistungsquelle und einem externen Steuerkreislauf, über Anschlüsse, d.h. externe Verbindungsanschlüsse in dem Verbinder 45. Eine außenliegende Seite der Spule 7 ist mit einem Formharz 47 bedeckt, das ein synthetisches Harz ist, das eine isolierende Eigenschaft aufweist. Das Formharz 47 ist ebenfalls ausgebildet, um ein Gehäuse des Verbinders 45 bereitzustellen, das die Anschlüsse aufnimmt, um das distale Ende der Anschlüsse freizulegen. Das Gehäuse kann als ein Verbindergehäuse bezeichnet werden, das aus einem synthetischen Harz hergestellt ist, das eine isolierende Eigenschaft aufweist.
Die Spule 7 ist über einen durch die ECU gesteuerten Solenoidantriebsschaltkreis mit der externen Leistungsquelle z.B. einer an dem Fahrzeug montierten Batterie verbunden. Die ECU ist durch einen Mikrocomputer bereitgestellt, der Bauteile mit zumindest einer CPU, einem ROM und einem RAM aufweist. Die ECU steuert den zu der Spule 7 zugeführten Strom über eine relative Einschaltdauersteuerung. Die ECU steuert eine axiale Position, d.h. eine Hubgröße des Steuerkolbens 2 in einer linearen Weise, indem sie eine variable Steuerung des Stroms so ausführt, dass die Vorlaufkammer und die Verzögerungskammer Öldruck gemäß dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine erhalten, und eine Winkelphase der Nockenwelle kontinuierlich gemäß dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine gesteuert wird.
Wenn der Strom durch die relative Einschaltdauer von 0% gesteuert wird und ausgeschaltet wird, wird der Steuerkolben 2 in der Zeichnung an der äußerst linken Seite positioniert. In dieser Betriebsart verbindet der Steuerkolben 2 zwischen dem Vorlaufausgangsanschluss 22 und dem Vorlaufentleerungsanschluss 21 und verbindet zwischen dem Verzögerungsausgangsanschluss 24 und dem Ölzufuhranschluss 23.
Wenn der Strom durch die relative Einschaltdauer von 100% gesteuert wird und eingeschaltet wird, ist der Steuerkolben 2 an der in der Zeichnung äußerst rechten Position positioniert. In dieser Betriebsart verbindet der Steuerkolben 2 zwischen dem Verzögerungsausgangsanschluss 24 und dem Verzögerungsentleerungsanschluss 25 und verbindet zwischen dem Vorlaufausgangsanschluss 22 und dem Ölzufuhranschluss 23.
Mit anderen Worten, desto größer die relative Einschaltdauer, desto weiter vorgezogen ist die Ventilzeit für das Einlassventil, und desto kleiner die relative Einschaltdauer, desto mehr verzögert ist die Ventilzeit für das Einlassventil. Wenn die relative Einschaltdauer sich in einem Bereich von 40% bis 60% befindet, und der Steuerkolben 2 an einer neutralen Mittelposition positioniert ist, verbindet das Ölsteuerventil den Vorlaufausgangsanschluss 22 und den Verzögerungsausgangsanschluss 24 mit einem beliebigen aus Vorlaufentleerungsanschluss 21, dem Ölzufuhranschluss 23 und dem Vorlaufentleerungsanschluss 25. Diese neutrale Betriebsart ist ein Bereich, in dem kein Öl weder zu der Vorlaufkammer noch zu der Verzögerungskammer zugeführt wird, d.h. ein Druckregulierungsbereich, in dem die Drücke in den Kammern reguliert sind, während eine Strömungsmenge des Öls nicht größer als 1,5 l/min beibehalten bleibt.
Das Joch 10 ist aus einem magnetischen Metall, z.B. ferromagnetischen Materialien wie z.B. Eisen hergestellt, das magnetisiert werden kann, wenn die Spule 7 durch Strom erregt wird, und stellt einen äußeren Statorkern bereit, der radial außenliegend der Spule 7 angeordnet ist. Das Joch 10 weist einen zylindrischen Körper auf, der die Perimeterseite der Spule 7 abdeckt. Das Joch 10 weist Fingerspitzen 48 an einer Öffnungskante auf, d.h. an der distalen Endseite des Solenoids in der axialen Richtung. Die Fingerspitzen 48 sind verformt, um den Flansch 26 der Buchse 1 sicher zu halten.
Der Statorkern 11 und der Statorkern 12 stellen einen inneren Statorkern bereit, der radial innerhalb der Spule 7 angeordnet ist. Der Statorkern 11 ist ein erster Statorkern, der angeordnet ist, um einen magnetischen Fluss schräg zu dem distalen Ende des Kolbens 9 zuzuführen, und zieht den Kolben 9 in eine erste Richtung, d.h. eine Richtung zu dem Steuerkolben 2 hin. Der Statorkern 12 ist ein zweiter Statorkern, der angeordnet ist, eine zu der radial außenliegenden Oberfläche des Kolbens 9 gerichtete zylindrische Oberfläche bereitzustellen, um einen magnetischen Fluss radial zu der radial außenliegenden Oberfläche des Kolbens 9 zuzuführen.
Das Joch 10 und der Statorkern 12 sind einstückig durch ein kontinuierliches Material ausgebildet. Zusätzlich können das Joch 10 und der Statorkern 12 durch getrennte Bauteile ausgebildet sein.
Die Statorkerne 11 und 12 sind aus einem magnetischen Metall, z.B. einem ferromagnetischen Material wie z.B. Eisen hergestellt, das magnetisiert werden kann, wenn die Spule 7 mit Strom versorgt wird. Der Statorkern 11 weist einen ringförmigen Flansch 53 auf, der zwischen der Buchse 1 und dem Flansch an dem Spulenkörper 46 angeordnet ist. Der Flansch 53 ist fest zwischen die Buchse 1 und einen kreisförmigen Ringabschnitt 52 einer Klammer 51 zum sicheren Befestigen des Ölsteuerventil an der Brennkraftmaschine oder einem Stützelement eingefügt. Der Statorkern 12 weist einen zylindrischen Abschnitt und einen Flansch 54 auf. Der zylindrische Abschnitt ist angeordnet, um die radial außenliegende Seite des Kolbens 9 durch den zylindrischen Abschnitt der tassenförmigen Führung 8 abzudecken. Der Flansch 54 ist ausgebildet, um sich von einem rückwärtigen Ende des zylindrischen Abschnitts in einer radialen Richtung nach außen zu erstrecken, und ist magnetisch mit dem Joch 10 verbunden. Der zylindrische Abschnitt des Kolbens 9 und der zylindrische Abschnitt des Statorkerns 12 definieren einen zylindrischen Freiraum, der als magnetischer Fluss bezeichnet werden kann, der einen Spalt oder einen Seitenspalt passiert. In der dargestellten Ausführungsform sind die Statorkerne 11 und 12 durch getrennte Elemente bereitgestellt. Alternativ können die Statorkerne 11 und 12 durch ein einstückig ausgebildetes einzelnes Bauteil bereitgestellt sein.
Die tassenförmige Führung 8 ist aus einem nicht magnetischen Material wie z.B. einem dünnen rostfreien Blatt hergestellt. Die tassenförmige Führung 8 weist eine zylindrische Kolbenführung 55, d.h. eine zylindrische Seitenwand auf, die zwischen dem zylindrischen Abschnitt der Statorkerne 11 und 12 und dem zylindrischen Abschnitt des Kolbens 9 angeordnet ist. Die tassenförmige Führung 8 ist angeordnet, um zu verhindern, dass ein Öl von dem Inneren des Solenoids 6 nach außen ausströmt, d.h. von der Seite des Kolbens zu der Seite des Statorkerns. Die Führungsbohrung 15 ist an einem Inneren der Kolbenführung 55 ausgebildet. Die Führungsbohrung 15 weist einen Querschnitt auf, der gestattet, dass die radial außenliegende Oberfläche des Kolbens 9 direkt an der Führungsbohrung 15 gleitet.
Die tassenförmige Führung 8 ist in einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form ausgebildet, die die Kolbenführung 55, eine Bodenwand 56 und einen Flansch 57 aufweist. Die Kolbenführung 55 ist ausgebildet, um sich an einem Ende zu öffnen, um zu der Steuerkolbenbohrung 14 gerichtet zu ein. Dieses sich öffnende Ende ist vergrößert, um den Flansch 57 bereitzustellen. Die Kolbenführung 55 ist an dem anderen Ende geschlossen, d.h. an der Basisendseite des Solenoids 6, durch die Bodenwand 56. Der Flansch 57 ist einstückig mit der Kolbenführung 55 ausgebildet. Der Flansch 57 erstreckt sich von der Öffnung der Kolbenführung 55 nach außen. Der Flansch 57 ist an der vorderen Seite zu dem Flansch 53 an dem Statorkern 11 angeordnet. Der Flansch 57 ist durch das feste dazwischen Einfügen zwischen dem Flansch 53 und der Verbindungsendoberfläche an der Buchse 1 befestigt. Ein O-Ring 58 ist zwischen dem Flansch 57 und der Verbindungsendoberfläche vorgesehen.
Der Kolben 9 ist innerhalb einer radial innenliegenden Seite der tassenförmigen Führung 8 vorgesehen, um eine Öldichtung in einer hin- und hergleitbaren Weise in einer axialen Richtung des Solenoids 6 bereitzustellen. Der Kolben 9 ist aus einem magnetischen Metall, z.B. aus einem ferromagnetischen Material wie z.B. Eisen hergestellt, das magnetisiert wird, wenn die Spule 7 durch Strom erregt wird. Der Kolben 9 ist ein beweglicher Kern, d.h. ein sich bewegender Kern, der in die eine Richtung entlang der Achse des Solenoids 6 durch die Magnetkraft der Spule 7 angezogen werden kann. Der Kolben 9 wird zu der Bodenwand 56 durch die Feder 3 zusammen mit den Steuerkolben 2 und dem Tassenschaft 5 vorgespannt.
Der Kolben 9 weist einen Kolbenentlüftungsanschluss 59 auf. Der Kolbenentlüftungsanschluss 59 ist in dem Kolben 9 entlang der Mittelachse des Solenoids ausgebildet. Der Kolbenentlüftungsanschluss 59 verbindet beide Enden des Kolbens 9, d.h. sowohl das vordere wie auch das rückwärtige Ende in der axialen Richtung des Kolbens 9. Der Kolbenentlüftungsanschluss 59 gestattet eine Strömung von Öl in einem Kolbenrückraum, d.h. einem ersten Abschnitt variablen Volumens, die durch eine Verschiebung des Kolbens 9 innerhalb der tassenförmigen Führung 8 und dem Statorkern 12 verursacht ist.
Der Kolbenentlüftungsanschluss 59 ist eine axiale Bohrung mit einer gestuften inneren Oberfläche. Der Kolbenentlüftungsanschluss 59 weist eine Aussparung 62, eine kleine Bohrung 63 und eine große Bohrung 64 auf, die in dieser Reihenfolge axial angeordnet sind. Die Aussparung 62 ist an dem vorderen Ende des Kolbens 9 platziert und in einer Form ausgebildet, um eine Stecker-Aufnahme-Verbindung mit dem Vorsprung 61 des Tassenschafts 5 bereitzustellen. Die Aussparung 61 ist eine kreisförmige Bohrung. Die kleine Bohrung 63 ist an der Mitte des Kolbens 9 platziert und ist ausgebildet, einen kleineren Durchmesser als die Aussparung 62 aufzuweisen. Die größere Bohrung 64 ist an dem rückwärtigen Ende des Kolbens 9 platziert und ist ausgebildet, einen größeren Durchmesser als die kleine Bohrung 63 aufzuweisen. Der Kolben 9 wird später im Detail erläutert.
Der Kragen 13 ist ein magnetisches Bauteil, das aus einem magnetischen Metall wie z.B. ferromagnetischen Materialien wie z.B. Eisen hergestellt ist, das ausgebildet und angeordnet ist, um zu dem vorderen Ende des Kolbens 9 gerichtet zu sein, um die magnetische Anziehungskraft zu erhöhen. Der Kragen 13 weist einen zylindrischen Abschnitt, einen magnetischen gegenüberliegenden Abschnitt 65 und einen Vorsprung auf. Der zylindrische Abschnitt ist an einer radial außen liegenden Seite eines großen zylindrischen Abschnitts an der tassenförmigen Führung 5 vorgesehen. Der magnetische gegenüberliegende Abschnitt 65 ist in einer Ringform ausgebildet und an dem distalen Ende des zylindrischen Abschnitts angeordnet, um dem vorderen Ende des Kolbens 9 axial gegenüberzuliegen. Der Vorsprung ist axial in eine Richtung von einem radial innenliegenden Abschnitt des magnetischen gegenüberliegenden Abschnitts 65 vorspringend. Der Kragen 13 ist allgemein in einer zylindrischen Form ausgebildet, die eine Öffnung an der vorderen Seite definiert, d.h. an einer Seite, um zu dem Steuerkolben 2 gerichtet zu sein. Der Kragen 13 weist einen ringförmigen Flansch 66 auf, der einstückig mit dem magnetischen gegenüberliegenden Abschnitt 65 ausgebildet ist. Der Flansch 66 ist an einer radial außenliegenden Seite eines äußeren Rands der Öffnung ausgebildet. Der Flansch 66 ist an einer vorderen Seite des Flanschs 53 an dem Statorkern 11 vorgesehen und an einer vorderen Seite des Flanschs 57 an der tassenförmigen Führung 8.
Der Tassenschaft 5 ist ein Element, das die durch den Kolben 9 erzeugte Antriebskraft entlang der Mittelachse des Solenoids in eine Richtung zu dem Steuerkolben 2 überträgt. Zusätzlich ist der Tassenschaft 5 ebenfalls ein Element, das die durch die Feder 3 auf den Steuerkolben 2 aufgebrachte drängende Kraft zu dem Kolben 9 überträgt. Der Tassenschaft 5 ist ein hohles Bauteil, das durch das Ausbilden einer aus einem nicht magnetischen Material wie z.B. einer Platte aus rostfreiem Stahl usw. hergestellten Metallplatte in eine Tassenform ausgebildet ist, d.h. in eine Form eines mit einem Boden versehenen Zylinders, der an einem Ende in der axialen Richtung ein eine Öffnung und an dem anderen Ende in der axialen Richtung einen geschlossenen Boden aufweist.
Der Tassenschaft 5 definiert darin einen hohlen Abschnitt 67, der ein Raum ist. Der hohle Abschnitt 67 ist mit einem Steuerkolbenentlüftungsanschluss 69, d.h. einer axialen Bohrung, die die Mitte des Steuerkolbens 2 axial durchdringt, über eine an dem einen axialen Ende, d.h. an dem offenen Ende, des Tassenschafts 5 ausgebildete Öffnung 68 verbunden. Der hohle Abschnitt 67 ist mit einem Kolbenentlüftungsanschluss 59 verbunden, der axial die Mitte des Kolbens 9 durchdringt, über eine Verbindungsöffnung 71, die an dem anderen axialen Ende, d.h. der Bodenwand des Tassenschafts 5, ausgebildet ist.
Der Steuerkolbenentlüftungsanschluss 69 ist in einer Form einer dreistufigen Bohrung vorhanden und ausgebildet, die eine Bohrung kleinen Durchmessers, eine Bohrung mittleren Durchmessers und eine Bohrung großen Durchmessers aufweist. Der Kolbenrückraum, d.h. der erste Abschnitt variablen Volumens ist an einer Seite näher zu einer Bodenwand der tassenförmigen Führung 8 als der Kolben 9 ausgebildet. Die Buchse 1 weist eine distale Endwand auf, die eine Federkammer 44 mit dem Steuerkolben 2 definiert. Ein Ölabgabeanschluss 72 ist an der distalen Endwand ausgebildet. Der Kolbenrückraum und der Ölabgabeanschluss 72 sind über den Kolbenentlüftungsanschluss 59, den hohlen Abschnitt 67 und den Steuerkolbenentlüftungsanschluss 69 in dieser Reihenfolge verbunden. Der Ölabgabeanschluss 72 ist eine Öffnung zum Abgeben von Öl zu einem Äußeren des Ölsteuerventil.
Der Kolben 9 ist mit der zweiten Endoberfläche 19 ausgebildet, die in einer Ringform und in Berührung mit der ersten Endoberfläche 17 an dem Tassenschaft 5 ausgebildet ist. Der Tassenschaft 5 ist in einer Form eines dreistufigen Zylinders ausgebildet, der einen Vorsprung 61, eine zylindrische Seitenwand 73 und eine zylindrische Seitenwand 74 aufweist. Der Vorsprung 61 ist in einer Form ausgebildet, die in der Lage ist, in die an dem Kolben 9 ausgebildete Aussparung 62 eingefügt zu werden. Die zylindrische Seitenwand 73 ist mit einem größeren Durchmesser als der Vorsprung 61 ausgebildet und ist radial innerhalb des magnetischen gegenüberliegenden Abschnitts 65 platziert. Die zylindrische Seitenwand 74 ist mit einem größeren Durchmesser als die zylindrische Seitenwand 73 ausgebildet und erstreckt sich, um die radial außenliegende Seite eines rückwärtigen Endes des Steuerkolbens 2 zu umgeben. Die Seitenwand 73 und 74 kann als zylindrischer Abschnitt bezeichnet werden, der sich entlang der Mittelachse des Tassenschafts 5 erstreckt.
Die zylindrische Seitenwand 74 des Tassenschafts 5 definiert eine Ölabgabeöffnung 75, die die zylindrische Seitenwand 74 in einer radialen Richtung durchdringt und mit einer radial innenliegenden Seite des Tassenschafts 5 und einer radial außenliegenden Seite des Tassenschafts 5 in Verbindung ist. Die Ölabgabeöffnung 75 ist eine Verbindungsöffnung, die eine radial innenliegende Seite des Tassenschafts 5 und eine radial außenliegende Seite des Tassenschafts 5 verbindet.
Ein Flansch 76 ist an einem vorderen Ende, d.h. einem distalen Ende, des Tassenschafts 5 vorgesehen. Der Flansch ist in Form eines Rings ausgebildet, um mit einer rückwärtigen Endoberfläche an dem Basisende des Steuerkolbens 2 in Berührung zu geraten. Alternativ kann der Flansch 76 in Form eines abgestumpften Kreiskegels ausgebildet sein.
Ein Kolbenvorderraum, d.h. ein zweiter Abschnitt variablen Volumens ist zwischen dem Steuerkolben 2 und dem Kolben 9 definiert. Der Kolbenvorderraum und der Ölabgabeabschluss 72 sind über die Ölabgabeöffnung 75, den hohlen Abschnitt 67 und den Steuerkolbenentlüftungsanschluss 69 verbunden.
Der hohle Abschnitt 76, der Steuerkolbenentlüftungsanschluss 69 und die Ölabgabeöffnung 75 stellen einen Entleerungsdurchtritt bereit, der den Abschnitt variablen Volumens und den Ölabgabeanschluss 72 verbindet.
Durch das Einschalten der Stromzufuhr zu der Spule 7 durch die ECU, wird das Ölsteuerventil in eine Vorlaufsteuerbetriebsart geschaltet, in der eine Position des Steuerkolbens durch eine durch die Spule 7 erzeugte Magnetkraft in eine Vorlaufposition eingestellt ist. In dieser Vorlaufsteuerbetriebsart wird Öl von der Ölpumpe über den Ölzufuhrdurchtritt zu der Vorlaufkammer, dem Ölsteuerventil und dem ersten Kammerdurchtritt zugeführt. In dem Ölsteuerventil strömt Öl durch den Ölzufuhranschluss 23, den Zentralkanal 42 und den Vorlaufausgangsanschluss 22. In dieser Vorlaufsteuerbetriebsart wird Öl von der Verzögerungskammer über den zweiten Kammerdurchtritt, das Ölsteuerventil und den Entleerungsdurchtritt zu der Ölwanne abgegeben. In dem Ölsteuerventil strömt Öl durch den Verzögerungsausgangsanschluss 24, den Verzögerungsentleerungskanal 43 und den Verzögerungsentleerungsanschluss 25.
Durch das Ausschalten der Stromzufuhr zu der Spule 7 durch die ECU verschwindet die durch die Spule 7 erzeugte Magnetkraft. Das Ölsteuerventil wird in eine Verzögerungssteuerbetriebsart geschaltet, in der eine Position des Steuerkolbens 2 durch eine Vorspannkraft der Feder 3 in eine Verzögerungsposition eingestellt wird. In dieser Verzögerungssteuerbetriebsart wird Öl von der Ölpumpe über den Ölzufuhrdurchtritt, das Ölsteuerventil und den zweiten Kammerdurchtritt zu der Verzögerungskammer zugeführt. In dem Ölsteuerventil strömt Öl durch den Ölzufuhranschluss 23, den Zentralkanal 42 und den Verzögerungsausgangsanschluss 24. In dieser Verzögerungssteuerbetriebart wird Öl von der Vorlaufkammer über den ersten Kammerdurchtritt, das Ölsteuerventil und den Entleerungsdurchtritt zu der Ölwanne abgegeben. In dem Ölsteuerventil strömt Öl durch den Vorlaufausgangsanschluss 22, den Vorlaufentleerungskanal 41 und den Vorlaufentleerungsanschluss 21.
Details des Tassenschafts 5 und des Kolbens 9 sind ebenfalls aus 1 bis 6 ersichtlich.
Der Tassenschaft 5 weist einen ersten gestuften Abschnitt 16 an einem ersten Endabschnitt des Tassenschafts 5 auf. Der erste gestufte Abschnitt 16 ist in einer Form ausgebildet, um eine Stecker-Aufnahme-Verbindung bereitzustellen. Der erste gestufte Abschnitt ist ausgebildet, um mit einem vorderen Ende des Kolbens 9 in Berührung zu geraten. Der erste gestufte Abschnitt 16 weist seine erste axiale Endoberfläche 17 auf, die in einer Ringform ausgebildet ist, und einen Vorsprung 61, der von einer radial innenliegenden Seite der ersten axialen Endoberfläche 17 in eine Richtung entlang der Mittelachse vorspringt. Die erste axiale Endoberfläche 17 und der Vorsprung 61 sind einstückig und kontinuierlich mit dem gleichen Material ausgebildet. Mit anderen Worten, der erste gestufte Abschnitt 16 ist durch die erste axiale Endoberfläche 17 und den Vorsprung 61 darauf definiert.
Der Vorsprung 61 ist ein vorspringender Kopfabschnitt des Tassenschafts 5. Der Vorsprung 61 ist mit einer Verbindungsöffnung 71 ausgebildet. Die Verbindungsöffnung 71 verbindet zwischen dem hohlen Abschnitt 67 und dem Kolbenentlüftungsanschluss 59. Die erste axiale Endoberfläche 17 ist eine gestufte Oberfläche, die zwischen dem Vorsprung 61 und der Seitenwand 73 ausgebildet ist.
Der Kolben 9 weist einen zweiten gestuften Abschnitt 18 an einem ersten Endabschnitt des Kolbens 9 auf. Der zweite gestufte Abschnitt 18 ist in einer Form ausgebildet, um eine Stecker-Aufnahme-Verbindung mit dem ersten gestuften Abschnitt 16 auszubilden. Der zweite gestufte Abschnitt 18 ist ausgebildet, um mit einem rückwärtigen Ende des Tassenschafts 5 in Berührung zu geraten. Der zweite gestufte Abschnitt 18 weist eine zweite axiale Endoberfläche 19 und eine Aussparung 62 auf. Die zweite axiale Endoberfläche 19 ist in einer Ringform ausgebildet und gerät mit der ersten axialen Endoberfläche 17 in Berührung. Die Aussparung 62 erstreckt sich von einer radial innenliegenden Seite der zweiten axialen Endoberfläche 19 in die gleiche Richtung wie die Vorsprungsrichtung des Vorsprungs 61. Die Aussparung 62 stellt die Stecker-Aufnahme-Verbindung mit dem Vorsprung 61 bereit. Mit anderen Worten, der zweite gestufte Abschnitt 18 ist durch die zweite axiale Endoberfläche 19 und die Aussparung 62 an der Mitte der zweiten axialen Endoberfläche 19 definiert.
Die Aussparung 62 ist an einer vorderen Seite des Kolbenentlüftungsanschlusses 59 vorgesehen. Die Aussparung 62 kann als ausgesparte Nut oder eine axiale Bohrung bezeichnet werden, die sich an der radial innenliegenden Seite der zweiten axialen Endoberfläche 19 öffnet und sich gerade von der Öffnungsseite zu der Rückseite, d.h. zu einer Seite zu der kleinen Bohrung 63, erstreckt. Die zweite axiale Endoberfläche 19 ist eine gestufte Oberfläche, d.h. eine vordere Endoberfläche, die an einem vorderen Ende des Kolbens 9 in einer Ringform ausgebildet ist. Das vordere Ende des Kolbens 9 kann ebenfalls als Öffnungsrandabschnitt bezeichnet werden.
Das vordere Ende des Kolbens 9 weist außerdem eine Nut 20 an einer radial außenliegenden Seite der zweiten axialen Endoberfläche 19 auf. Die Nut 20 ist in einer ringförmigen Nut ausgebildet. Alternativ kann die Nut 20 durch kurze Nuten bereitgestellt sein, die mit vorbestimmten Abständen in einer Kreisform angeordnet sind. Die Nut 20 ist bereitgestellt, um ein Zusammenstoßen zwischen dem Kolben 9 und einem Vorsprung an dem Kragen 13 zu verhindern, wenn der Kolben 9 sich zu der distalen Endseite, d.h. einer Richtung zum Vorlaufen der Nockenwelle bewegt.
Die Stecker-Aufnahme-Verbindung ist durch eine lose Verbindung bereitgestellt, die zwischen dem Vorsprung 61 und der Aussparung 62 kleine Freiräume S1 und S2 definiert. Ein Passzustand zwischen dem Vorsprung 61 und der Aussparung 62 ist nämlich nicht eine Presspassung, in der der Vorsprung 61 fest in die in Aussparung 62 eingefügt ist. Wie aus 3B ersichtlich ist, definiert in einem Fall, in dem der Tassenschaft 5 und der Kolben 9 ohne Exzentrizität positioniert sind, die distale Endoberfläche des Vorsprungs 61 und die Bodenoberfläche der Aussparung 62 zwischen sich einen kleinen Freiraum S1. Die Seitenoberfläche des Vorsprungs 61 und die Seitenoberfläche des Vorsprungs 62 definieren zwischen sich einen kleinen Freiraum S2. Die Seitenoberfläche des Vorsprungs 61 ist eine äußere Umfangsoberfläche. Die Seitenoberfläche der Aussparung 62 sind Seitenoberflächen an einer Nut für die Aussparung 62.
Wie aus 4 ersichtlich ist, stellen der Vorsprung 61 und die Aussparung 62 eine Struktur bereit, die zwei oder mehr Kraftübertragungspunkte von dem beweglichen Kern (9) zum dem Schaft (5) bereitstellen, wenn der Vorsprung und die Aussparung zueinander geneigt sind. Die Kraftübertragungspunkte sind an beiden Seiten der Mittelachse des Steuerkolbens angeordnet. Mit anderen Worten ausgedrückt, es sind zwei oder mehr Kraftübertragungspunkte um die Mittelachse des Steuerkolbens in einer verteilten Weise angeordnet. Die Kraftübertragungspunkte sind mit Bezug auf eine Neigungsachse symmetrisch verteilt.
In Betrieb ändert das variable Ventilzeitsystem die Ventilzeit. Wenn die ECU das VVT steuert, um die Nockenwelle gemäß dem Maschinenbetriebszustand vorlaufen zu lassen, erhöht die ECU die relative Einschaltdauer des zu dem Ölsteuerventil zugeführten Stroms. In dieser Betriebsart kann die ECU die relative Einschaltdauer in einem Bereich von 80% bis 100% und Strom in einem Bereich von 800 mA bis 1000 mA steuern. Dann erhöht die Spule 7 die Magnetkraft gemäß dem erhöhten Strom, der Steuerkolben 2, der Tassenschaft 5 und der Kolben 9 bewegen sich zu der distalen Endseite.
Wenn sich der Steuerkolben 2 in die eine Richtung bewegt, beendet der Steuerkolben 2 eine Verbindung zwischen dem Vorlaufentleerungsanschluss 21 und dem Vorlaufausgangsanschluss 22 und öffnet eine Verbindung zwischen dem Vorlaufausgangsanschluss 22 und dem Ölzufuhranschluss 23. Gleichzeitig schließt der Steuerkolben 2 eine Verbindung zwischen dem Ölzufuhranschluss 23 und dem Verzögerungsausgangsanschluss 24, und öffnet eine Verbindung zwischen dem Verzögerungsausgangsanschluss 24 und dem Verzögerungsentleerungsanschluss 25.
Da das von dem Auslass der Ölpumpe abgegebene Öl über das Ölsteuerventil zu der Vorlaufkammer zugeführt wird, wird als Ergebnis ein Öldruck in der Vorlaufkammer erhöht. Da das von der Verzögerungskammer abgegebene Öl zu der Ölwanne abgegeben wird, wird ein Öldruck in der Verzögerungskammer verringert. Da der Flügelrotor relativ in einer Vorlaufrichtung zu dem Schuhgehäuse verschoben ist, dreht deswegen der VVT die Nockenwelle in die Vorlaufrichtung.
Wenn die ECU den VVT steuert, um die Nockenwelle gemäß dem Maschinenbetriebszustand zu verzögern, verringert die ECU die relative Einschaltdauer des zu dem Ölsteuerventil gelieferten Stroms. In dieser Betriebsart kann die ECU die relative Einschaltdauer in einen Bereich von 0% bis 30% und den Strom in einem Bereich von 0 mA bis 300 mA steuern. Dann verringert die Spule 7 die Magnetkraft gemäß dem verringerten Strom, der Steuerkolben 2, der Tassenschaft 5 und der Kolben 9 bewegen sich durch die Feder 3 zu der Basisendseite. Ähnlich erzeugt die Spule 7 gemäß dem Nullstrom keine Magnetkraft, der Steuerkolben 2, der Tassenschaft 5 und der Kolben 9 bewegen sich durch die Feder 3 zu der Basisendseite.
Wenn sich der Steuerkolben 2 in die andere Richtung bewegt, öffnet der Steuerkolben 2 die Verbindung zwischen dem Vorlaufentleerungsanschluss 21 und dem Vorlaufausgangsanschluss 22 und schließt die Verbindung zwischen dem Vorlaufausgangsanschluss 22 und dem Ölzufuhranschluss 23. Gleichzeitig öffnet der Steuerkolben 2 die Verbindung zwischen dem Ölzufuhranschluss 23 und dem Verzögerungsausgangsanschluss 24 und schließt die Verbindung zwischen dem Verzögerungsausgangsanschluss 24 und dem Verzögerungsentleerungsanschluss 25.
Da das von dem Auslass der Ölpumpe abgegebene Öl zu der Verzögerungskammer über das Ölsteuerventil angegeben wird, wird als Ergebnis ein Öldruck in der Verzögerungskammer erhöht. Da das von der Vorlaufkammer angegebene Öl zu der Ölwanne abgegeben wird, wird ein Öldruck in der Vorlaufkammer verringert. Da der Flügelrotor relativ in eine Verzögerungsrichtung zu dem Schuhgehäuse verschoben wird, dreht das VVT die Nockenwelle deswegen in die Verzögerungsrichtung.
Wie voranstehend erwähnt wurde, sind in dem Ölsteuerventil dieser Ausführungsform der Vorsprung 61 an dem ersten gestuften Ende des Tassenschafts 5 und die Aussparung 62 an dem zweiten gestuften Ende 18 des Kolbens 9 durch die Stecker-Aufnahme-Verbindung in Eingriff. Im Gegensatz dazu kommen in dem Ölsteuerventil des CMP1 der Tassenschaft 103 und der Kolben 106 mit Oberflächen rechtwinklig zu der Mittelachse in Berührung. Deswegen ist es in dieser Ausführungsform möglich, einen seitlichen Versatz und eine Neigung des Tassenschafts 5 mit Bezug auf den Kolben 9 zu reduzieren. In dieser Ausführungsform sind der Tassenschaft 5 und der Kolben 9 an dem ersten Ende und dem zweite Enden in einer einstückig beweglichen Weise verbunden. Deswegen ist es möglich, eine axiale Bewegung des Kolbens 9 wirkungsvoll zu dem Steuerkolben 2 zu übertragen.
Wie aus 4 ersichtlich ist, weist das Ölsteuerventil eine Struktur auf, die zwei oder mehr Kraftübertragungspunkte von dem Kolben 9 zu dem Tassenschaft 5 bereitstellt. Die Kraftübertragungspunkte sind um die Mittelachse des Steuerkolbens angeordnet. Die Kraftübertragungspunkte sind an beiden Seiten der Mittelachse CL des Steuerkolbens 2 angeordnet. Gemäß dieser Struktur ist es möglich, schräg wirkende Kräfte F4 und F5 zu reduzieren, die auf den Steuerkolben 2 oder den Tassenschaft 5 aufgrund einer Neigung des Tassenschafts 5 mit Bezug auf die Mittelachse der Buchse 1 oder des Steuerkolbens 2 wirken, sogar in einem Fall, in dem der Vorsprung 61 an dem Tassenschaft 5 mit der Aussparung 62 des Kolbens 9 in einer schrägen Weise in Eingriff ist.
Durch das Reduzieren der Seitenkräfte F1, F3, F6 und F7 ist es möglich, eine verbesserte IQ-Kurve zu realisieren, in der innerhalb eines Bereichs, in dem ein Druck reguliert wird, weniger Steck-Punkte oder kein Steck-Punkt erzeugt wird, und eine Strömungsmenge des Öls ist nicht größer als 1,5 l/min. Da es möglich wird, die Steuerfähigkeit des Kolbens 9, des Tassenschafts 5 und des Steuerkolbens 2 zu dem zu der Spule 7 zugeführten Strom zu verbessern, ist es möglich, die Steuerfähigkeit des VVT mit Bezug auf den Betriebszustand des Fahrzeugs zu verbessern.
Hier ist F1 eine Last an der radial innenliegenden Seite, die die Seitenkraft ist, die mechanisch erzeugt ist, und von der Buchse 1 auf den Steuerkolben 2 wirkt, wenn sich der Steuerkolben 2 zu der Mittelachse der Buchse 1 neigt.
F2 ist eine Federlast, die eine axiale Last ist, d.h. eine Kraft, die zu der Basisendseite an der Mittelachse des Steuerkolbens 2 wirkt, die der Steuerkolben 2 von der Rückkehrfeder 3 empfängt, wenn der Steuerkolben 2 sich zu der Mittelachse hin neigt.
F3 ist eine Last, die eine mechanisch erzeugte Seitenkraft der radial innenliegenden Seite ist, die der Steuerkolben 2 von der Buchse 1 empfängt, wenn sich der Steuerkolben 2 zu der Mittelachse neigt.
F4 ist eine schräge Last, die der Tassenschaft 5 von dem Kolben 9 empfängt, wenn der Tassenschaft 5 sich neigt und eine äußere Kante zwischen dem Vorsprung 61 des Tassenschafts 5 und der Seitenwand 73 die zweite Endfläche 19 des Kolbens 9 berührt.
F5 ist eine schräge Last, die der Tassenschaft 5 von dem Kolben 9 empfängt, wenn der Tassenschaft 5 sich neigt, und der Rand des Vorsprungs 61 die Seitenfläche der Aussparung 62 an dem Kolben 9 berührt.
F6 ist eine Last der radial innenliegenden Seite, die eine mechanisch erzeugte Seitenkraft ist, und von der tassenförmigen Führung 8 auf den Kolben 9 wirkt, wenn der Kolben 9 sich neigt, und der Rand der tassenförmigen Führung 8 die Randoberfläche berührt, d.h. die radiale Seitenfläche des Kolbens 9.
F7 ist eine Last der radial innenliegenden Seite, die eine Seitenkraft ist, die mechanisch erzeugt wird, und auf den Kolben 9 von der tassenförmigen Führung 8 wirkt, wenn sich der Kolben 9 neigt, und das Rand des Kolbens 9 die innere Umfangsseite der Kolbenführung 55 der tassenförmigen Führung 8 berührt.
Fe ist eine Last der radial außenliegenden Seite, d.h. in der tangentialen Richtung, die eine durch den Magnetismus der Spule 7, der von der Spule 7 erzeugt wird, erzeugte Seitenkraft ist, während die Spule 7 durch Strom erregt ist.
Gemäß der Ausführungsform ist es möglich, eine der schrägen Lasten F4 und F5 zu reduzieren, die auf den Steuerkolben 2 oder den Tassenschaft 5 wirkt, die durch eine Neigung des Tassenschafts 5 mit Bezug auf die Mittelachse der Buchse 1 oder des Steuerkolbens 2 verursacht wird, sogar falls eine Endbearbeitung, d.h. eine Genauigkeit in der Form oder der Oberflächenrauhigkeit der tassenförmigen Führung 8 ähnlich zu CMP1 ist. Deswegen ist es nicht notwenig, die Genauigkeit der tassenförmigen Führung 8 zu verbessern. Es ist möglich, die tassenförmige Führung 8 durch das Verwenden einer Pressmaschine zum Ausbilden der tassenförmigen Führung 8 von einer Scheibe herzustellen. Dabei ist es möglich, Kosten zum Herstellen des Ölsteuerventil zu verringern.
(Zweite Ausführungsform)
5A zeigt ein Ölsteuerventil einer zweiten Ausführungsform. Die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform werden verwendet, um die gleichen oder gleichwertige Bauteile zu zeigen, deren Beschreibung voranstehend gefunden werden kann.
Der Vorsprung 61 an dem Tassenschaft 5 weist ein abgeschrägtes Profil auf. Das abgeschrägte Profil an dem Vorsprung 61 stellt zwei oder mehr Kraftübertragungspunkte von dem Kolben 9 zu dem Tassenschaft 5 bereit. Die Kraftübertragungspunkte liegen zueinander getrennt und an beiden Seiten der Mittelachse CL des Steuerkolbens 2. Der Vorsprung 61 ist ausgebildet, ein abgeschrägtes Profil aufzuweisen, das von einer Basis zu einem distalen Ende des Vorsprungs 61 einen sich allmählich verringernden Außendurchmesser definiert. Die Aussparung 62 ist ausgebildet, ein abgeschrägtes inneres Profil aufzuweisen, das dem abgeschrägten Profil des Vorsprungs 61 entspricht. Die Aussparung 62 kann ausgebildet sein, einen Innendurchmesser aufzuweisen, der geringfügig größer als der Außendurchmesser des Vorsprungs 61 ist, wenn der Tassenschaft 5 an dem Kolben 9 ruht. Wie voranstehend erwähnt wurde, weist dieses Ölsteuerventil ähnliche Vorteile auf, wie sie in der voranstehenden Ausführungsform beschrieben wurden.
(Dritte Ausführungsform)
5B zeigt ein Ölsteuerventil einer dritten Ausführungsform. Die gleichen Bezugszeichen wie in den ersten und zweiten Ausführungsformen werden verwendet, um die gleichen oder gleichwertige Bauteile zu zeigen, deren Beschreibung voranstehend gefunden werden kann.
Der Vorsprung 61 an dem Tassenschaft 5 weist ein gekrümmtes Profil auf. Das gekrümmte Profil an dem Vorsprung 61 stellt zwei oder mehr Kraftübertragungspunkte von dem Kolben 9 zu dem Tassenschaft 5 bereit. Die Kraftübertragungspunkte liegen voneinander getrennt und an beiden Seiten der Mittelachse CL des Steuerkolbens 2 angeordnet. Das gekrümmte Profil ist durch ein kugelförmiges Profil bereitgestellt, das einen vorbestimmten Radius aufweist, der eine Mitte an einem Punkt an der Mittelachse des Tassenschafts 5 angeordnet aufweist. Die Aussparung 62 an dem Kolben 9 stellt das gleiche Profil bereit, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde. Wie voranstehend erwähnt wurde, weist dieses Ölsteuerventil ähnliche Vorteile auf, wie sie in den vorangehenden Ausführungsformen beschrieben wurden.
(Andere Ausführungsformen)
In den dargestellten Ausführungsformen wird das elektromagnetische Ventil gemäß der vorliegenden Offenbarung auf ein Ölsteuerventil angewendet, das in dem Hydraulikkreislauf verwendet und zusammengebaut werden kann, der den Öldruck für das VVT steuert.
Alternativ kann die vorliegende Offenbarung angewendet werden, um ein elektromagnetisches Ölsteuerventil bereitzustellen, das in einer Öldrucksteuervorrichtung zum Durchführen einer Öldrucksteuerung für eine automatische Übertragung für ein Fahrzeug verwendet und zusammengebaut ist.
Alternativ kann die vorliegende Offenbarung angewendet werden, um ein elektromagnetisches Strömungsmengensteuerventil, ein elektromagnetisches Strömungskanalschaltsteuerventil oder ein elektromagnetisches Drucksteuerventil bereitzustellen.
Alternativ kann das elektromagnetische Ventil gemäß der vorliegenden Offenbarung auf Ventile angewendet werden, die ein beliebiges Fluid handhaben, einschließlich Kraftstoff, der zu einer Brennkraftmaschine zuzuführen ist, einem Schmiermittel, das zu einem reibenden Teil in einer Brennkraftmaschine oder einer Übertragung zuzuführen ist, und ein Arbeitsfluid, z.B. ATF für eine automatische Übertragung (automatisch schaltbares Getriebe).
In den voranstehend erwähnten Ausführungsformen weist der erste gestufte Abschnitt 16 die erste axiale Endoberfläche 17 und den Vorsprung 61 auf. Der zweite gestufte Abschnitt 18 weist die zweite Endoberfläche 19 und die Aussparung 62 auf.
Alternativ können der erste gestufte Abschnitt 16 und der zweite gestufte Abschnitt 18 die Stecker-Aufnahme-Verbindung bereitstellen, wie aus 12 ersichtlich ist. In dieser Anordnung weist der erste gestufte Abschnitt 16 eine erste axiale Endoberfläche 517 und eine Aussparung 562 auf. Der zweite gestufte Abschnitt 18 weist eine zweite axiale Endoberfläche 519 und einen Vorsprung 561 auf.
Die erste axiale Endoberfläche 517 ist in einer Ringform ausgebildet und ist ausgebildet, um mit dem Kolben 9 an der zweiten axialen Endoberfläche 519 in Berührung zu geraten. Die zweite axiale Endoberfläche 519 ist in einer Ringform ausgebildet und ist ausgebildet, um mit dem Tassenschaft 5 an der ersten axialen Endoberfläche 517 in Berührung zu geraten. Die Aussparung 562 ist ausgebildet, um sich von einer radial innenliegenden Kante der ersten axialen Endoberfläche 517 in eine Richtung entlang der Mittelachse zu erstrecken. Die Aussparung 562 ist als Bohrung ausgebildet, die durch ein Rohr definiert ist, das sich von der radial innenliegenden Kante der ersten axialen Endoberfläche 517 erstreckt. Die Aussparung 562 ist ausgebildet, um den Vorsprung 561 zu empfangen und aufzunehmen.
Der Vorsprung 561 ist ausgebildet, um von einer radial innenliegenden Kante der zweiten axialen Endoberfläche 519 in die gleiche Richtung, wie die Erstreckungsrichtung der Aussparung, d.h. in die eine Richtung entlang der Mittelachse vorzuspringen. Der Vorsprung 561 ist ausgebildet, um in einer geringfügig beweglichen Weise in radiale Richtungen in der Aussparung 562 eingefügt zu werden. Der Vorsprung 561 und die Aussparung 562 stellen eine Stecker-Aufnahme-Verbindung mit Spiel bereit.
In den voranstehend erwähnten Ausführungsformen ist der Kragen 13 in dem Solenoid 6 angeordnet, um die Anziehungskraft zu erhöhen. Alternativ kann der Kragen 13 entfernt werden. In dieser Anordnung arbeitet lediglich ein Abschnitt 11 des Statorkerns, um sich axial erstreckende Bauteile des Magnetflusses durch das vordere Ende des Kolbens 9 zuzuführen, um den Kolben 9 zu dem Steuerkolben 2 anzuziehen. Ein Abschnitt 12 des Statorkerns arbeitet, um einen sich radial erstreckenden Magnetfluss zwischen der radial außenliegenden Oberfläche des Kolbens 9 zuzuführen.
Eine Anordnung der an der Buchse 1 ausgebildeten Anschlüsse ist nicht auf die in den voranstehenden Ausführungsformen beschriebene begrenzt. Zum Beispiel können die Vorlaufkammer und die Verzögerungskammer miteinander vertauscht werden. In diesem Fall können die Anschlüsse in der folgenden Reihenfolge von dem distalen Ende oder dem Basisende der Buchse 1 angeordnet werden: Verzögerungsentleerungsanschluss, Verzögerungsausgangsanschluss, Ölzufuhranschluss, Vorlaufausgangsanschluss und Vorlaufentleerungsanschluss.
In den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen weist ein einzelnes Ölsteuerventil die Anschlüsse für sowohl die Vorlaufkammer wie auch die Verzögerungskammer auf. Alternativ kann das variable Ventilzeitsystem zwei Ölsteuerventile aufweisen, eines zum Steuern der Ölzufuhr und Ölabgabe für die Vorlaufkammer, und das andere für das Steuern der Ölzufuhr und die Ölabgabe der Verzögerungskammer. In diesem Fall kann das Ölsteuerventil drei Anschlüsse aufweisen, die an der Buchse 1 von dem distalen Ende zu dem Basisende in der folgenden Reihenfolge angeordnet sind: Entleerungsanschluss, Ausgangsanschluss und Ölzufuhranschluss. Alternativ kann das Ölsteuerventil drei Anschlüsse aufweisen, die an der Buchse 1 von dem distalen Ende zu dem Basisende in der folgenden Reihenfolge angeordnet sind. Entleerungsanschluss, Ölzufuhranschluss und Ausgangsanschluss.
Während die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf Ausführungsformen davon beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen begrenzt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikationen und gleichwertige Anordnungen abdecken. Während die verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen bevorzugt sind, sind außerdem andere Kombinationen und Konfigurationen einschließlich mehrerer, weniger oder lediglich einem einzelnen Element ebenfalls innerhalb des Geists und Bereichs der vorliegenden Erfindung, die durch den Bereich der anhängenden Ansprüche definiert ist.
Ein Ölsteuerventil (Ölsteuerventil) weist einen Tassenschaft (5) und einen Kolben (9) auf. Der Tassenschaft und der Kolben weisen einen Vorsprung (61, 561) und eine Aussparung (62, 562) auf, um eine Stecker-Aufnahme-Verbindung bereitzustellen. Die Stecker-Aufnahme-Verbindung stellt Berührungspunkte bereit, die einen seitlichen Versatz und eine Neigung reduzieren können. Der Vorsprung und die Aussparung stellen zwei oder mehr Kraftübertragungspunkte von dem Kolben zu dem Tassenschaft bereit, wenn der Vorsprung und die Aussparung zueinander geneigt sind. Die Kraftübertragungspunkte sind um die Mittelachse des Steuerkolbens in einer verteilten Weise angeordnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 4618133 B [0002, 0009]
JP 4665869 B [0002, 0010, 0010]

Claims

Elektromagnetisches Ventil mit: einem Steuerkolbenventil (4), das eine in einer zylindrischen Form ausgebildete Buchse (1) aufweist, die sich entlang einer Mittelachse von einem Basisende zu einem distalen Ende erstreckt, und einen Steuerkolben (2), der innerhalb einer in der Buchse ausgebildeten Steuerkolbenbohrung (14) in einer hinund herbeweglichen Weise gelagert ist; einem Schaft (5), der axial neben dem Steuerkolben liegend vorgesehen ist, um mit dem Basisende des Steuerkolbens in Berührung zu geraten; und einem elektromagnetischen Stellglied (6), das einen Statorkern (10–13) aufweist, der in einer zylindrischen Form ausgebildet und an dem Basisende der Buchse befestigt ist, eine tassenförmige Führung (8) aufweist, die in einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form ausgebildet und radial innerhalb des Statorkerns liegend vorgesehen ist, einen beweglichen Kern (9) aufweist, der in einer Führungsbohrung (15) gelagert ist, die innerhalb der tassenförmigen Führung in einer hin- und herbeweglichen Weise ausgebildet gelagert und über den Schaft in einer einstückig beweglichen Weise mit dem Steuerkolben verbunden ist, und eine durch Strom erregbare Spule (7), um den beweglichen Kern und den Statorkern zu magnetisieren, wobei der Schaft (5) einen ersten gestuften Abschnitt (16) aufweist, der in einer Form zum Bereitstellen einer Stecker-Aufnahme-Verbindung ausgebildet ist, wobei der erste gestufte Abschnitt an einem ersten Endabschnitt ausgebildet ist, der mit dem beweglichen Kern (9) in Berührung gerät, und wobei der bewegliche Kern (9) einen zweiten gestuften Abschnitt (18) aufweist, der in einer Form ausgebildet ist, um die Stecker-Aufnahme-Verbindung mit dem ersten gestuften Abschnitt bereitzustellen, wobei der zweite gestufte Abschnitt an einem zweiten Endabschnitt ausgebildet ist, der mit dem Schaft in Berührung gerät.
Elektromagnetisches Ventil nach Anspruch 1, wobei einer der beiden Abschnitte aus dem ersten gestuften Abschnitt und dem zweiten gestuften Abschnitt einen Vorsprung (61, 561) aufweist, und wobei der jeweils andere aus dem ersten gestuften Abschnitt und dem zweiten gestuften Abschnitt eine Aussparung (62, 562) aufweist, die die Stecker-Aufnahme-Verbindung mit dem Vorsprung bereitstellt.
Elektromagnetisches Ventil nach Anspruch 2, wobei der erste gestufte Abschnitt (16) eine erste axiale Endoberfläche (17) aufweist, die in einer Ringform ausgebildet ist, und einen Vorsprung (61) aufweist, der von radial innerhalb der ersten axialen Endoberfläche in einer Richtung entlang der Mittelachse vorspringt, und wobei der zweite gestufte Abschnitt (18) eine zweite axiale Endoberfläche (19) aufweist, die in einer Ringform ausgebildet ist und mit der ersten axialen Endoberfläche in Berührung gerät, und eine Aussparung (62) aufweist, die sich von radial innerhalb der zweiten axialen Endoberfläche in die gleiche Richtung wie die vorspringende Richtung des Vorsprungs erstreckt und die Stecker-Aufnahme-Verbindung mit dem Vorsprung bereitstellt.
Elektromagnetisches Ventil nach Anspruch 2, wobei der erste gestufte Abschnitt (16) eine erste axiale Endoberfläche (517) aufweist, die in einer Ringform ausgebildet ist, und eine Aussparung (562), die sich von radial innerhalb der ersten axialen Endoberfläche in einer Richtung entlang der Mittelachse erstreckt, und wobei der zweite gestufte Abschnitt (18) eine zweite axiale Endoberfläche (519) aufweist, die in einer Ringform ausgebildet ist und mit der ersten axialen Endoberfläche in Berührung gerät, und einen Vorsprung (561), der von radial innerhalb der zweiten axialen Endoberfläche in die gleiche Richtung wie die Erstreckungsrichtung der Aussparung vorspringt, und mit der Aussparung die Stecker-Aufnahme-Verbindung bereitstellt.
Elektromagnetisches Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Vorsprung und die Aussparung zwei oder mehr Kraftübertragungspunkte von dem beweglichen Kern (9) zu dem Schaft (5) bereitstellen, wenn der Vorsprung und die Aussparung zueinander geneigt sind, wobei die Kraftübertragungspunkte um die Mittelachse des Steuerkolbens angeordnet sind.
Elektromagnetisches Ventil nach Anspruch 5, wobei der Vorsprung (61) ausgebildet ist, ein abgeschrägtes Profil aufzuweisen, das einen sich allmählich von einer Basis zu einem distalen Ende des Vorsprungs verringernden Durchmesser definiert.
Elektromagnetisches Ventil nach Anspruch 2, wobei der Vorsprung (61) ausgebildet ist, ein gekrümmtes Profil aufzuweisen.
Elektromagnetisches Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Stecker-Aufnahme-Verbindung durch eine lose Verbindung bereitgestellt ist, die zwischen dem Vorsprung (61) und der Aussparung (62) einen kleinen Freiraum (S1, S2) definiert.
Elektromagnetisches Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Schaft (5) in Form einer Tasse ausgebildet ist, die an zumindest einem Ende in einer axialen Richtung offen ist und darin einen hohlen Abschnitt (67) definiert.
Elektromagnetisches Ventil nach Anspruch 9, wobei der Steuerkolben (2) eine axiale Steuerkolbenbohrung (69) aufweist, die entlang der Mittelachse die Mitte des Steuerkolbens durchdringt, und wobei der hohle Abschnitt (67) eine Öffnung (68) aufweist, die mit der axialen Bohrung (69) in Verbindung ist, und wobei die Öffnung (68) an einer Seite ausgebildet ist, an der sich der Schaft öffnet.
Elektromagnetisches Ventil nach Anspruch 9 oder 10, wobei der bewegliche Kern (9) eine axiale Kernbohrung (59) aufweist, die die Mitte des beweglichen Kerns entlang der Mittelachse durchdringt, und wobei der hohle Abschnitt (67) eine Verbindungsöffnung (71) aufweist, die mit der axialen Kernbohrung (59) in Verbindung ist, und wobei die Verbindungsöffnung (71) an einer Seite ausgebildet ist, an der der Schaft den Boden aufweist.
Elektromagnetisches Ventil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Schaft (5) eine zylindrische Seitenwand (73, 74) aufweist, die sich entlang der Mittelachse erstreckt, die zylindrische Seitenwand eine Verbindungsöffnung (75) definiert, die die zylindrische Seitenwand in einer radialen Richtung durchdringt und ein radial Inneres des Schafts und ein radial Äußeres des Schafts verbindet.
Elektromagentisches Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das elektromagnetische Stellglied (6) eine magnetisch gegenüberliegenden Abschnitt (13, 65) aufweist, der angeordnet ist, dem beweglichen Kern (9) axial gegenüberzuliegen, um den beweglichen Kern zu dem Steuerkolbenventil (4) hin anzuziehen.