DE102015219878A1

DE102015219878A1 - Valve device, in particular for a motor vehicle, and method for operating such a valve device

Info

Publication number: DE102015219878A1
Application number: DE102015219878.2A
Authority: DE
Inventors: Matthias Bleeck
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2016-10-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung (10) zum Beeinflussen einer Strömung eines Fluids, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine, mit wenigstens einem Polkern (12), mit wenigstens einem zwischen wenigstens zwei Stellungen relativ zu dem Polkern (12) bewegbaren Schaltelement (14) zum Beeinflussen der Strömung, und mit einer Wicklung (26) zum Induzieren eines Magnetfelds in dem Polkern (12) und dem Schaltelement (14), welches mittels des induzierten Magnetfelds aus einer der Stellungen in die andere Stellung relativ zu dem Polkern (12) bewegbar ist, wobei die Ventileinrichtung (10) wenigstens eine zusätzlich zu der Wicklung (26) vorgesehene, zweite Wicklung (30) zum Induzieren eines Magnetfelds in dem Polkern (12) und dem Schaltelement (14) umfasst.The invention relates to a valve device (10) for influencing a flow of a fluid, in particular for an internal combustion engine, having at least one pole core (12), with at least one switching element (14) movable between at least two positions relative to the pole core (12) for influencing the Flow, and having a winding (26) for inducing a magnetic field in the pole core (12) and the switching element (14), which is movable by means of the induced magnetic field from one of the positions to the other position relative to the pole core (12) the valve device (10) comprises at least one second winding (30) provided in addition to the winding (26) for inducing a magnetic field in the pole core (12) and the switching element (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Ventileinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 12. The invention relates to a valve device according to the preamble of patent claim 1 and a method for operating such a valve device according to the preamble of patent claim 12.

Eine solche Ventileinrichtung und ein solches Verfahren zum Betreiben einer solchen Ventileinrichtung sind beispielsweise aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Die Ventileinrichtung wird genutzt, um eine Strömung eines Fluids zu beeinflussen. Bei dem Fluid handelt es sich beispielsweise um eine Flüssigkeit oder um ein gasförmiges Medium, deren beziehungsweise dessen Strömung mittels der Ventileinrichtung beeinflusst, das heißt eingestellt werden kann. Das Fluid ist beispielsweise ein Fluid eines Kraftwagens. Insbesondere handelt es sich bei dem Fluid um ein Fluid einer Verbrennungskraftmaschine, welche beispielsweise zum Antreiben des Kraftwagens ausgebildet ist. Beispielsweise ist das Fluid ein Kraftstoff, insbesondere ein flüssiger Kraftstoff, mittels welchem die Verbrennungskraftmaschine betreibbar ist. Such a valve device and such a method for operating such a valve device are already well known, for example, from the general state of the art and in particular from the production of standard vehicles. The valve device is used to influence a flow of a fluid. The fluid is, for example, a liquid or a gaseous medium whose flow can be influenced, ie adjusted, by means of the valve device. The fluid is for example a fluid of a motor vehicle. In particular, the fluid is a fluid of an internal combustion engine which is designed, for example, for driving the motor vehicle. For example, the fluid is a fuel, in particular a liquid fuel, by means of which the internal combustion engine is operable.

Die Ventileinrichtung umfasst wenigstens einen Polkern sowie wenigstens ein Schaltelement, welches zwischen wenigstens zwei Stellungen relativ zu dem Polkern bewegbar, insbesondere translatorisch bewegbar, ist. Das Schaltelement dient dem Beeinflussen der Strömung. Eine der Stellungen ist beispielsweise eine Schließstellung, wobei die andere Stellung beispielsweise eine Offenstellung des Schaltelements ist. In der Schließstellung ist beispielsweise zumindest ein Teilbereich eines Kanals, durch welchen das Fluid strömen kann, mittels des Schaltelements fluidisch versperrt, sodass das Fluid durch den fluidisch versperrten Teilbereich nicht strömen kann. In der Offenstellung gibt das Schaltelement beispielsweise den Teilbereich frei, sodass das Fluid durch den freigegebenen Teilbereich strömen kann. Insbesondere ist es denkbar, dass der Kanal mittels des Schaltelements in der Schließstellung fluidisch versperrt ist, sodass das Fluid den Kanal nicht durchströmen kann. The valve device comprises at least one pole core and at least one switching element, which is movable relative to the pole core between at least two positions, in particular translationally movable. The switching element is used to influence the flow. One of the positions, for example, a closed position, wherein the other position, for example, an open position of the switching element. In the closed position, for example, at least a portion of a channel through which the fluid can flow, fluidly blocked by means of the switching element, so that the fluid can not flow through the fluidically obstructed portion. In the open position, for example, the switching element releases the subarea, so that the fluid can flow through the released subarea. In particular, it is conceivable that the channel is fluidly blocked in the closed position by means of the switching element, so that the fluid can not flow through the channel.

Die Ventileinrichtung umfasst ferner eine Wicklung zum Induzieren eines Magnetfelds in dem Polkern und in dem Schaltelement. Das Schaltelement ist mittels des induzierten Magnetfelds aus einer der Stellungen in die andere Stellung relativ zu dem Polkern bewegbar. Mit anderen Worten ist es im Rahmen des Verfahrens vorgesehen, dass mittels der Wicklung in dem Polkern und in dem Schaltelement ein Magnetfeld induziert wird, mittels welchem das Schaltelement aus einer der Stellungen in die andere Stellung relativ zu dem Polkern bewegt wird. Eine solche Ventileinrichtung ist insbesondere als Schaltventil bekannt, bei welchem durch Induzieren des Magnetfelds das Schaltelement beispielsweise aus der Schließstellung in die Offenstellung oder umgekehrt bewegt wird. The valve device further comprises a winding for inducing a magnetic field in the pole core and in the switching element. The switching element is movable relative to the pole core by means of the induced magnetic field from one of the positions to the other position. In other words, it is provided in the context of the method that by means of the winding in the pole core and in the switching element, a magnetic field is induced, by means of which the switching element is moved from one of the positions to the other position relative to the pole core. Such a valve device is known in particular as a switching valve, in which the switching element is moved, for example, from the closed position into the open position or vice versa by inducing the magnetic field.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ventileinrichtung sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten der Ventileinrichtung realisiert werden kann, wobei gleichzeitig der Verschleiß der Ventileinrichtung gering gehalten werden kann. Object of the present invention is to develop a valve device and a method of the type mentioned in such a way that a particularly advantageous noise behavior of the valve device can be realized, while the wear of the valve device can be kept low.

Diese Aufgabe wird durch eine Ventileinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved by a valve device having the features of patent claim 1 and by a method having the features of patent claim 12. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Ventileinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten der Ventileinrichtung realisiert sowie der Verschleiß der Ventileinrichtung besonders gering gehalten werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ventileinrichtung wenigstens eine zusätzlich zu der Wicklung vorgesehene, zweite Wicklung zum Induzieren eines Magnetfelds in dem Polkern und dem Schaltelement umfasst. Dadurch kann ein besonders bedarfsgerechter Betrieb der Ventileinrichtung realisiert werden, sodass während des Betriebs der Ventileinrichtung entstehende, unerwünschte Geräusche vermieden oder zumindest gering gehalten werden können. Darüber hinaus ist es möglich, den Verschleiß der Ventileinrichtung gering zu halten. Durch den Einsatz der wenigstens zwei Wicklungen ist es nämlich möglich, bedarfsgerecht unterschiedliche Geschwindigkeiten, mit denen das Schaltelement mittels des jeweilig induzierten Magnetfelds bewegt wird, zu realisieren, sodass das Schaltelement beispielsweise langsam oder demgegenüber schneller bewegt werden kann. In order to develop a valve device specified in the preamble of claim 1 type such that a particularly advantageous noise behavior of the valve device realized and the wear of the valve device can be kept particularly low, it is inventively provided that the valve means at least one in addition to the winding provided, second Winding for inducing a magnetic field in the pole core and the switching element comprises. As a result, a particularly needs-based operation of the valve device can be realized, so that during operation of the valve device resulting unwanted noise can be avoided or at least kept low. In addition, it is possible to keep the wear of the valve device low. By using the at least two windings, it is possible to realize, as needed, different speeds with which the switching element is moved by means of the respective induced magnetic field, so that the switching element can be moved, for example slowly or in contrast, faster.

Die Zeit, die vergeht, bis das Schaltelement aus einer der Stellungen in die andere Stellung mittels des Magnetfelds bewegt wurde, wird üblicherweise auch als Schaltzeit bezeichnet. Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass herkömmliche und beispielsweise als Schaltventile ausgebildete Ventileinrichtungen bisher auf die höchste Schaltdynamik ausgelegt sind. Eine hohe Schaltdynamik bedeutet eine geringe Schaltzeit, wobei eine demgegenüber geringere Schaltdynamik eine geringere Schaltzeit bedeutet beziehungsweise bewirkt. The time that elapses until the switching element has been moved from one of the positions to the other position by means of the magnetic field is also commonly referred to as the switching time. The invention is based in particular on the knowledge that conventional and, for example, designed as switching valves valve devices are designed so far on the highest switching dynamics. A high switching dynamics means a short switching time, whereas a lower switching dynamics means or causes a shorter switching time.

Beispielsweise kommt eine solche Ventileinrichtung bei einer Maschine zum Einsatz, welche unterschiedliche Betriebspunkte aufweist beziehungsweise in unterschiedlichen Betriebspunkten betreibbar ist. In diesen Betriebspunkten können beispielsweise unterschiedliche Schaltdynamiken erforderlich sein, um eine gewünschte Funktion der Ventileinrichtung und somit der Maschine insgesamt realisieren zu können. Üblicherweise ist die Ventileinrichtung dabei auf die höchste Schaltdynamik beziehungsweise auf den Betriebspunkt mit der höchsten Schaltdynamik ausgelegt. Dies bedeutet, dass in anderen Betriebspunkten geringere Schaltdynamiken ausreichend wären. Da jedoch die Ventileinrichtung die höchste Schaltdynamik erfüllen muss, ist die Ventileinrichtung üblicherweise auf diese höchste Schaltdynamik ausgelegt und wird in allen Betriebspunkten mit der höchsten Schaltdynamik betrieben, obwohl diese höchste Schaltdynamik nicht in allen Betriebspunkten erforderlich wäre. For example, such a valve device is used in a machine which has different operating points or operable in different operating points. In these operating points, for example, different switching dynamics may be required in order to be able to realize a desired function of the valve device and thus of the machine as a whole. Usually, the valve device is designed for the highest switching dynamics or to the operating point with the highest switching dynamics. This means that lower switching dynamics would be sufficient in other operating points. However, since the valve device must meet the highest switching dynamics, the valve device is usually designed for this highest switching dynamics and is operated at all operating points with the highest switching dynamics, although this highest switching dynamics would not be required at all operating points.

Da nun erfindungsgemäß die wenigstens zwei Wicklungen zum Einsatz kommen, kann die Ventileinrichtung die höchste Schaltdynamik erfüllen und beispielsweise in wenigstens einem der Betriebspunkte mit der höchsten Schaltdynamik betrieben werden. In wenigstens einem weiteren Betriebspunkt ist es möglich, eine gegenüber der höchsten Schaltdynamik geringere Schaltdynamik zu realisieren und die Ventileinrichtung mit dieser geringeren Schaltdynamik zu betreiben, sodass insgesamt der Verschleiß der Ventileinrichtung gering gehalten werden kann. Zudem wurde gefunden, dass es bei sehr hohen Schaltdynamiken, insbesondere bei der höchsten Schaltdynamik, zu Geräuschen kommen kann, da beispielsweise das Schaltelement mit einer hohen Geschwindigkeit auf wenigstens ein weiteres Bauteil, insbesondere den Polkern, der Ventileinrichtung auftrifft. Da nun auch die gegenüber der höchsten Schaltdynamik geringere Schaltdynamik durch den Einsatz der Wicklungen realisiert werden kann, kann beispielsweise auch die Geschwindigkeit, mit welcher das Schaltelement mittels des induzierten Magnetfelds bewegt wird, gering gehalten werden, sodass während des Betriebs der Ventileinrichtung entstehende Geräusche vermieden oder gering gehalten werden können. Since, according to the invention, the at least two windings are used, the valve device can fulfill the highest switching dynamics and be operated, for example, in at least one of the operating points with the highest switching dynamics. In at least one further operating point, it is possible to realize a switching dynamics which is lower than the highest switching dynamics and to operate the valve device with this lower switching dynamics, so that overall the wear of the valve device can be kept low. In addition, it has been found that noise can occur at very high switching dynamics, in particular at the highest switching dynamics, since, for example, the switching element impinges at a high speed on at least one further component, in particular the pole core, of the valve device. Since now compared to the highest switching dynamics lower switching dynamics can be realized by the use of windings, for example, the speed at which the switching element is moved by means of the induced magnetic field can be kept low, so avoided during operation of the valve device resulting noise or can be kept low.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Ventileinrichtung in einem ersten Betriebszustand betreibbar, in welchem mittels einer ersten der Wicklungen ein Magnetfeld in dem Polkern und dem Schaltelement induziert ist, während ein durch die zweite Wicklung bewirktes Induzieren eines Magnetfelds in dem Polkern und dem Schaltelement unterbleibt. Ferner ist die Ventileinrichtung in einem zweiten Betriebszustand betreibbar, in welchem mittels der zweiten Wicklung ein Magnetfeld in dem Polkern und dem Schaltelement induziert ist, während ein durch die erste Wicklung bewirktes Induzieren eines Magnetfelds in dem Polkern und dem Schaltelement unterbleibt. Hierdurch ist ein bedarfsgerechtes Ansteuern beziehungsweise Aktivieren und Deaktivieren der Wicklungen realisierbar, sodass der Verschleiß und die Geräusche zumindest gering gehalten werden können. Im ersten Betriebszustand ist die erste Wicklung aktiviert, während die zweite Wicklung deaktiviert ist. Im zweiten Betriebszustand ist die zweite Wicklung aktiviert, während die erste Wicklung deaktiviert ist. Dadurch ist ein besonders bedarfsgerechter Betrieb der Ventileinrichtung realisierbar. In an advantageous embodiment of the invention, the valve device is operable in a first operating state in which by means of a first of the windings, a magnetic field is induced in the pole core and the switching element, while a induced by the second winding inducing a magnetic field in the pole core and the switching element is omitted. Furthermore, the valve device is operable in a second operating state in which a magnetic field is induced in the pole core and the switching element by means of the second winding, while an induced by the first winding inducing a magnetic field in the pole core and the switching element is omitted. As a result, a demand-driven activation or activation and deactivation of the windings can be realized, so that the wear and the noise can be kept at least low. In the first operating state, the first winding is activated while the second winding is deactivated. In the second operating state, the second winding is activated while the first winding is deactivated. As a result, a particularly needs-based operation of the valve device can be realized.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die mittels des jeweiligen Magnetfelds bewirkte Bewegung des Schaltelements in dem zweiten Betriebszustand mit einer geringeren Geschwindigkeit als in dem ersten Betriebszustand erfolgt. Im ersten Betriebszustand ist somit eine besonders hohe Schaltdynamik des Schaltelements realisierbar, sodass das Schaltelement besonders schnell bewegt, das heißt beispielsweise geöffnet und geschlossen werden kann. Eine solche Schaltdynamik ist beispielsweise erforderlich, wenn eine Verbrennungskraftmaschine, bei welcher das Schaltelement beziehungsweise die Ventileinrichtung insgesamt zum Einsatz kommt, bei sehr hohen Drehzahlen betrieben wird und bei diesen hohen Drehzahlen Kraftstoff in wenigstens einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingebracht wird. A further embodiment is characterized in that the movement of the switching element caused by the respective magnetic field takes place in the second operating state at a lower speed than in the first operating state. In the first operating state thus a particularly high switching dynamics of the switching element can be realized, so that the switching element moves very fast, that is, for example, can be opened and closed. Such a switching dynamics is required, for example, when an internal combustion engine in which the switching element or the valve device is used in total, is operated at very high speeds and at these high speeds fuel is introduced into at least one combustion chamber of the internal combustion engine.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Ventileinrichtung in dem ersten Betriebszustand betreibbar, in welchem mittels der ersten Wicklung ein Magnetfeld in dem Polkern und dem Schaltelement induziert ist, während ein durch die zweite Wicklung bewirktes Induzieren eines Magnetfelds in dem Polkern und dem Schaltelement unterbleibt. Ferner ist die Ventileinrichtung in einem dritten Betriebszustand betreibbar, in welchem mittels der ersten Wicklung und mittels der zweiten Wicklung ein Magnetfeld in dem Polkern und dem Schaltelement induziert ist. Dies bedeutet, dass in dem ersten Betriebszustand die erste Wicklung aktiviert ist, während die zweite Wicklung deaktiviert ist. In dem dritten Betriebszustand sind beide Wicklungen aktiviert, um ein Magnetfeld in dem Schaltelement und dem Polkern zu induzieren. Dadurch kann ein besonders bedarfsgerechter Betrieb der Ventileinrichtung realisiert werden, wobei durch wahlweises Einstellen des ersten Betriebszustands oder des dritten Betriebszustands beispielsweise unterschiedliche Schaltdynamiken realisierbar sind. Dadurch kann die Entstehung von unerwünschten Geräuschen vermieden werden. In a further advantageous embodiment of the invention, the valve device is operable in the first operating state, in which by means of the first winding, a magnetic field in the pole core and the switching element is induced, while a effected by the second winding inducing a magnetic field in the pole core and the switching element is omitted. Furthermore, the valve device can be operated in a third operating state, in which a magnetic field is induced in the pole core and the switching element by means of the first winding and by means of the second winding. This means that in the first operating state the first winding is activated while the second winding is deactivated. In the third operating state, both windings are activated to induce a magnetic field in the switching element and the pole core. As a result, a particularly needs-based operation of the valve device can be realized, wherein by selectively setting the first operating state or the third operating state, for example, different switching dynamics can be realized. This can prevent the generation of unwanted noise.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die mittels des jeweiligen Magnetfelds bewirkte Bewegung des Schaltelements in dem dritten Betriebszustand mit einer geringeren Geschwindigkeit als in dem ersten Betriebszustand erfolgt. Dadurch kann beispielsweise in dem dritten Betriebszustand ein übermäßig hartes Aufschlagen des Schaltelements auf wenigstens ein weiteres Bauelement der Ventileinrichtung vermieden werden, sodass übermäßige Geräusche und ein übermäßiger Verschleiß der Ventileinrichtung vermieden werden können. In a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the movement of the switching element caused by the respective magnetic field takes place in the third operating state at a lower speed than in the first operating state. As a result, for example, in the third operating state, an excessively hard impact of the switching element on at least one further component of the valve device be avoided, so that excessive noise and excessive wear of the valve device can be avoided.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Wicklungen koaxial zueinander angeordnet. Dadurch können unterschiedliche Betriebszustände der Ventileinrichtung besonders gut realisiert werden, sodass sich ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten und ein geringer Verschleiß der Ventileinrichtung realisieren lassen. In a further embodiment of the invention, the windings are arranged coaxially with each other. As a result, different operating states of the valve device can be realized particularly well, so that a particularly advantageous noise behavior and low wear of the valve device can be realized.

Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn sich die zweite Wicklung in axialer Richtung der ersten Wicklung an die erste Wicklung anschließt. Dies bedeutet, dass die Wicklungen nicht ineinander angeordnet sind, sondern die Wicklungen folgen in axialer Richtung der Wicklungen aufeinander, sodass sich ein jeweiliges Magnetfeld besonders vorteilhaft induzieren lässt, um den Verschleiß und die Entstehung von Geräuschen zumindest gering zu halten. As further particularly advantageous, it has been shown, when the second winding in the axial direction of the first winding connects to the first winding. This means that the windings are not arranged one inside the other, but the windings follow one another in the axial direction of the windings, so that a respective magnetic field can be induced particularly advantageously in order to at least minimize the wear and the generation of noise.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Wicklungen parallel geschaltet sind. Dadurch kann ein besonders bedarfsgerechter Betrieb der Ventileinrichtung realisiert werden, sodass die Entstehung von Geräuschen und der Verschleiß der Ventileinrichtung besonders gering gehalten werden können. Another embodiment is characterized in that the windings are connected in parallel. As a result, a particularly needs-based operation of the valve device can be realized, so that the formation of noise and the wear of the valve device can be kept particularly low.

Ferner kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Wicklungen in Reihe geschaltet sind, wodurch sich ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten und ein geringer Verschleiß realisieren lassen. Furthermore, it may be advantageously provided that the windings are connected in series, whereby a particularly advantageous noise behavior and low wear can be realized.

Um die unterschiedlichen Betriebszustände und somit unterschiedliche Schaltdynamiken des Schaltelements besonders einfach realisieren zu können, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass sich die Wicklungen hinsichtlich ihrer jeweiligen Anzahl an Windungen voneinander unterscheiden. Dabei weist beispielsweise die zweite Wicklung eine höhere Anzahl an Windungen als die erste Wicklung auf. In order to realize the different operating conditions and thus different switching dynamics of the switching element particularly simple, it is provided in a further embodiment of the invention that the windings differ from each other in terms of their respective number of turns. In this case, for example, the second winding has a higher number of turns than the first winding.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die erste Wicklung aus einem ersten Draht und die zweite Wicklung aus einem zweiten Draht gebildet sind, wobei sich die Drähte hinsichtlich ihrer Durchmesser voneinander unterscheiden. Hierdurch können unterschiedliche Betriebszustände und somit unterschiedliche Schaltdynamiken der Ventileinrichtung besonders vorteilhaft realisiert werden, sodass die Entstehung von Geräuschen und der Verschleiß gering gehalten werden können. Durch die unterschiedlichen Durchmesser der Drähte und/oder durch die unterschiedlichen Anzahlen an Windungen ist es beispielsweise möglich, unterschiedliche Induktivitäten der Wicklungen und somit der Ventileinrichtung insgesamt zu realisieren, sodass sich der Betrieb und insbesondere die Schaltdynamik des Schaltelements bedarfsgerecht einstellen lassen. Finally, it has proven to be advantageous if the first winding of a first wire and the second winding of a second wire are formed, wherein the wires differ in diameter from each other. As a result, different operating conditions and thus different switching dynamics of the valve device can be realized particularly advantageous, so that the formation of noise and wear can be kept low. Due to the different diameters of the wires and / or due to the different numbers of turns, it is possible, for example, to realize different inductances of the windings and thus of the valve device as a whole, so that the operation and in particular the switching dynamics of the switching element can be adjusted as needed.

Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 12 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sich ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten der Ventileinrichtung realisieren lässt bei gleichzeitiger Realisierung eines geringen Verschleißes der Ventileinrichtung, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ventileinrichtung wenigstens eine zusätzlich zu der Wicklung vorgesehene, zweite Wicklung umfasst, mittels welcher ein Magnetfeld in dem Polkern und dem Schaltelement bewirkt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen und umgekehrt. In order to develop a method specified in the preamble of claim 12 type such that a particularly advantageous noise behavior of the valve device can be realized while achieving a low wear of the valve device, it is inventively provided that the valve means at least one in addition to the winding provided, second Winding comprises, by means of which a magnetic field in the pole core and the switching element is effected. Advantageous embodiments of the valve device according to the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the method according to the invention and vice versa.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Ventileinrichtung, insbesondere wahlweise, in einem ersten Betriebszustand, in welchem mittels einer ersten der Wicklungen ein Magnetfeld in dem Polkern und dem Schaltelement induziert wird, während ein durch die zweite Wicklung bewirktes Induzieren eines Magnetfelds in dem Polkern und dem Schaltelement unterbleibt, und in einem zweiten Betriebszustand betrieben, in welchem mittels der zweiten Wicklung ein Magnetfeld in dem Polkern und dem Schaltelement induziert wird, während ein durch die erste Wicklung bewirktes Induzieren eines Magnetfelds in dem Polkern und dem Schaltelement unterbleibt. Dies bedeutet, dass die Ventileinrichtung zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand umgeschaltet werden kann, sodass sich beispielsweise der zweite Betriebszustand an den ersten Betriebszustand zeitlich anschließt oder umgekehrt. In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the valve device is, in particular selectively, in a first operating state in which by means of a first of the windings, a magnetic field in the pole core and the switching element is induced while induced by the second winding inducing a magnetic field in the pole core and the switching element is omitted, and operated in a second operating state in which by means of the second winding, a magnetic field in the pole core and the switching element is induced, while a induced by the first winding inducing a magnetic field in the pole core and the switching element is omitted. This means that the valve device can be switched over between the first operating state and the second operating state, so that, for example, the second operating state adjoins the first operating state in time, or vice versa.

Dadurch können die unterschiedlichen Betriebszustände und somit unterschiedliche Schaltdynamiken des Schaltelements bedarfsgerecht eingestellt werden, sodass die Entstehung von Geräuschen zumindest gering gehalten werden kann. Ferner kann ein übermäßig hartes Auftreffen des Schaltelements auf wenigstens ein weiteres Bauelement der Ventileinrichtung vermieden werden, sodass die Entstehung von Geräuschen und der Verschleiß gering gehalten werden können. Thereby, the different operating conditions and thus different switching dynamics of the switching element can be adjusted as needed, so that the generation of noise can be kept at least low. Furthermore, an excessively hard impact of the switching element on at least one further component of the valve device can be avoided, so that the formation of noise and wear can be kept low.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Ventileinrichtung, insbesondere wahlweise, in dem ersten Betriebszustand und in einem dritten Betriebszustand betrieben wird, in welchem mittels der ersten Wicklung und mittels der zweiten Wicklung ein Magnetfeld in dem Polkern und dem Schaltelement induziert wird. Hierdurch kann ein besonders bedarfsgerechter Betrieb der Ventileinrichtung realisiert werden, sodass unterschiedliche Schaltdynamiken des Schaltelements eingestellt werden können. A further embodiment is characterized in that the valve device is operated, in particular selectively, in the first operating state and in a third operating state, in which a magnetic field is induced in the pole core and the switching element by means of the first winding and by means of the second winding. As a result, a particularly needs-based operation of the valve device can be realized, so that different switching dynamics of the switching element can be adjusted.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in: The drawing shows in:

1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer als Schaltventil ausgebildeten Ventileinrichtung, mit einer ersten Wicklung und mit wenigstens einer zusätzlich zu der ersten Wicklung vorgesehenen, zweiten Wicklung, wobei mittels der jeweiligen Wicklung ein Magnetfeld in einem Polkern und einem Schaltelement der Ventileinrichtung induzierbar ist; 1 a schematic sectional view of a valve device designed as a switching valve, with a first winding and at least one second winding provided in addition to the first winding, wherein by means of the respective winding, a magnetic field in a pole core and a switching element of the valve device is inducible;

2 eine schematische Seitenansicht der Wicklungen; 2 a schematic side view of the windings;

3 eine schematische Ansicht einer Parallelschaltung der Wicklungen; 3 a schematic view of a parallel connection of the windings;

4 eine schematische Darstellung einer Reihenschaltung der Wicklungen; 4 a schematic representation of a series connection of the windings;

5 eine schematische Vorderansicht eines Steckers einer die Wicklungen umfassenden Spule der Ventileinrichtung, wobei die Spule beziehungsweise die Wicklungen über den Stecker mit einer Stromquelle elektrisch verbindbar sind; 5 a schematic front view of a plug of a coil comprising the windings of the valve device, wherein the coil or the windings are electrically connected via the plug with a power source;

6 Diagramme zur Veranschaulichung unterschiedlicher Betriebszustände der Ventileinrichtung. 6 Diagrams for illustrating different operating states of the valve device.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Ventileinrichtung zum Beeinflussen einer Strömung eines Fluids. Die Ventileinrichtung 10 ist vorliegend als Schaltventil ausgebildet und kommt in einem Einspritzsystem einer Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, zum Einsatz. Mittels des Einspritzsystems wird Kraftstoff, insbesondere flüssiger Kraftstoff, in wenigstens einen Brennraum, insbesondere einen Zylinder, der Verbrennungskraftmaschine eingebracht, insbesondere eingespritzt. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungsmaschine ausgebildet und umfasst dabei wenigstens einen Brennraum insbesondere in Form eines Zylinders. 1 shows in a schematic sectional view of a whole 10 designated valve means for influencing a flow of a fluid. The valve device 10 is presently designed as a switching valve and is used in an injection system of an internal combustion engine for driving a motor vehicle, in particular a passenger car. By means of the injection system, fuel, in particular liquid fuel, is introduced, in particular injected, into at least one combustion chamber, in particular a cylinder, of the internal combustion engine. The internal combustion engine is designed, for example, as a reciprocating internal combustion engine and in this case comprises at least one combustion chamber, in particular in the form of a cylinder.

Das Einspritzsystem, welches auch als Kraftstoffeinspritzsystem bezeichnet wird, umfasst wenigstens eine Einspritzeinrichtung, mittels welcher der Kraftstoff beispielsweise direkt in den Brennraum eingespritzt wird, sodass eine Direkteinspritzung realisiert ist. Ferner ist es denkbar, dass mittels des Einspritzsystems beziehungsweise der Einspritzeinrichtung eine Saugrohreinspritzung realisiert ist. Dies bedeutet, dass der Kraftstoff in einen Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine an einer stromauf des Brennraums angeordneten Stelle eingespritzt wird. The injection system, which is also referred to as a fuel injection system, comprises at least one injection device, by means of which the fuel is for example injected directly into the combustion chamber, so that a direct injection is realized. Furthermore, it is conceivable that an intake manifold injection is realized by means of the injection system or the injection device. This means that the fuel is injected into an intake tract of the internal combustion engine at a location arranged upstream of the combustion chamber.

Dem Brennraum wird beispielsweise Luft über wenigstens einen Einlasskanal zugeführt. Dem Einlasskanal ist ein Gaswechselventil in Form eines Einlassventils zugeordnet. Das Einlassventil ist zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung verstellbar. In der Schließstellung des Einlassventils ist der Einlasskanal mittels des Einlassventils fluidisch versperrt, sodass keine Luft aus dem Einlasskanal in den Brennraum strömen kann. In der Offenstellung gibt das Einlassventil den Einlasskanal frei, sodass die Luft aus dem Einlasskanal in den Brennraum strömen kann. Die Stelle, an welcher der Kraftstoff im Rahmen der Saugrohreinspritzung in den Ansaugtrakt eingespritzt wird, ist dabei bezogen auf eine Strömungsrichtung der Luft durch den Ansaugtrakt stromauf des Einlassventils angeordnet. For example, air is supplied to the combustion chamber via at least one inlet channel. The inlet channel is associated with a gas exchange valve in the form of an inlet valve. The inlet valve is adjustable between a closed position and at least one open position. In the closed position of the inlet valve, the inlet channel is fluidly blocked by means of the inlet valve, so that no air can flow from the inlet channel into the combustion chamber. In the open position, the inlet valve releases the inlet channel so that the air can flow from the inlet channel into the combustion chamber. The point at which the fuel is injected into the intake tract as part of the intake manifold injection is arranged upstream of the intake valve relative to a flow direction of the air through the intake tract.

Bei dem Kraftstoff kann es sich beispielsweise um Diesel handeln, wobei der Kraftstoff mittels des Einspritzsystems beispielsweise mit einem Druck eingespritzt wird, der in einem Bereich von einschließlich 1.500 bar bis einschließlich 3.000 bar liegt. Dabei ist die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise als Dieselmotor ausgebildet, wobei insbesondere eine Direkteinspritzung vorgesehen ist. By way of example, the fuel may be diesel, the fuel being injected by means of the injection system, for example at a pressure ranging from 1,500 bar to 3,000 bar inclusive. In this case, the internal combustion engine is designed, for example, as a diesel engine, wherein in particular a direct injection is provided.

Alternativ ist es denkbar, dass der Kraftstoff ein Ottokraftstoff beziehungsweise Benzin ist. Hierbei wird der Kraftstoff mittels der Einspritzeinrichtung mit einem Druck eingespritzt, welcher beispielsweise in einem Bereich von einschließlich 150 bar bis einschließlich 500 bar liegt. Alternatively, it is conceivable that the fuel is a gasoline or gasoline. In this case, the fuel is injected by means of the injector at a pressure which is, for example, in a range of 150 bar inclusive up to and including 500 bar.

Um den Kraftstoff unter Druck zu setzen, sodass der Kraftstoff den Druck in dem jeweils genannten Bereich aufweist, umfasst das Einspritzsystem wenigstens eine Kraftstoffhochdruckpumpe, mittels welcher der Kraftstoff zu der wenigstens einen Einspritzeinrichtung des Einspritzsystems förderbar ist beziehungsweise gefördert wird. Die Ventileinrichtung 10 ist dabei Bestandteil dieser Kraftstoffhochdruckpumpe. Die Einspritzeinrichtung umfasst wenigstens ein Einspritzventil, mittels welchem der Kraftstoff eingespritzt wird. Insbesondere kann die Einspritzeinrichtung eine Mehrzahl von Einspritzventilen umfassen, mittels welchen der Kraftstoff an jeweiligen Stellen, beispielsweise direkt in jeweilige Brennräume oder in den Ansaugtrakt, einspritzbar ist. Ferner umfasst die Einspritzeinrichtung ein Kraftstoffverteilungselement, welches auch als Rail bezeichnet wird. Der Kraftstoff wird mittels der Kraftstoffhochdruckpumpe unter Druck gesetzt und zu dem Kraftstoffverteilungselement gefördert, wobei der Kraftstoff in dem Kraftstoffverteilungselement gespeichert wird. Dabei wird der Kraftstoff mit dem mittels der Kraftstoffhochdruckpumpe bewirkten Druck in dem Kraftstoffverteilungselement gespeichert. Sind mehrere Einspritzventile vorgesehen, so ist das Kraftstoffverteilungselement ein den Einspritzventilen gemeinsames Kraftstoffverteilungselement, über welches das Einspritzventil beziehungsweise die Einspritzventile mit dem den genannten Druck aufweisenden Kraftstoff versorgt wird beziehungsweise werden. In order to pressurize the fuel so that the fuel has the pressure in the respective area, the injection system comprises at least one high-pressure fuel pump, by means of which the fuel is conveyed or conveyed to the at least one injection device of the injection system. The valve device 10 is part of this High-pressure fuel pump. The injection device comprises at least one injection valve, by means of which the fuel is injected. In particular, the injection device can comprise a plurality of injection valves, by means of which the fuel can be injected at respective locations, for example directly into respective combustion chambers or into the intake tract. Furthermore, the injection device comprises a fuel distribution element, which is also referred to as a rail. The fuel is pressurized by means of the high-pressure fuel pump and conveyed to the fuel distribution element, wherein the fuel is stored in the fuel distribution element. In this case, the fuel is stored with the pressure caused by the high-pressure fuel pump pressure in the fuel distribution element. If a plurality of injection valves are provided, then the fuel distribution element is a fuel distribution element which is common to the injection valves and via which the injection valve or the injection valves are or will be supplied with the fuel having the said pressure.

Die Kraftstoffhochdruckpumpe umfasst dabei ein Förderelement insbesondere in Form eines Förderkolbens, welcher beispielsweise in einem Pumpengehäuse der Kraftstoffhochdruckpumpe zumindest teilweise aufgenommen ist. Dabei ist das Förderelement relativ zu dem Pumpengehäuse bewegbar. Insbesondere ist das Förderelement, insbesondere der Förderkolben, relativ zu dem Pumpengehäuse translatorisch bewegbar. Ferner umfasst die Kraftstoffhochdruckpumpe wenigstens eine Kompressionskammer, deren Volumen durch Bewegen des Förderelements veränderbar ist. Die Kompressionskammer ist dabei beispielsweise in dem Pumpengehäuse aufgenommen. The high-pressure fuel pump in this case comprises a conveying element, in particular in the form of a delivery piston, which is at least partially accommodated, for example, in a pump housing of the high-pressure fuel pump. In this case, the conveying element is movable relative to the pump housing. In particular, the conveying element, in particular the delivery piston, is translationally movable relative to the pump housing. Furthermore, the high-pressure fuel pump comprises at least one compression chamber whose volume can be changed by moving the conveying element. The compression chamber is received, for example, in the pump housing.

Das Einspritzsystem umfasst ferner wenigstens eine Kraftstoffniederdruckpumpe, mittels welcher der Kraftstoff zu der Kraftstoffhochdruckpumpe gefördert wird. Mittels der Kraftstoffhochdruckpumpe wird ein erster Druck des Kraftstoffs eingestellt beziehungsweise bewirkt, sodass der Kraftstoff mit dem ersten Druck mittels der Kraftstoffhochdruckpumpe gefördert wird. The injection system further comprises at least one low-pressure fuel pump, by means of which the fuel is conveyed to the high-pressure fuel pump. By means of the high-pressure fuel pump, a first pressure of the fuel is adjusted or effected, so that the fuel is conveyed at the first pressure by means of the high-pressure fuel pump.

Mittels der Kraftstoffniederdruckpumpe wird ein zweiter Druck des Kraftstoffs bewirkt beziehungsweise eingestellt, wobei der Kraftstoff mittels der Kraftstoffniederdruckpumpe mit dem zweiten Druck gefördert wird. Dabei ist der zweite Druck wesentlich geringer als der erste Druck, wobei der erste Druck in einem der zuvor genannten Bereiche liegt. By means of the low-pressure fuel pump, a second pressure of the fuel is effected or adjusted, wherein the fuel is conveyed by means of the low-pressure fuel pump with the second pressure. In this case, the second pressure is substantially lower than the first pressure, wherein the first pressure is in one of the aforementioned ranges.

Der mittels der Kraftstoffniederdruckpumpe geförderte Kraftstoff wird zu der Kraftstoffhochdruckpumpe geführt beziehungsweise gefördert, wobei zumindest ein Teil des zur Kraftstoffhochdruckpumpe geführten Kraftstoffes in die Kompressionskammer mittels des Förderelements eingesaugt werden kann. The fuel delivered by means of the low-pressure fuel pump is guided or conveyed to the high-pressure fuel pump, it being possible for at least part of the fuel fed to the high-pressure fuel pump to be sucked into the compression chamber by means of the conveying element.

Hierzu wird das Förderelement beispielsweise derart bewegt, dass das Volumen der Kompressionskammer vergrößert wird, wodurch zumindest ein Teil des zur Kraftstoffhochdruckpumpe geführten Kraftstoffs in die Kompressionskammer gesaugt wird. Wird daraufhin das Förderelement derart bewegt, dass das Volumen der Kompressionskammer verkleinert wird, so wird der sich in der Kompressionskammer befindende Kraftstoff komprimiert beziehungsweise unter Druck gesetzt und insbesondere zur Einspritzeinrichtung gefördert. For this purpose, the conveying element is moved, for example, such that the volume of the compression chamber is increased, whereby at least a portion of the guided to the high-pressure fuel pump fuel is sucked into the compression chamber. If the conveying element is then moved in such a way that the volume of the compression chamber is reduced, the fuel located in the compression chamber is compressed or pressurized and in particular conveyed to the injection device.

Bei dem Kraftstoff handelt es sich vorzugsweise um einen flüssigen Kraftstoff, wobei der Kraftstoff, mittels welchem die Verbrennungskraftmaschine betreibbar ist, das zuvor genannte Fluid ist. Somit ist das Fluid eine Flüssigkeit. Die vorigen und folgenden Ausführungen können jedoch auch auf andere Fluide, wie beispielsweise Gase, übertragen werden. Dies bedeutet, dass die Ventileinrichtung 10 vorliegend dazu genutzt wird, zumindest eine Strömung des Kraftstoffes in der Kraftstoffhochdruckpumpe zu beeinflussen beziehungsweise einzustellen. Vorliegend ist die Ventileinrichtung 10 insbesondere als Einlassventil, insbesondere als digitales Einlassventil, ausgebildet, mittels welchem beispielsweise eine Strömung des Kraftstoffes in die Kompressionskammer und/oder aus der Kompressionskammer eingestellt wird. The fuel is preferably a liquid fuel, wherein the fuel by means of which the internal combustion engine is operable is the aforementioned fluid. Thus, the fluid is a liquid. However, the foregoing and following embodiments may be applied to other fluids such as gases. This means that the valve device 10 in the present case is used to influence or adjust at least one flow of the fuel in the high-pressure fuel pump. In the present case is the valve device 10 in particular as an inlet valve, in particular as a digital inlet valve, formed by means of which, for example, a flow of the fuel in the compression chamber and / or from the compression chamber is adjusted.

Hierzu umfasst die Ventileinrichtung 10 wenigstens einen Polkern 12, welcher beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist. Insbesondere ist der Polkern 12 aus einem magnetischen Werkstoff beziehungsweise magnetisierbaren Werkstoff gebildet. For this purpose, the valve device comprises 10 at least one pole core 12 , which is formed for example of a metallic material. In particular, the pole core 12 formed of a magnetic material or magnetizable material.

Die Ventileinrichtung 10 umfasst ferner ein im Ganzen mit 14 bezeichnetes Schaltelement, welches relativ zu dem Polkern 12 zwischen wenigstens zwei Stellungen bewegbar, insbesondere translatorisch bewegbar, ist. Das Schaltelement 14 umfasst hierbei einen Anker 16, welcher beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist. Insbesondere ist der Anker 16 aus einem magnetischen beziehungsweise magnetisierbaren Werkstoff gebildet. Ferner umfasst das Schaltelement 14 wenigstens ein Ventilelement 18, welches auch als Hydraulik bezeichnet ist. Das Schaltelement 14 umfasst ferner ein Verbindungselement 20, welches vorliegend als Kolben ausgebildet ist. Über das Verbindungselement 20 ist das Ventilelement 18 mit dem Anker 16 verbunden, sodass das Ventilelement 18 mit dem Anker 16 relativ zu dem Polkern 12, insbesondere translatorisch, mitbewegbar ist. Dies bedeutet, dass Relativbewegungen zwischen dem Anker 16 und dem Polkern 12 über das Verbindungselement 20 auf das Ventilelement 18 übertragen werden, sodass auch das Ventilelement 18 zwischen den wenigstens zwei Stellungen, insbesondere translatorisch, relativ zu dem Polkern 12 bewegbar ist. 1 zeigt beispielsweise eine erste der Stellungen. The valve device 10 also includes a whole with 14 designated switching element, which relative to the pole core 12 between at least two positions movable, in particular translationally movable, is. The switching element 14 this includes an anchor 16 , which is formed for example of a metallic material. In particular, the anchor 16 formed from a magnetic or magnetizable material. Furthermore, the switching element comprises 14 at least one valve element 18 which is also called hydraulics. The switching element 14 further comprises a connecting element 20 which is presently designed as a piston. About the connecting element 20 is the valve element 18 with the anchor 16 connected so that the valve element 18 with the anchor 16 relative to the pole core 12 , in particular translationally, is mitbewegbar. This means that relative movements between the anchor 16 and the pole core 12 about the connecting element 20 on the valve element 18 be transmitted, so that the valve element 18 between the at least two positions, in particular translationally, relative to the pole core 12 is movable. 1 shows for example a first of the positions.

Ferner umfasst die Ventileinrichtung 10 ein Federelement 22, welches vorliegend als Schraubenfeder ausgebildet ist. Das Federelement 22 ist vorliegend zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Polkern 12 sowie zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Schaltelement 14 abgestützt. Wird das Schaltelement 14 aus der ersten Stellung in die zweite Stellung relativ zu dem Polkern 12 bewegt, so wird das Federelement 22 gespannt, sodass das Federelement 22 in der zweiten Stellung des Schaltelements 14 eine Federkraft bereitstellt. Diese Federkraft wirkt auf das Schaltelement, welches mittels der Federkraft aus der zweiten Stellung zurück in die erste Stellung bewegbar ist beziehungsweise bewegt wird. Furthermore, the valve device comprises 10 a spring element 22 which is presently designed as a helical spring. The spring element 22 In the present case, at least indirectly, in particular directly, on the pole core 12 and at least indirectly, in particular directly, on the switching element 14 supported. Will the switching element 14 from the first position to the second position relative to the pole core 12 moves, then the spring element 22 stretched so that the spring element 22 in the second position of the switching element 14 provides a spring force. This spring force acts on the switching element, which is movable or moved by means of the spring force from the second position back into the first position.

Die Ventileinrichtung 10 umfasst ferner eine im Ganzen mit 24 bezeichnete Spule, welche wenigstens eine erste Wicklung 26 umfasst. Die erste Wicklung 26 wird auch als erster Wicklungsbereich der Spule 24 bezeichnet. Mittels der ersten Wicklung 26 ist ein Magnetfeld in dem Polkern 12 und dem Schaltelement 14, insbesondere dem Anker 16, induzierbar, wobei das Schaltelement 14, insbesondere der Anker 16 und über diesen das Ventilelement 18, mittels des Magnetfelds aus einer der Stellungen in die andere Stellung relativ zu dem Polkern 12 bewegbar ist. Vorliegend wird das Schaltelement 14 mittels des Magnetkerns aus der ersten Stellung in die zweite Stellung bewegt. The valve device 10 also includes a whole with 24 designated coil, which at least a first winding 26 includes. The first winding 26 is also called the first winding area of the coil 24 designated. By means of the first winding 26 is a magnetic field in the pole core 12 and the switching element 14 , in particular the anchor 16 , inducible, wherein the switching element 14 , in particular the anchor 16 and over this the valve element 18 , by means of the magnetic field from one of the positions to the other position relative to the pole core 12 is movable. In the present case, the switching element 14 moved by the magnetic core from the first position to the second position.

Bei der ersten Stellung handelt es sich beispielsweise um eine Schließstellung der Ventileinrichtung 10. In der Schließstellung ist beispielsweise mittels des Schaltelements 14, insbesondere mittels des Ventilelements 18, zumindest eine Durchströmöffnung der Kraftstoffhochdruckpumpe fluidisch versperrt, sodass der Kraftstoff nicht durch diese Durchströmöffnung hindurchströmen kann. Mit anderen Worten ist wenigstens eine Durchströmöffnung der Kraftstoffhochdruckpumpe in der Schließstellung des Schaltelements 14 mittels des Schaltelements 14, insbesondere mittels des Ventilelements 18, fluidisch versperrt, sodass der Kraftstoff nicht durch diese Durchströmöffnung strömen kann. The first position is, for example, a closed position of the valve device 10 , In the closed position, for example by means of the switching element 14 , in particular by means of the valve element 18 , At least one flow opening of the high-pressure fuel pump fluidly blocked, so that the fuel can not flow through this flow-through. In other words, at least one through-flow opening of the high-pressure fuel pump is in the closed position of the switching element 14 by means of the switching element 14 , in particular by means of the valve element 18 , fluidly blocked, so that the fuel can not flow through this flow-through.

Die zweite Stellung ist beispielsweise eine Offenstellung, in welche das Schaltelement 14, insbesondere das Ventilelement 18, die Durchströmöffnung freigibt, sodass dann der Kraftstoff durch die freigegebene Durchströmöffnung strömen kann. Beispielsweise kann der Kraftstoff in der Offenstellung über die Durchströmöffnung in die Kompressionskammer einströmen oder aus dieser ausströmen. The second position is for example an open position into which the switching element 14 , in particular the valve element 18 , the flow opening releases, so that then the fuel can flow through the released flow opening. For example, in the open position, the fuel can flow into or out of the compression chamber via the throughflow opening.

Mittels des Magnetfelds kann das Schaltelement 14 entgegen der durch das Federelement 22 bereitgestellten und auf das Schaltelement 14 wirkenden Federkraft in der zweiten Stellung (beispielsweise Offenstellung) gehalten werden. Wird die Induzierung des Magnetfelds beendet, so wird das Magnetfeld schwächer, sodass sich dann das Federelement 22 entspannen kann. Dadurch wird das Schaltelement 14 mittels der Federkraft aus der zweiten Stellung zurück in die erste Stellung (beispielsweise Schließstellung) bewegt. By means of the magnetic field, the switching element 14 against by the spring element 22 provided and on the switching element 14 acting spring force in the second position (for example, open position) are held. If the induction of the magnetic field is terminated, the magnetic field weakens, so that then the spring element 22 can relax. This will be the switching element 14 moved by the spring force from the second position back to the first position (for example, closed position).

Insgesamt ist erkennbar, dass somit ein Schaltventil aus einer Kombination eines Schaltmagneten mit einer durch diesen geschalteten Hydraulik in Form des Ventilelements 18 aufgebaut ist. Dabei können wenigstens zwei Schaltzustände des Schaltelements 14, insbesondere des Ventilelements 18, realisiert werden. Bei einem ersten der Schaltzustände handelt es sich um die erste Stellung, wobei der zweite Schaltzustand die zweite Stellung ist beziehungsweise umgekehrt. Overall, it can be seen that thus a switching valve of a combination of a solenoid with a switched by this hydraulic in the form of the valve element 18 is constructed. In this case, at least two switching states of the switching element 14 , in particular of the valve element 18 , will be realized. In a first of the switching states is the first position, wherein the second switching state is the second position or vice versa.

Aus 1 ist ferner erkennbar, dass in der ersten Stellung zwischen dem Polkern 12 und dem Anker 16 ein Luftspalt 28 vorgesehen ist, über welchen der Polkern 12 von dem Anker 16 getrennt beziehungsweise beabstandet ist. Dabei ist das Federelement 22 beispielsweise als Druckfeder ausgebildet, mittels welcher das Schaltelement 14 und der Polkern 12 voneinander auf Abstand gehalten werden. Durch Aktivieren der Spule 24 wird in der Wicklung 26 ein Magnetfeld aufgebaut. Dieses Magnetfeld wird in umgebende, aus einem jeweiligen metallischen Werkstoff gebildete Bauteile der Ventileinrichtung 10, induziert. Insbesondere wird das Magnetfeld in dem Polkern 12 und dem Anker 16 induziert, sodass zwischen dem Anker 16 und dem Polkern 12 eine Magnetkraft aufgebaut wird. Durch die Magnetkraft wird das Federelement 22 beziehungsweise eine durch das Federelement 22 bereitgestellte Federkraft überwunden, sodass es zu der Bewegung des Schaltelements 14 aus der ersten Stellung in die zweite Stellung kommt. Im Rahmen dieser Bewegung wird beispielsweise das Schaltelement 14 auf den Polkern 12 zu bewegt, sodass der Luftspalt 28 verringert oder gar aufgehoben wird. Dabei wird das Federelement 22 vorliegend komprimiert. Out 1 It can also be seen that in the first position between the pole core 12 and the anchor 16 an air gap 28 is provided, over which the pole core 12 from the anchor 16 is separated or spaced. Here is the spring element 22 For example, designed as a compression spring, by means of which the switching element 14 and the polkernel 12 be kept apart from each other. By activating the coil 24 will be in the winding 26 built up a magnetic field. This magnetic field is in surrounding, formed from a respective metallic material components of the valve device 10 induced. In particular, the magnetic field in the pole core 12 and the anchor 16 induced, so between the anchor 16 and the pole core 12 a magnetic force is built up. By the magnetic force is the spring element 22 or one by the spring element 22 provided spring force overcome, so it is the movement of the switching element 14 coming from the first position to the second position. As part of this movement, for example, the switching element 14 on the pole core 12 too moved, so the air gap 28 is reduced or even canceled. In this case, the spring element 22 compressed in this case.

Die Spule 24 wird dabei mittels elektrischen Stroms aktiviert. Dies bedeutet, dass ein elektrischer Strom durch die Wicklung 26 geleitet wird. Darunter ist zu verstehen, dass die Spule 24, insbesondere die Wicklung 26, mit elektrischem Strom versorgt wird. Wird das Versorgen der Spule 24 mit elektrischem Strom beendet, das heißt wird der elektrische Strom weggenommen, so sinkt die zuvor genannte Magnetkraft, sodass die von dem gespannten, insbesondere komprimierten, Federelement 22 bereitgestellte Federkraft die Hydraulik (Ventilelement 18) beziehungsweise das Schaltelement 14 insgesamt aus der zweiten Stellung in die erste Stellung steuert, das heißt bewegt. Die erste Stellung ist somit eine Ausgangsstellung. The sink 24 is activated by means of electric current. This means that an electrical current through the winding 26 is directed. By this is meant that the coil 24 , in particular the winding 26 , is supplied with electricity. Will supplying the coil 24 terminated with electric current, that is, the electric current is removed, so decreases the aforementioned magnetic force, so that of the tensioned, in particular compressed, spring element 22 provided spring force the hydraulics (valve element 18 ) or the switching element 14 controls in total from the second position to the first position, that is moved. The first position is thus a starting position.

Da mittels des Schaltelements 14 beispielsweise eine Strömung des Kraftstoffes von der Kraftstoffhochdruckpumpe zu der Einspritzeinrichtung beeinflussbar beziehungsweise einstellbar ist, sind bei hohen Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine hohe Schaltdynamiken des Schaltelements 14 erforderlich, um auch bei solchen hohen Drehzahlen eine sichere Versorgung der Einspritzeinrichtung zu gewährleisten, sodass auch bei sehr hohen Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine Kraftstoff in die Verbrennungskraftmaschine eingespritzt werden kann. As by means of the switching element 14 For example, a flow of the fuel from the high-pressure fuel pump to the injector can be influenced or adjusted, are at high speeds of the internal combustion engine high switching dynamics of the switching element 14 required to ensure a secure supply to the injector even at such high speeds, so that even at very high speeds of the internal combustion engine fuel can be injected into the internal combustion engine.

Bei herkömmlichen Schaltventilen ist die Schaltdynamik des Schaltventils auf den Betriebszustand ausgelegt, bei dem die höchste Schaltdynamik, das heißt die schnellste Schaltcharakteristik, erforderlich ist. Dadurch jedoch werden Impulskräfte zwischen den schaltenden Magnetbauteilen in Form des Ankers 16 und des Polkerns 12 sehr hoch. Die Folge ist, dass zwischen den Magnetbauteilen ein hoher Verschleiß auftreten kann. Ferner kann es zu lauten Schaltgeräuschen kommen, da bei einer sehr hohen Schaltdynamik beispielsweise der Anker 16 mit einer sehr hohen Geschwindigkeit und somit sehr hart auf den Polkern 12 auftrifft, wenn das Schaltelement 14 aus der ersten Stellung in die zweite Stellung bewegt wird. In conventional switching valves, the switching dynamics of the switching valve is designed for the operating state, in which the highest switching dynamics, that is, the fastest switching characteristics, is required. As a result, however, impulse forces between the switching magnetic components in the form of the armature 16 and the polkernel 12 very high. The consequence is that high wear can occur between the magnetic components. Furthermore, there may be noisy switching noises, since, for example, the armature is at a very high switching dynamics 16 with a very high speed and thus very hard on the pole core 12 impinges when the switching element 14 is moved from the first position to the second position.

Die höchste Schaltdynamik ist jedoch lediglich in einem ersten Teilbereich eines gesamten Betriebsbereichs der Verbrennungskraftmaschine erforderlich. Insbesondere ist die höchste Schaltdynamik in einem Volllastbereich erforderlich. Mit anderen Worten existieren Betriebszustände, in denen die höchste Schaltdynamik nicht erforderlich ist. Diese Betriebszustände gehören zu einem von dem zuvor genannten ersten Teilbereich unterschiedlichen, zweiten Teilbereich des Betriebsbereichs der Verbrennungskraftmaschine. Der zweite Teilbereich ist beispielsweise ein Teillastbereich der Verbrennungskraftmaschine und wird auch als Normalbetrieb bezeichnet, in welchem übliche Schaltventile mit der höchsten Schaltdynamik betrieben werden, obwohl dies im Normalbetrieb gar nicht erforderlich wäre. However, the highest switching dynamics is only required in a first subarea of an entire operating range of the internal combustion engine. In particular, the highest switching dynamics in a full load range is required. In other words, there are operating states in which the highest switching dynamics is not required. These operating states belong to a second subarea of the operating range of the internal combustion engine that is different from the aforementioned first subarea. The second portion is, for example, a partial load range of the internal combustion engine and is also referred to as normal operation, in which conventional switching valves are operated with the highest switching dynamics, although this would not be required in normal operation.

Ein übliches Schaltventil wird jedoch auch im Normalbetrieb mit der höchsten Schaltdynamik betrieben, sodass das Schaltventil auch bei Volllast mit ihrer höchsten Schaltdynamik betrieben werden kann. Somit kommt es auch im Normalbetrieb zu sehr hohen Geschwindigkeiten, mit welchen das Schaltelement 14 relativ zum Polkern 12 bewegt wird. Diese hohen Geschwindigkeiten sind im Volllastbereich erforderlich, um eine sichere Versorgung der Verbrennungskraftmaschine mit dem Kraftstoff zu realisieren. Im Normalbetrieb jedoch sind diese hohen Geschwindigkeiten gar nicht erforderlich. Da herkömmliche Schaltventile somit normalerweise beziehungsweise zumindest überwiegend nicht in dem Betriebszustand betrieben werden, in dem die schnellste Schaltcharakteristik erforderlich ist, sind der Verschleiß und die Geräuschentwicklung im Normalbetrieb höher als eigentlich erforderlich. However, a common switching valve is also operated in normal operation with the highest switching dynamics, so that the switching valve can be operated even at full load with their highest switching dynamics. Thus, it comes in normal operation at very high speeds, with which the switching element 14 relative to the pole core 12 is moved. These high speeds are required in the full load range in order to realize a secure supply of the internal combustion engine with the fuel. In normal operation, however, these high speeds are not necessary. Since conventional switching valves are thus normally or at least predominantly not operated in the operating state in which the fastest switching characteristic is required, the wear and the noise in normal operation are higher than actually required.

Dabei treten Geräusche bei jeder Änderung des Schaltzustands sowohl durch den Schaltmagneten als auch durch die Hydraulik auf. Hierbei schlagen nämlich jeweils wenigstens zwei Bauteile aufeinander und erzeugen Geräusche. In this case, noises occur with each change of the switching state both by the switching magnet and by the hydraulics. Namely, in each case at least two components hitting each other and generate noise.

Die Schaltzeit eines digitalen Einlassventils für eine Kraftstoffhochdruckpumpe ist so ausgelegt, dass das digitale Einlassventil auch bei der höchsten Motordrehzahl in der Lage ist zu schalten. Im Gegensatz hierzu ist es jedoch üblicherweise das Ziel, im Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine keine nennenswerten Geräusche zu erzeugen, die durch den Fahrer des Kraftwagens wahrgenommen werden könnten. The switching time of a digital intake valve for a high-pressure fuel pump is designed so that the digital intake valve is able to shift even at the highest engine speed. In contrast, however, usually the goal is to produce no significant noise when idling the internal combustion engine, which could be perceived by the driver of the motor vehicle.

Die Geräusche und der Verschleiß können beispielsweise für Bewegungen, die entgegen der Schaltrichtung beziehungsweise der Magnetkraft des Schaltmagneten erfolgen, mit Hilfe von Stromimpulsen abgefangen werden. Unter einem solchen Stromimpuls ist eine kurzzeitige Erhöhung der Magnetkraft zu verstehen. Bewegungen in Richtung der Magnetkraft jedoch können üblicherweise nicht abgeschwächt werden. The noise and wear can be intercepted, for example, for movements that take place counter to the switching direction or the magnetic force of the solenoid, with the help of current pulses. Under such a current pulse is a brief increase in the magnetic force to understand. Movements in the direction of the magnetic force, however, usually can not be mitigated.

Um nun ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten der Ventileinrichtung 10 zu realisieren sowie den Verschleiß der Ventileinrichtung 10 besonders gering zu halten, ist es vorgesehen, dass die Ventileinrichtung 10 wenigstens eine zusätzlich zu der ersten Wicklung 26 vorgesehene, zweite Wicklung 30 zum Induzieren eines Magnetfelds in dem Polkern 12 und in dem Schaltelement 14, insbesondere dem Anker 16, umfasst. Now to a particularly advantageous noise behavior of the valve device 10 to realize as well as the wear of the valve device 10 To keep particularly low, it is provided that the valve device 10 at least one in addition to the first winding 26 provided, second winding 30 for inducing a magnetic field in the pole core 12 and in the switching element 14 , in particular the anchor 16 , includes.

Dadurch ist es möglich, anstelle genau eines optimal ausgelegten Betriebsbereichs, wie er bei herkömmlichen Schaltventilen vorgesehen ist, mehrere Betriebsbereiche zu realisieren, in denen das Schaltventil (Ventileinrichtung 10) vorteilhaft beziehungsweise optimal betrieben werden kann. Im Vergleich zu herkömmlichen Schaltventilen wird somit die Spule 24 derart geändert, dass sie wenigstens zwei Wicklungen 26 und 30 aufweist. Die zweite Wicklung 30 wird dabei auch als zweiter Wicklungsbereich bezeichnet. Die Wicklungsbereiche können beispielsweise einzeln oder kombiniert elektrisch angesteuert werden. Ferner ist es denkbar, dass die Wicklungsbereiche parallel zueinander oder in Reihe zueinander geschaltet sind. This makes it possible, instead of just one optimally designed operating range, as provided in conventional switching valves, to realize a plurality of operating ranges in which the switching valve (valve means 10 ) can be operated advantageously or optimally. Compared to conventional switching valves thus the coil 24 changed so that it has at least two windings 26 and 30 having. The second winding 30 is also referred to as the second winding area. The winding areas can be controlled electrically, for example individually or in combination. Furthermore, it is conceivable that the winding regions are connected in parallel to one another or in series with one another.

Dabei zeigt 3 eine schematische Darstellung einer Parallelschaltung der Wicklungen 26 und 30. Ferner zeigt 4 eine schematische Darstellung einer Reihenschaltung der Wicklungen 26 und 30. It shows 3 a schematic representation of a parallel connection of the windings 26 and 30 , Further shows 4 a schematic representation of a series connection of the windings 26 and 30 ,

Aus 1 ist besonders gut erkennbar, dass die Wicklungen 26 und 30 koaxial zueinander angeordnet sind, wobei sich die zweite Wicklung 30 in axialer Richtung der ersten Wicklung 26 an diese anschließt. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass die Wicklung 30 eine höhere Anzahl an Windungen als die Wicklung 26 aufweist. Ferner ist es denkbar, dass die Wicklung 26 aus einem ersten Draht und die Wicklung 30 aus einem zweiten Draht gebildet ist, wobei der erste Draht beispielsweise einen ersten Durchmesser und der zweite Draht einen gegenüber dem ersten Durchmesser größeren, zweiten Durchmesser aufweist. Out 1 is particularly well recognizable that the windings 26 and 30 are arranged coaxially with each other, wherein the second winding 30 in the axial direction of the first winding 26 connects to this. For example, it is provided that the winding 30 a higher number of turns than the winding 26 having. Furthermore, it is conceivable that the winding 26 from a first wire and the winding 30 is formed of a second wire, wherein the first wire, for example, a first diameter and the second wire has a relation to the first diameter larger, second diameter.

2 zeigt eine schematische Seitenansicht der Spule 24 und somit der Wicklungen 26 und 30. In 2 ist veranschaulicht, dass die Ventileinrichtung 10, insbesondere die Spule 24, in einem ersten Betriebszustand betreibbar ist, in welchem mittels der ersten Wicklung 26 ein Magnetfeld in dem Polkern 12 und dem Schaltelement 14, insbesondere dem Anker 16, induziert ist beziehungsweise wird, während ein durch die zweite Wicklung 30 bewirktes Induzieren eines Magnetfelds in dem Polkern 12 und dem Schaltelement 14 unterbleibt. Zur Realisierung des ersten Betriebszustands wird an die erste Wicklung 26 eine erste elektrische Spannung U₁ angelegt, wobei ein Anlegen einer elektrischen Spannung an die zweite Wicklung 30 unterbleibt. Somit ist in dem ersten Betriebszustand die erste Wicklung 26 aktiviert, während die zweite Wicklung 30 deaktiviert ist. 2 shows a schematic side view of the coil 24 and thus the windings 26 and 30 , In 2 is illustrated that the valve device 10 , especially the coil 24 , is operable in a first operating state, in which by means of the first winding 26 a magnetic field in the pole core 12 and the switching element 14 , in particular the anchor 16 , is or is, while a through the second winding 30 inducing a magnetic field in the pole core 12 and the switching element 14 omitted. To realize the first operating state is to the first winding 26 a first electrical voltage U ₁ applied, wherein an application of an electrical voltage to the second winding 30 omitted. Thus, in the first operating state, the first winding 26 activated while the second winding 30 is disabled.

Ferner ist die Ventileinrichtung 10, insbesondere die Spule 24, in einem zweiten Betriebszustand betreibbar, in welchem mittels der zweiten Wicklung 30 ein Magnetfeld in dem Polkern 12 und dem Schaltelement 14, insbesondere dem Anker 16, induziert ist beziehungsweise wird, während ein durch die erste Wicklung 26 bewirktes Induzieren eines Magnetfelds in dem Polkern 12 und dem Schaltelement 14 unterbleibt. Hierzu wird an die zweite Wicklung 30 eine zweite elektrische Spannung U₂ angelegt, während ein Anlegen einer elektrischen Spannung an die erste Wicklung 26 unterbleibt. Dies bedeutet, dass in dem zweiten Betriebszustand die zweite Wicklung 30 aktiviert ist, während die erste Wicklung 26 deaktiviert ist. Furthermore, the valve device 10 , especially the coil 24 , operable in a second operating state, in which by means of the second winding 30 a magnetic field in the pole core 12 and the switching element 14 , in particular the anchor 16 , is or is, while a through the first winding 26 inducing a magnetic field in the pole core 12 and the switching element 14 omitted. For this purpose, the second winding 30 applied a second electrical voltage U ₂ , while applying an electrical voltage to the first winding 26 omitted. This means that in the second operating state, the second winding 30 is activated while the first winding 26 is disabled.

Alternativ oder zusätzlich zu dem zweiten Betriebszustand kann ein dritter Betriebszustand der Ventileinrichtung 10, insbesondere der Spule 24, vorgesehen sein. In dem dritten Betriebszustand ist beziehungsweise wird mittels der ersten Wicklung 26 und mittels der zweiten Wicklung 30 ein Magnetfeld in dem Polkern 12 und dem Schaltelement 14, insbesondere dem Anker 16, induziert. Hierzu wird an die Wicklungsbereiche (Wicklungen 26 und 30) eine dritte elektrische Spannung U‘₂ angelegt. Durch das wahlweise Einstellen der beschriebenen Betriebszustände können unterschiedliche Schaltdynamiken des Schaltelements 14 realisiert werden. Alternatively or in addition to the second operating state, a third operating state of the valve device 10 , in particular the coil 24 , be provided. In the third operating state is or is by means of the first winding 26 and by means of the second winding 30 a magnetic field in the pole core 12 and the switching element 14 , in particular the anchor 16 induced. For this purpose, the winding areas (windings 26 and 30 ) applied a third electrical voltage U ' ₂ . By selectively setting the operating conditions described can different switching dynamics of the switching element 14 will be realized.

Unter dem Aktivieren des jeweiligen Wicklungsbereiches, welcher auch als Spulenbereich bezeichnet wird, ist ein Ansteuern des jeweiligen Wicklungsbereichs zu verstehen. Im ersten Betriebszustand kann beispielsweise der Betriebsbereich, bei dem die höchste Schaltdynamik erforderlich ist, abgedeckt werden. Im zweiten beziehungsweise dritten Betriebszustand können beispielsweise Betriebsbereiche abgedeckt werden, bei denen die Schaltdynamik der Vermeidung von Geräuschen und dem Reduzieren des Verschleißes untergeordnet ist, beispielsweise im Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine. Somit ist es beispielsweise vorgesehen, dass im ersten Betriebszustand eine höhere Schaltdynamik als im zweiten beziehungsweise dritten Betriebszustand vorgesehen ist. Dies bedeutet beispielsweise, dass die mittels des jeweiligen Magnetfelds bewirkte Bewegung des Schaltelements 14 in dem zweiten beziehungsweise dritten Betriebszustand mit einer geringeren Geschwindigkeit als in dem ersten Betriebszustand erfolgt. Dadurch kann ein übermäßig hartes Auftreffen des Ankers 16 auf den Polkern 12 vermieden werden, sodass die Entstehung von Geräuschen sowie der Verschleiß der Ventileinrichtung 10 gering gehalten werden können. Activation of the respective winding region, which is also referred to as coil region, is to be understood as driving the respective winding region. In the first operating state, for example, the operating range in which the highest switching dynamics is required to be covered. In the second or third operating state, for example, operating ranges can be covered, in which the switching dynamics are subordinate to the avoidance of noise and the reduction of wear, for example during idling of the internal combustion engine. Thus, it is provided, for example, that in the first operating state, a higher switching dynamics than in the second or third operating state is provided. This means, for example, that the movement of the switching element caused by the respective magnetic field 14 occurs in the second and third operating state at a lower speed than in the first operating state. This can cause an excessively hard impact of the anchor 16 on the pole core 12 be avoided, so that the formation of noise and the wear of the valve device 10 can be kept low.

Anhand von 6 wird im Folgenden das Funktionsprinzip der Ventileinrichtung 10 näher veranschaulicht. Der zweite beziehungsweise dritte Betriebsbereich ist ein geräusch- und verschleißoptimierter Bereich, in dem die Schaltdynamik gegenüber dem ersten Betriebszustand reduziert werden kann. Das Prinzip dabei ist, dass in dem geräusch- und verschleißoptimierten Bereich die Induktivität der Spule 24 im Vergleich zum ersten Betriebsbereich erhöht ist. Basisparameter für die Induktivität in diesem Fall sind die Anzahl an Windungen der jeweiligen Wicklungsbereiche sowie der elektrische Widerstand der jeweiligen Wicklung 26 beziehungsweise 30. Durch Erhöhung des elektrischen Widerstands wird der elektrische Strom, der durch die Windungen fließt, reduziert. Bei gleichzeitiger Erhöhung der Anzahl der Windungen kann die Magnetkraft wieder erhöht werden, sodass die effektive Magnetkraft sich bei einer optimalen Auslegung nicht verändert. Bei dieser Auslegung wird die erforderliche Magnetkraft zur Überwindung der Federkraft später erreicht. Durch die erhöhte Induktivität verlangsamt sich somit die Schaltdynamik und somit die Geschwindigkeit, mit welcher das Schaltelement 14 bewegt wird. Dadurch können Auftreffkräfte zwischen dem Anker 16 und dem Polkern 12 gering gehalten werden, wodurch wiederum die Geräusche und der Verschleiß gering gehalten werden können. Gleichzeitig wird auch die erforderliche elektrische Leistung zur Aktivierung des Schaltmagneten geringer. Based on 6 In the following, the functional principle of the valve device will be described 10 illustrated in more detail. The second or third operating range is a noise and wear-optimized range in which the switching dynamics can be reduced compared to the first operating state. The principle is that in the noise and wear optimized area, the inductance of the coil 24 is increased compared to the first operating range. Basic parameters for the inductance in this case are the number of turns of the respective winding areas and the electrical resistance of the respective winding 26 respectively 30 , By increasing the electrical resistance, the electric current flowing through the windings is reduced. When increasing the number of turns, the magnetic force can be increased again, so that the effective magnetic force does not change with an optimal design. In this design, the required magnetic force to overcome the spring force is achieved later. The increased inductance thus slows the switching dynamics and thus the speed at which the switching element 14 is moved. This allows impact forces between the anchor 16 and the pole core 12 be kept low, which in turn the noise and wear can be kept low. At the same time, the required electric power for activating the switching magnet is reduced.

6 zeigt dabei ein Diagramm, auf dessen Abszisse 32 die Zeit aufgetragen ist. Ein Verlauf 34 veranschaulicht den elektrischen Strom durch die Spule 24 bei geringer Induktivität, das heißt beispielsweise im ersten Betriebsbereich. Ferner veranschaulicht ein Verlauf 36 den elektrischen Strom durch die Spule 24 bei erhöhter Induktivität, das heißt beispielsweise im zweiten beziehungsweise dritten Betriebszustand. Ein Verlauf 38 veranschaulicht die Magnetkraft bei geringer Induktivität, wobei ein Verlauf 40 die Magnetkraft bei demgegenüber erhöhter Induktivität veranschaulicht. Ein Verlauf 42 veranschaulicht die Stellung beziehungsweise Position und somit die Bewegung des Schaltelements 14 bei geringer Induktivität, wobei der Verlauf 44 die Bewegung des Schaltelements 14 bei demgegenüber erhöhter Induktivität veranschaulicht. Schließlich veranschaulicht ein Verlauf 46 die Geschwindigkeit, mit der das Schaltelement 14 bei geringer Induktivität und somit beispielsweise im ersten Betriebszustand bewegt wird. Ferner veranschaulicht ein Verlauf 48 die Geschwindigkeit, mit welcher das Schaltelement 14 im zweiten Betriebsbereich beziehungsweise bei erhöhter Induktivität bewegt wird. 6 shows a diagram on the abscissa 32 the time is up. A course 34 illustrates the electrical current through the coil 24 at low inductance, that is, for example, in the first operating range. Furthermore, a course illustrates 36 the electric current through the coil 24 at elevated inductance, that is, for example, in the second or third operating state. A course 38 illustrates the magnetic force at low inductance, with a gradient 40 the magnetic force in contrast illustrates increased inductance. A course 42 illustrates the position or position and thus the movement of the switching element 14 at low inductance, the course 44 the movement of the switching element 14 in contrast, illustrates increased inductance. Finally, a history illustrates 46 the speed with which the switching element 14 is moved at low inductance and thus, for example, in the first operating state. Furthermore, a course illustrates 48 the speed at which the switching element 14 is moved in the second operating range or at elevated inductance.

Schließlich zeigt 5 einen Stecker 50, mittels welchem die Spule 24 mit einer Stromquelle elektrisch verbindbar ist. Die Stromquelle stellt die jeweilige elektrische Spannung U₁, U₂ und U‘₂ beziehungsweise elektrischen Strom bereit, welcher durch die jeweiligen Wicklungen 26 und 30 geleitet werden kann, um die jeweiligen Wicklungen 26 und 30 zu aktivieren. Vorzugsweise sind die Spannungen U₁, U₂ und U‘₂, insbesondere betragsmäßig, gleich. Zur Realisierung der unterschiedlichen Betriebszustände, das heißt zum Anlegen der jeweiligen elektrischen Spannungen U₁, U₂ und U‘₂ sind wenigstens drei Anschlüsse 52, 54 und 56 des Steckers 50 und somit der Spule 24 insgesamt vorgesehen. Die Anschlüsse 52, 54 und 56 werden auch als Pins bezeichnet. Über den Anschluss 52 wird die Spule 24 beispielsweise auf Masse gelegt. Über den Anschluss 54 kann beispielsweise die elektrische Spannung U₁ an die Wicklung 26 angelegt werden. Ferner ist es denkbar, dass über den Anschluss 56 die elektrische Spannung U‘₂ an die Wicklungen 26 und 30 angelegt werden kann. Finally shows 5 a plug 50 by means of which the coil 24 is electrically connectable to a power source. The current source provides the respective electrical voltage U ₁ , U ₂ and U ' ₂ or electric current, which through the respective windings 26 and 30 can be routed to the respective windings 26 and 30 to activate. Preferably, the voltages U ₁ , U ₂ and U ' ₂ , in particular amount, the same. To realize the different operating states, that is, to apply the respective electrical voltages U ₁ , U ₂ and U ' ₂ are at least three terminals 52 . 54 and 56 of the plug 50 and thus the coil 24 provided in total. The connections 52 . 54 and 56 are also called pins. About the connection 52 becomes the coil 24 for example, grounded. About the connection 54 For example, the electrical voltage U ₁ to the winding 26 be created. Furthermore, it is conceivable that over the connection 56 the electrical voltage U ' ₂ to the windings 26 and 30 can be created.

Aus den Fig. ist erkennbar, dass die Spule 24 die zwei Wicklungen 26 und 30 umfasst. Ferner ist es denkbar, dass die Ventileinrichtung 10, insbesondere die Spule 24, eine demgegenüber höhere Anzahl an Wicklungen umfasst, sodass die Spule 24 beispielsweise drei, vier oder eine noch höhere Anzahl an Wicklungen umfassen kann, um dadurch unterschiedliche Betriebszustände und somit einen besonders bedarfsgerechten Betrieb der Ventileinrichtung 10 realisieren zu können. From the Fig. It can be seen that the coil 24 the two windings 26 and 30 includes. Furthermore, it is conceivable that the valve device 10 , especially the coil 24 , In contrast, a higher number of windings, so that the coil 24 For example, it may include three, four, or even higher numbers of windings to thereby provide different operating conditions and thus more responsive operation of the valve device 10 to be able to realize.

Claims

Valve device ( 10 ) for influencing a flow of a fluid, in particular for an internal combustion engine, with at least one pole core ( 12 ), with at least one between at least two positions relative to the pole core ( 12 ) movable switching element ( 14 ) for influencing the flow, and with a winding ( 26 ) for inducing a magnetic field in the pole core ( 12 ) and the switching element ( 14 ), which by means of the induced magnetic field from one of the positions to the other position relative to the pole core ( 12 ) is movable, characterized in that the valve device ( 10 ) at least one in addition to the winding ( 26 ) provided second winding ( 30 ) for inducing a magnetic field in the pole core ( 12 ) and the switching element ( 14 ).

Valve device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the valve device ( 10 ) in a first operating state, in which by means of a first of the windings ( 26 . 30 ) a magnetic field in the pole core ( 12 ) and the switching element ( 14 ), while a through the second winding ( 30 ) induces a magnetic field in the pole core ( 12 ) and the switching element ( 14 ), and is operable in a second operating state, in which by means of the second winding ( 30 ) a magnetic field in the pole core ( 12 ) and the switching element ( 14 ), while a through the first winding ( 26 ) induces a magnetic field in the pole core ( 12 ) and the switching element ( 14 ) is omitted.

Valve device ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the means of the respective magnetic field caused movement of the switching element ( 14 ) in the second operating state at a lower speed than in the first operating state.

Valve device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve device ( 12 ) in a first operating state, in which by means of a first of the windings ( 26 . 30 ) a magnetic field in the pole core ( 12 ) and the switching element ( 14 ), while a through the second winding ( 30 ) induces a magnetic field in the pole core ( 12 ) and the switching element ( 14 ), and is operable in a third operating state, in which by means of the first winding ( 26 ) and by means of the second winding ( 30 ) a magnetic field in the pole core ( 12 ) and the switching element ( 14 ) is induced.

Valve device ( 10 ) according to claim 4, characterized in that the means of the respective magnetic field caused movement of the switching element ( 14 ) in the third operating state at a lower speed than in the first operating state.

Valve device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the windings ( 26 . 30 ) are arranged coaxially with each other.

Valve device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second winding ( 30 ) in the axial direction of the first winding ( 26 ) connects to this.

Valve device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the windings ( 26 . 30 ) are connected in parallel.

Valve device ( 10 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the windings ( 26 . 30 ) are connected in series.

Valve device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the windings ( 26 . 30 ) differ from each other in terms of their respective number of turns.

Valve device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first winding ( 26 ) of a first wire and the second winding ( 30 ) is formed of a second wire, wherein the wires differ in diameter from each other.

Method for operating a valve device ( 10 ) for influencing a flow of a fluid, in particular for an internal combustion engine, with at least one pole core ( 12 ), with one between at least two positions relative to the pole core ( 12 ) movable switching element ( 14 ) for influencing the flow, and with a winding ( 26 ), by means of which in the pole core ( 12 ) and the switching element ( 14 ) a magnetic field is induced, by means of which the switching element ( 14 ) from one of the positions to the other position relative to the pole core ( 12 ), characterized in that the valve device ( 10 ) at least one in addition to the winding ( 26 ) provided second winding ( 30 ) by means of which a magnetic field in the pole core ( 12 ) and the switching element ( 14 ) is effected.

Method according to claim 12, characterized in that the valve device ( 10 ) in a first operating state, in which by means of a first of the windings ( 26 . 30 ) a magnetic field in the pole core ( 12 ) and the switching element ( 14 ), while a through the second winding ( 30 ) induces a magnetic field in the pole core ( 12 ) and the switching element ( 14 ) is omitted, and is operated in a second operating state in which by means of the second winding ( 30 ) a magnetic field in the pole core ( 12 ) and the switching element ( 14 ), while inducing a magnetic field in the pole core caused by the first winding ( 12 ) and the switching element ( 14 ) is omitted.

Method according to claim 12 or 13, characterized in that the valve device ( 10 ) in a first operating state, in which by means of a first of the windings ( 26 . 30 ) a magnetic field in the pole core ( 12 ) and the switching element ( 14 ), while a through the second winding ( 30 ) induces a magnetic field in the pole core ( 12 ) and the switching element ( 14 ) is omitted, and is operated in a third operating state, in which by means of the first winding ( 26 ) and by means of the second winding ( 30 ) a magnetic field in the pole core ( 12 ) and the switching element ( 14 ) is induced.