Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Magnetventil, insbesondere ein
Mengensteuerventil für Kraftstoffsysteme von
Brennkraftmaschinen, mit einer Magnetspule, mit einem
Magnetkern, mit einem an einer Stirnseite des Magnetkerns
angeordneten Magnetanker, mit einem mit dem Magnetanker
verbundenen Ventilelement, und mit mindestens einem
Fluidkanal für ein zu schaltendes Fluid, welcher mindestens
zwei Abschnitte aufweist, die durch das Ventilelement
voneinander trennbar bzw. miteinander verbindbar sind.
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Derartige Magnetventile zur Mengensteuerung werden in der
Technik für eine Vielzahl von Anwendungsfällen eingesetzt.
Sie finden insbesondere Anwendung in Kraftstoffsystemen von
Brennkraftmaschinen, mit denen Kraftstoff den Brennräumen
einer Brennkraftmaschine zugeführt wird. Durch die
Verwendung von Magnetventilen in einem solchen
Kraftstoffsystem kann die Kraftstoffmenge beeinflusst bzw.
gesteuert werden, die verschiedenen Bereichen des
Kraftstoffsystems zugeführt wird.
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Magnetventile, die zur Mengensteuerung von mit Druck
beaufschlagtem Kraftstoff in modernen Kraftstoffsystemen
zum Einsatz kommen, können einen Tauchankermagneten oder
einen Plattenankermagneten aufweisen. Tauchankermagnete
sind innerhalb eines Magnetkörpers angeordnet und in diesem
gleitend geführt. Plattenankermagnete sind endseitig an
einem Magnetkern angeordnet. Letztere Anordnung hat den
Vorteil, dass zwischen Plattenankermagnet und Magnetkern
sehr hohe Schließkräfte erzeugbar sind.
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Ein Magnetventil mit einem Plattenankermagnet ist bspw. aus
der DE 42 31 428 A1 bekannt. Dieses Magnetventil umfasst
einen zentrischen Magnetkern, der von einer Magnetspule
umgeben ist. Auf einer Endseite des Magnetkerns ist ein
Plattenankermagnet angeordnet, in dem ein als Kugel
ausgebildeter Ventilkörper aufgenommen ist. Dem
Ventilkörper sind Ventilsitze zugeordnet, die jeweils im
Mündungsbereich von angrenzenden Fluidkanälen ausgebildet
sind.
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Das bekannte Magnetventil wird angesteuert, indem die
Magnetspule mit Strom versorgt wird. Hierdurch wird ein
umlaufender magnetischer Fluss erzeugt, der zu einer
zwischen Plattenankermagnet und Magnetkern wirkenden Kraft
führt. Der magnetische Fluss verläuft vom Magnetkern über
den Magnetanker über zusätzlich vorgesehene
Scheibenelemente und ein Gehäuse wieder zum Magnetkern.
Durch die wirkende Kraft wird der Plattenankermagnet vom
Magnetkern angezogen, und der kugelförmige Ventilkörper
kommt in einem Ventilsitz eines Fluidkanals zur Auflage und
verschließt diesen.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der
Erfindung, ein besonders einfach herzustellendes
Magnetventil zu schaffen, das sich durch hohe
Zuverlässigkeit und Haltbarkeit auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird bei einem Magnetventil der eingangs
beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der
Magnetkern im Bereich seines dem Magnetanker zugewandten
Endes mit einem umlaufenden, sich radial nach außen
erstreckenden Kragen einstückig verbunden ist und dass
zwischen dem Magnetkern und dem Kragen mindestens ein
Verbindungsabschnitt vorhanden ist, der eine geringere
Materialstärke als der Kragen aufweist.
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Vorteile der Erfindung
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Bisher erfolgt die Leitung des Magnetflusses in sich radial
nach außen erstreckender Richtung durch zusätzliche
Elemente, bspw. über eine Polscheibe, wie aus der DE 42 31 428 A1
bekannt. Zwischen einem solchen zusätzlichen Element
und dem Magnetkern befindet sich ein Spalt, der aufwändig
abgedichtet werden muss.
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Durch die erfindungsgemäße einteilige Ausbildung des
Magnetkerns mit einem sich radial nach außen erstreckenden
Kragen hingegen wird kein zusätzliches und aufwändig
abzudichtendes Element benötigt. Die Abdichtung des unter
Druck stehenden Bereichs des Magnetventils nach außen ist
somit sehr zuverlässig. Der Magnetkern mit angeformtem
Kragen kann in bekannter Weise durch Urformen oder, bei
rotationssymmetrischer Ausführung des Magnetkerns, spanend
als Drehteil hergestellt werden.
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Der Verbindungsabschnitt mit seiner geringeren
Materialstärke zwischen dem Magnetkern und dem Kragen wirkt
als magnetische Drossel, so dass der Magnetfluss von einem
mittigen Bereich des Magnetkerns über den Magnetanker
besonders gut in den am Magnetkern angeformten Kragen
geleitet werden kann. Je geringer die Materialstärke des
Verbindungsabschnitts ist, desto stärker ist die hierdurch
erzeugte Drosselwirkung für den magnetischen Fluss und
damit der Wirkungsgrad des Magnetventils.
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Besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
in Unteransprüchen angegeben.
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Nach einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der
Verbindungsabschnitt mindestens eine im Wesentlichen in
Umfangsrichtung verlaufende durchgehende Rille. Durch eine
solche Rille kann der magnetische Fluss in allen radialen
Richtungen wirkungsvoll und gleichmäßig gedrosselt werden,
so dass der magnetische Fluss jeweils von einem mittigen
Bereich des Magnetkerns über den Magnetanker in den über
den Verbindungsabschnitt angeformten Kragen eingeleitet
werden kann. Eine solche Rille kann durch Urformen beim
Herstellen des Magnetkerns auf einfache Weise erzeugt oder
nachträglich spanend oder anderweitig abgetragen werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst der
Verbindungsabschnitt mindestens zwei wenigstens in etwa
gegenüberliegende Rillen. Auch mit dieser Ausführungsform
ist eine wirkungsvolle Drosselung, jedoch zusätzlich eine
Beeinflussung der Lage des magnetischen Flusses im Bereich
des Verbindungsabschnitts möglich. Es ist auch möglich,
versetzt zueinander angeordnete Rillen mit
unterschiedlichem Durchmesser vorzusehen, die eine
magnetische Drosselung bewirken.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind der
Magnetanker und das Ventilelement in einer Schaltkammer
aufgenommen, welche einerseits durch den Magnetkern, den
Kragen und ggf. den Verbindungsabschnitt und andererseits
durch eine Abdeckung begrenzt wird, welche am Kragen
befestigt ist. Eine derartig gebildete Schaltkammer hat den
Vorteil, dass sie lediglich eine einzige zwischen dem
Kragen und der Abdeckung liegende Dichtstelle aufweist. In
dieser Schaltkammer befindet sich der Magnetanker und das
Ventilelement, das üblicherweise zentrisch im oder am
Magnetanker angeordnet ist und mit dem verschiedene
Abschnitte des Fluidkanals voneinander getrennt bzw.
miteinander verbunden werden können.
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Vorteilhafterweise sind die Abdeckung und der Kragen bspw.
durch Schweißen unlösbar miteinander verbunden. Da die
Kontaktstelle zwischen Abdeckung und Kragen bei der
erfindungsgemäßen Anordnung des Magnetventils die einzige
Dichtstelle der druckbeaufschlagten Schaltkammer darstellt,
könnte lediglich an dieser Stelle mit Druck beaufschlagtes
Fluid austreten und eine Leckage bilden.
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Indem die Kontaktstelle zwischen Abdeckung und Kragen durch
eine unlösbare Verbindung vollständig abgedichtet wird, ist
das Magnetventil wartungsfrei. Bspw. können der Kragen und
die Abdeckung entlang eines in Umfangsrichtung verlaufenden
Bereichs miteinander verschweißt werden, was den Vorteil
hat, dass keine zusätzlichen Dichtmittel bereitgestellt
werden müssen, und dass dennoch eine besonders zuverlässige
und langlebige Abdichtung der Schaltkammer realisiert wird.
Es können auch andere geeignete Verbindungstechniken wie
bspw. Löten oder Kleben zum Einsatz kommen.
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Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist
mindestens einer der beiden Abschnitte des Fluidkanals im
Magnetkern ausgebildet. Ein solches Magnetventil baut
klein.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind
beide Abschnitte des Fluidkanals im Magnetkern ausgebildet,
wobei ein Abschnitt mittig und der andere außermittig
angeordnet ist. Bspw. kann der mittig im Magnetkern
ausgebildete Abschnitt des Fluidkanals ausgehend von einem
Einlass in die Schaltkammer münden und dort einen
Ventilsitz ausbilden, der zur Aufnahme eines mit dem
Magnetanker verbundenen Ventilkörpers dient. Ein
außermittig ausgebildeter Abschnitt des Fluidkanals kann
parallel zum mittig ausgebildeten Abschnitt des Fluidkanals
im Magnetkern ausgebildet sein und von der Schaltkammer zu
einem Auslass führen. Durch eine solche Ausbildung kann ein
2/2-Wegeventil gebildet werden, das eine kurze Einbauhöhe
aufweist, wobei die Abdeckung des Magnetventils flach
ausgeführt werden kann.
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Vorgeschlagen wird auch, dass beide Abschnitte des
Fluidkanals im Bereich des dem Kragen entgegengesetzten
Endes des Magnetkerns münden. Durch diese Ausführung kann
einerseits die Abdeckung des Magnetventils einfach und
flach ausgebildet werden. Andererseits kann die Abdichtung
der Fluidkanäle gegenüber einem Element, das das
Magnetventil trägt, kompakt und einfach gestaltet werden.
Bei der Montage des Magnetventils in einem externen Träger,
bspw. in einer Hochdruckpumpe, ist es durch die
vorgeschlagene Anordnung des Fluidkanals möglich, durch nur
einen Fügevorgang eine Abdichtung zwischen den Mündungen
beider Abschnitte des Fluidkanals und dem externen Träger
zu erreichen.
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Gegebenenfalls ist in der Abdeckung mindestens ein
Fluidkanal vorhanden. Somit kann ohne Veränderung aller
weiteren Bestandteile des Magnetventils durch einfachen
Austausch der Abdeckung auch ein 3/2-Wegeventil realisiert
werden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass
der Kragen mindestens auf der dem Magnetanker zugewandten
Seite und/oder der Magnetanker mindestens auf der dem
Kragen zugewandten Seite eine nicht magnetisierbare
Oberflächenschicht aufweist. Durch diese kann zwischen
Magnetanker und Kragen ein Spalt ausgebildet werden, der
verhindert, dass beim Wechsel vom bestromten in den
unbestromten Zustand des Magnetventils der Magnetanker am
Magnetkern haften bleibt. Ein solches Haften hätte zur
Folge, dass das Magnetventil verzögert anspricht. Die
Oberflächenschicht verbessert also das Ansprechverhalten
des Magnetventils.
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Eine solche Oberflächenschicht kann durch nachträgliches
Aufbringen zusätzlicher Materialschichten auf den Kragen
des Magnetkerns oder auf den Magnetanker gebildet werden.
Es ist aber auch möglich, den Magnetanker aus einem
Ausgangsmaterial zu formen, das bereits eine
Oberflächenschicht aufweist, die nicht magnetisierbar ist.
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Der Magnetanker weist bspw. auf seiner Oberfläche einen
kalottenförmigen Vorsprung auf, der geeignet ist, in eine
sphärisch ausgebildete Aussparung in der Abdeckung des
Magnetventils geführt zu werden, so dass der Magnetanker in
axialer Richtung bewegbar und in radialer Richtung
festgelegt ist, wobei die Vorsprünge auf der Oberfläche des
Magnetankers mit dem Verbindungsabschnitt zusammenwirken.
Dies hat den Vorteil, dass der Magnetanker in radialer
Richtung sicher geführt ist, ohne dass separate
Aussparungen vorgesehen werden müssen.
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Möglicherweise sind auf der Oberfläche des Magnetankers
Vorsprünge vorgesehen, die komplementär zum
Verbindungsabschnitt ausgebildet sind, der bspw. wie oben
beschrieben eine Rille aufweist. Bei Ausgestaltung der
Vorsprünge als komplementären Torusabschnitt bleibt der
Magnetanker axial bewegbar und wird gleichzeitig in seiner
Bewegung in radialer Richtung festgelegt. Somit können
radiale Schwingbeschleunigungen durch Kontakt zwischen dem
Vorsprung (in Form des Torusabschnitts) und der Aussparung
(in Form der Rille) aufgenommen werden.
Zeichnung
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail
erläutert.
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In der Zeichnung zeigen:
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Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Kraftstoffsystems mit
einem Magnetventil;
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Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des
Magnetventils von Fig. 1; und
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Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Magnetventil von
Fig. 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In Fig. 1 trägt ein Kraftstoffsystem insgesamt das
Bezugszeichen 10. Es umfasst einen Kraftstoffbehälter 12,
welcher mit einem Einlass 14 einer elektrischen
Kraftstoffpumpe 16 verbunden ist. Ein Auslass 18 der
elektrischen Kraftstoffpumpe 16 ist über eine
Kraftstoffleitung 20 mit dem Einlass 22 einer
Hochdruckpumpe 24 verbunden. Diese wird auf nicht näher Art
und Weise mechanisch von einer Brennkraftmaschine
angetrieben.
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Ein Auslass 26 der Hochdruckkraftstoffpumpe 24 ist über ein
Rückschlagventil 28 mit einer Kraftstoff-Sammelleitung 30
verbunden. Diese wird gemeinhin auch als "Rail" bezeichnet.
An die Kraftstoffsammelleitung 30 sind in dem in Fig. 1
dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt vier
Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 32 angeschlossen. Bei
diesen handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel
um Hochdruck-Einspritzventile bzw. Injektoren. Diese sind
an einem in der Fig. 1 nicht dargestellten Motorblock
befestigt und spritzen den Kraftstoff direkt in einen
ebenfalls nicht dargestellten Brennraum ein.
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Der Auslass 18 der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 ist mit
dem Einlass 14 der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 über
eine Kraftstoffleitung 34 verbunden. In dieser ist ein
Druckbegrenzungsventil 36 angeordnet. Vom Auslass 26 der
Kraftstoff-Hochdruckpumpe 24 führt ebenfalls eine
Kraftstoffleitung 38 zurück zum Einlass 22 der Kraftstoff-
Hochdruckpumpe 24. In der Kraftstoffleitung 38 ist ein
Magnetventil 40 zur Mengensteuerung angeordnet, welches
weiter unten im Detail beschrieben ist.
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Von der Kraftstoff-Sammelleitung 30 führt eine
Kraftstoffleitung 42 zum Einlass 22 der
Kraftstoffhochdruckpumpe 24 zurück. In dieser
Kraftstoffleitung 42 ist ein Druckbegrenzungsventil 44
angeordnet. Durch dieses wird der Druck in der Kraftstoff-
Sammelleitung 30 auf bspw. 120 bar begrenzt.
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Der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 30 wird von einem
Sensor 46 erfasst. Dieser liefert Signale an ein Steuer-
und Regelgerät 48. Ausgangsseitig steuert das Steuer- und
Regelgerät 48 die elektrische Kraftstoffpumpe 16 sowie das
Magnetventil 40 zur Mengensteuerung an.
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Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine wird der Kraftstoff
von der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 aus dem
Kraftstoffbehälter 12 angesaugt und auf ca. 4 bar
vorverdichtet. Dieser Druck wird durch das
Druckbegrenzungsventil 36 eingestellt. Der Kraftstoff wird
dann von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 24 auf einen Druck
bis zu 120 bar weiter verdichtet. Mit diesem Druck wird der
Kraftstoff von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 24 in die
Kraftstoff-Sammelleitung 30 gefördert. Die Fördermenge wird
dabei durch das Magnetventil 40 zur Mengensteuerung
eingestellt. Von der Kraftstoff-Sammelleitung 30 gelangt
der Kraftstoff zu den Injektoren 32, welche den Kraftstoff
in den Brennraum einspritzen.
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Fig. 2 zeigt eine Explosionsansicht des Magnetventils 40.
Diese Ansicht soll lediglich einen Überblick über einige
Bestandteile des Magnetventils 40 vermitteln. Im Detail
werden der Aufbau und die Funktionsweise des Magnetventils
40 unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.
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Gemäß Fig. 2 weist das Magnetventil 40 einen
kreiszylindrischen Magnettopf 50 auf. Der Magnettopf 50
besteht aus einem magnetisierbaren Material. Er weist einen
in Fig. 2 oben angeordneten Rand 52 und einen Aufnahmeraum
54 auf. In diesem Aufnahmeraum 54 ist ein insgesamt
kreiszylindrischer Einsatz 56 aufgenommen. Der Einsatz 56
bildet ein Gehäuse aus Kunststoffmaterial für eine in Fig.
2 nicht dargestellte Magnetspule und umfasst eine direkt an
das Gehäuse angespritzte Steckeraufnahme 58.
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Der Rand 52 des Magnettopfs 50 weist eine Aussparung 60
auf, in der die Steckeraufnahme 58 des Einsatzes 56 liegt.
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Die Steckeraufnahme 58 kann externe, nicht dargestellte
Stecker mit elektrischen Kontaktmitteln aufnehmen, um eine
elektrische Verbindung zwischen einer
Stromversorgungsquelle und der im Einsatz 56 befindlichen
Magnetspule herzustellen.
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Der Einsatz 56 weist ein zentrisches Durchgangsloch 62 auf,
in das ein Magnetkern 68 eingeschoben ist. Der Magnetkern
68 ist rotationssymmetrisch ausgebildet, hat einen
kreiszylindrischen Querschnitt und weist an einem
stirnseitigen, in Fig. 2 oberen Ende einen umlaufenden
ringscheibenartigen, sich radial nach außen erstreckenden
Kragen 70 auf, der mit dem Magnetkern 68 einstückig
verbunden ist. An dem in Fig. 2 unteren Ende des
Magnetkerns 68 sind ein kleiner O-Ring 64 sowie ein großer
O-Ring 66 vorgesehen.
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Das Magnetventil 40 umfasst weiterhin einen
kreisscheibenförmigen Magnetanker 72, der einen mittig
angeordneten, als Kugel ausgebildeten Ventilkörper 74
aufnimmt. Der Ventilkörper 74 ist derart vom Magnetanker 72
aufgenommen, dass er zwar um seinen Mittelpunkt verdrehbar,
aber seine Position relativ zum Magnetanker 72 nicht
änderbar ist.
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Das Magnetventil 40 wird durch eine Abdeckung 76
komplettiert. Die Abdeckung 76 weist mittig angeordnet eine
Ausbuchtung 78 auf, die zur Aufnahme des Magnetankers 72
mit dem Ventilkörper 74 dient. Die Abdeckung 76 ist
außerdem mit Durchbrüchen 80 versehen, durch die
zusätzliche, nicht dargestellte Befestigungsmittel wie
bspw. Schrauben eingeschoben werden können, um das
Magnetventil 40 an einem nicht dargestellten externen
Träger, bspw. an der Hochdruckpumpe 24, zu befestigen.
Hierbei werden die O-Ringe 64 und 66 zusammengedrückt, so
dass das Magnetventil 40 abgedichtet werden kann. Darüber
hinaus werden der Magnetkern 68 und der Einsatz 56 über die
Abdeckung 76 im Magnettopf 50 gehalten.
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In Fig. 3 ist das Magnetventil 40 in einem Längsschnitt
detailliert dargestellt. Im Folgenden wird zunächst der
Aufbau des Magnetventils im Einzelnen beschrieben, bevor
anschließend auf die Funktionsweise des Magnetventils
eingegangen wird.
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In Fig. 3 ist der Magnettopf 50 erkennbar, in den der
Magnetkern 68 eingeschoben ist. Der Magnettopf 50 weist
einen Bodenbereich 82 auf, an dessen radial innerem Rand
ein umlaufender zum Einsatz 56 weisender Steg 84 vorgesehen
ist. Durch den Steg 84 wird die zylindrische Kontaktfläche
zwischen Magnettopf 50 und Magnetkern 68 großflächig
ausgebildet und der magnetische Widerstand im Übergang
zwischen den Bauteilen verringert. Der Steg 84 dient auch
als Anschlag für den in den Magnettopf 50 eingeschobenen
Einsatz 56, der mit einer Anschlagfläche 86 am Steg 84
anliegt.
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Im Einsatz 56 ist eine Magnetspule 88 angeordnet, die um
den Magnetkern 68 herum verläuft und von den Wandbereichen
90, 92, 94 und 96 des Einsatzes 56 vollständig umgeben ist.
Die Magnetspule 88 ist auf nicht näher dargestellte Art und
Weise mit elektrischen Kontaktmitteln 98 verbunden, die in
der Steckeraufnahme 58 angeordnet sind. In die
Steckeraufnahme 58 kann ein nicht dargestellter externer
Stecker eingeführt werden, um die Magnetspule 88 über die
elektrischen Kontaktmittel 98 und die genannte Verbindung
zur Magnetspule 88 mit Strom zu versorgen.
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Das Magnetventil 40 steht in Einbaulage hydraulisch mit dem
externen Träger, bspw. der Hochdruckpumpe 24, in
Verbindung. Das Magnetventil 40 wird über einen am
Magnetkern 68 ausgebildeten Anschlussabschnitt 100 in eine
nicht dargestellte Stufenbohrung in einem Gehäuse der
Hochdruckpumpe 24 eingesetzt. Dabei kommen die O-Ringe 64
und 66 in Anlage an Stufen der Stufenbohrung. Gemäß Fig. 3
findet zusätzlich eine Stützscheibe 102 Verwendung. Durch
die Verwendung der Stützscheibe wird verhindert, dass der
O-Ring 64 in den zwischen der Bohrung des Gehäuses der
Hochdruckpumpe 24 und dem Magnetkern 68 gebildeten Spalt
hineinextrudiert wird. Zusätzlich kann das gleiche
Magnetventil 40 in unterschiedlich dimensionierte
Stufenbohrungen eingesetzt werden, ohne die Geometrie des
Anschlussabschnitts 100 verändern zu müssen.
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Im Anschlussabschnitt 100 münden verschiedene Abschnitte
eines im Magnetkern 68 ausgebildeten Fluidkanals. Ein
erster Fluidkanalabschnitt 104 ist als im Magnetkern 68
zentrisch angeordneter Kanal vorgesehen, der in einen
Stirnbereich 106 des Anschlussabschnitts 100 mündet. Der
Fluidkanalabschnitt 104 steht mit einem nicht dargestellten
Hochdruckbereich der Hochdruckpumpe 24 in Verbindung.
Parallel zum ersten Fluidkanalabschnitt 104 ist ein
gegenüber der Mittelachse des Magnetkerns 68 versetzter
zweiter Fluidkanalabschnitt 108 vorgesehen, der zwischen
dem kleinen O-Ring 64 und dem großen O-Ring 66 in einen
Seitenbereich 110 des Anschlussabschnitts 100 mündet. Der
Fluidkanalabschnitt 108 steht mit einem nicht dargestellten
Niederdruckbereich der Hochdruckpumpe 24 in Verbindung.
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Auf der vom Anschlussabschnitt 100 abgewandten Seite des
Magnetkerns 68 münden die Fluidkanalabschnitte 104 und 108
in eine Schaltkammer 112. Diese ist in der in Fig. 3
dargestellten Lage des Magnetventils 40 nach unten durch
den Magnetkern 68 mit dem Kragen 70 und nach oben durch die
Abdeckung 76 mit der Ausbuchtung 78 begrenzt. In der
Schaltkammer 112 sind der Magnetanker 72 und der
Ventilkörper 74 angeordnet.
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Der Fluidkanalabschnitt 104 weist in seinem zur
Schaltkammer 112 hin gelegenen Mündungsbereich einen
Ventilsitz 114 für den Ventilkörper 74 auf. Der
Ventilkörper 74 ist in einer Kugelaufnahme 116 im
Magnetanker 72 gehalten. Durch diese Kugelaufnahme ist der
als Kugel ausgebildete Ventilkörper 74 innerhalb des
Magnetankers 72 um seinen Mittelpunkt verdrehbar, ohne dass
die laterale oder axiale Position des Ventilkörpers 74
relativ zum Magnetanker 72 änderbar ist.
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Der Magnetkern 68 weist auf der der Schaltkammer 112
zugewandten Seite einen Verbindungsabschnitt 118 zum Kragen
70 auf. Der Verbindungsabschnitt 118 weist eine geringere
Materialstärke als der Kragen 70 auf, derart, dass auf
seiner der Schaltkammer 112 zugewandten Seite eine Rille
120 entsteht. Die Rille könnte, abweichend von der in Fig.
3 dargestellten Ausführungsform, auch auf der der
Schaltkammer 112 abgewandten Seite ausgebildet sein. Durch
die Rille 120 wird ein bei Bestromung der Magnetspule 88
des Magnetventils 40 entstehender magnetischer Fluss
gedrosselt. Hierauf wird weiter unten im Rahmen der
Funktionsbeschreibung des Magnetventils noch näher
eingegangen.
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Der Kragen 70 weist einen größeren Durchmesser als der
Magnetanker 72 auf und liegt mit einer in Fig. 3 unteren
Fläche eines Auflagebereichs 122 auf dem Rand 52 des
Magnettopfs 50 auf. An der in Fig. 3 oberen Fläche des
Auflagebereichs 122 liegt die Abdeckung 76 mit einer
Auflagefläche 124 an. Die Auflagefläche 124 der Abdeckung
76 und der Kragen 70 sind über eine Schweißverbindung 126
fest miteinander verbunden. Durch diese Schweißverbindung
wird eine zuverlässige und dauerhafte Abdichtung der
Schaltkammer 112 gewährleistet.
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Die Abdeckung 76 weist die bereits oben erwähnte
Ausbuchtung 78 auf, die einen in etwa zylindrischen und die
Schaltkammer 112 radial begrenzenden Wandbereich 128 und
einen die Schaltkammer 112 axial begrenzenden insgesamt
ebenen Abdeckungsbereich 130 umfasst. Zentrisch im
Abdeckungsbereich 130 ist ein als sphärische Ausnehmung
ausgebildeter Ventilkörperanschlag 132 ausgebildet. Dieser
Anschlag dient der Begrenzung der Bewegung des
Ventilkörpers 74 und des Magnetankers 72 in axialer
Richtung, wobei durch die sphärische Ausgestaltung des
Ventilkörperanschlags 132 zusätzlich eine Führung des
Ventilkörpers 74 in radialer Richtung ermöglicht wird.
Hierdurch kann vermieden werden, dass der Ventilkörper 74
und der Magnetanker 72 durch radiale
Schwingbeschleunigungen gegen den Wandbereich 128 der
Abdeckung 76 gestoßen werden.
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Das Magnetventil 40 funktioniert folgendermaßen:
In Fig. 3 ist das Magnetventil 40 im geschlossen Zustand
dargestellt. Der erste Fluidkanalabschnitt 104 ist durch
Auflage des Ventilkörpers 74 auf dem Ventilsitz 114
verschlossen. Dies wird dadurch erreicht, dass der
Magnetanker 72 vom Magnetkern 68 angezogen ist, so dass der
Ventilkörper 74 in den Ventilsitz 114 gedrückt ist.
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Damit der Magnetanker 72 vom Magnetkern 68 angezogen wird,
wird die Magnetspule 88 über die elektrischen Kontaktmittel
98 bestromt. Hierdurch entsteht ein magnetischer Fluss, der
in Fig. 3 mit dem Bezugszeichen 134 gekennzeichnet ist. Der
Magnetfluss 134 verläuft vom Magnetkern 68 über den
Magnetanker 72, über den Kragen 70 und über den Magnettopf
50 wieder zum Magnetkern 68.
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In diesem Zusammenhang kommt dem Verbindungsabschnitt 118
bzw. der Rille 120 eine entscheidende Bedeutung zu. Ohne
die Rille 120, die als Drossel für den magnetischen Fluss
134 wirkt, verliefe der Magnetfluss 134 nicht oder nicht
ausreichend über den Magnetanker 72. Eine ausreichende
Schließkraft, mit der der Magnetanker 72 in Richtung zum
Magnetkern 68 beaufschlagt wird, wird also vor allem
dadurch aufgebracht, dass der Magnetfluss aufgrund der als
Drossel wirkenden Rille 120 über den Magnetanker 72
geleitet wird. Durch die Anlage des Ventilkörpers 74 im
Ventilsitz 114 kann unter Hochdruck stehendes Fluid im
ersten Fluidkanalabschnitt 104 nicht in den zweiten
Fluidkanalabschnitt 108 strömen.
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Im unbestromten Zustand des Magnetventils 40 hingegen kann
das unter Hochdruck stehende Fluid im Fluidkanalabschnitt
104 den Ventilkörper 74 aus dem Ventilsitz 114 heben, so
dass eine fluidische Verbindung zwischen den
Fluidkanalabschnitten 104 und 108 entsteht und somit das
Magnetventil 40 geöffnet wird. In diesem in Fig. 3 nicht
dargestellten Zustand liegt der Ventilkörper 74 in dem
Ventilkörperanschlag 132 im Wesentlichen flächig an. Durch
die sphärische Ausgestaltung des Ventilkörperanschlags 132
können sich der Ventilkörper 74 und der Magnetanker 72 im
geöffneten Zustand des Magnetventils 40 in radialer
Richtung nicht bewegen.