DE2935130A1 - Solenoid-gesteuertes ventil - Google Patents

Description

Beschreibungseinleitung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Solenoid-gesteuertes Ventil mit einer zylindrischen Armatur aus magnetisierbarer^ Material mit mehreren, in Längsrichtung und Bewegungsrichtung der verstellbaren Armatur im Abstand voneinander angeordneten ümfangsnuten am Außenumfang der Armatur. Die ümfangsnuten liegen in zur Bewegungsrichtung der Armatur senkrechten Ebenen. Das Ventil weist ferner eine elektrische Wicklung auf, deren scheiben- und ringförmigen Wicklungsabschnitte die Armatur umgeben, wobei je ein Wicklungsabschnitt zwischen zwei Scheiben aus magnetisierbarem Material liegen, die ihrerseits ebenfalls die Armatur umgeben. Am Außenumfang berühren die Scheiben einander. Zahl der Nuten und Zahl der Scheiben entsprechen einander, und je eine Scheibe steht mit ihrem Innenrand einer der Nuten gegenüber. Die Wicklungsabschnitte sind so angeordnet, daß, wenn sie im Betrieb von elektrischem Strom durchflossen werden, je zwei aufeinanderfolgende Scheiben entgegengesetzt magnetisch polarisiert werden; der magnetische Fluß bewirkt die Verstellbewegung der das Ventilglied entsprechend verstellenden Armatur.

Ein solches Ventil ist Gegenstand des GB-Patentes 1305437. Bei diesem Ventil haben die Scheiben mit ihrem Innenrand

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in radialer Richtung einen Abstand vom Außenumfang der Armatur, was dazu führt, daß bei erregter Wicklung die durch die Umfangsnuten definierten Rippen der Armatur entsprechend den Innenflächen der Scheiben bewegt werden. Die auf die Armatur einwirkende Kraft ist dadurch begrenzt. Eine größere Kraft könnte bei einer vorgegebenen Zahl von Amperewindungen aufgebracht werden, wenn die Luftspalte zwischen Scheiben und Rippen bei einer Bewegung der Armatur verkleinert v/erden könnte. Das ist nur dann möglich, x^enn die Scheiben mit ihrem inneren Rand in die erwähnten Umfangsnuten hineinragen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Solenoid-gesteuertes Ventil der eingangs genannten Art im Hinblick darauf in einfacher und zweckmäßiger Weise auszubilden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Anwendung folgender Merkmale bei einem Ventil der eingangs genannten Art gelöst. Jede der Scheiben ist in zumindest zwei Teile unterteilt, wodurch die um die Armatur herumliegenden Scheiben mit ihren inneren Kanten in die Umfangsnuten hineinragen. Die Dicke der Scheiben im Bereich der inneren Kanten ist im Verhältnis zu der Weite der Umfangsnuten so gewählt, daß bei entregter Wicklung die Scheiben in der Längs- und Bewegungsrichtung der Armatur berührungsfrei in den Schlitzen liegen.

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Figurenbeschreibung

Ein Ausführungsbeispiel eines von einem Solenoid gesteuerten Ventiles gemäß der Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen Mittellängsschnitt durch das Ventil und

Fig. 2 in kleinerem Maßstab eine Draufsicht auf ein Teil des Ventiles gemäß Fig. 1.

Das Ventil weist ein Hauptgehäuse 10 auf, das tassenförmig ist und einen Ansatz 11 aufweist. Der Ansatz 11 ist stufenförmig ausgebildet, wobei der Abschnitt mit dem kleinsten Querschnitt das äußere Ende des Ansatzes 11 bildet und eine Auslaßöffnung 12 aufweist. Zwischen dem äußeren und dem mittleren Abschnitt des Ansatzes befindet sich ein kegelförmiger übergang 13, während der übergang vom mittleren zum inneren Absatz eine rechtwinklige Stufe 14 ist. Mit dem kegelförmigen übergang 13 liegt das Hauptgehäuse im " eingebauten Zustand an einer entsprechenden Gegenfläche in einer Bohrung des Zylinderkopfes einer selbstzündenden Brennkraftmaschine an, und die Auslaßöffnung 12 dient der Kraftstpffzuführung in den Brennraum der Brennkraftmaschine.

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In dem Ansatz ist eine gestufte Bohrung angeordnet, von deren engerem Ende die Auslaßöffnung 12 ihren Ausgang nimmt. In der Bohrung ist das Ventilglied angeordnet. Das dem äußeren Ende des Ansatzes 11 zugekehrte Ende des Ventilgliedes 15 ist zum Zusammenwirken mit einem um die Auslaßöffnung 12 herumliegenden Ventilsitz konisch ausgebildet.

Das Ventilglied 15 ist einstückig mit einer hohlzylindrischen Armatur 16 aus magnetisierbarem Material ausgebildet, die auf einer ihrerseits hohlzylindrischen Führung 17 angeordnet ist. Die Führung 17 ist einstückig mit einem Verschluß 18 ausgeführt, der in das offene Ende des Gehäuses 10 eingesetzt ist. Der Innenraum der Führung 17 steht mit einem Kraftstoffeinlaß 19 in Verbindung und nimmt eine gewickelte Druckfeder 20 auf, die auf das Ventilglied einwirkt, um dieses zum Aufsitzen auf dem Ventilsitz zu veranlassen. In dem Ventilglied sind Kraftstoffkanäle vorgesehen, durch die in der Öffnungsstellung des Ventilgliedes Kraftstoff vom Kraftstoffeinlaß 19 zur Auslaßöffnung 12 gelangen kann.

Die Armatur 16 ist an ihrer äußeren ümfangsflache mit einer Anzahl von axial gegeneinander versetzten Umfangsnuten 21 versehen, zwischen denen Rippen 22 stehen. Die Rippen 22 sind am Außenumfang zylindrisch, während die dem Ventilglied 15 abgekehrten Seitenflächen senkrecht zur Längsachse

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äes Ventilgliedes verlaufen» Diese Flächen x^erden im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung als Ansiehungs-_~ flächen der Rippen bezeichnet« Sine weitere Anziehungsfläche wird durch die Endwand der Umfangsnut 21 gebildet, die dem Ventilglied 15 am nächsten ist. Die anderen Seitenflächen der Rippen 22 stehen schräg zur Längsachse des Ventilgliedes 15, so daß die Dicke jeder Rippe mit zunehmendem Abstand von der Längsachse des Ventilgliedes geringer wird. Eine entsprechend schräge Fläche wird auch von der Umfangsnut 21 gebildet, die dem Ventilglied 15 gegenüber am entferntesten ist.

In die Umfangsnuten 21 ragen Scheiben 23 aus magnetxsierbarem Material und gemäß Fig. 2 ist jede dieser Scheiben entlang einem Durchmesser in zwei Teile 23a, 23b geteilt. Am Außenumfang ist jede Scheibe als Rand 24 ausgebildet, der dicker als die Scheibe im übrigen ist. Außerdem bildet jeder Rand auf einer Seite der Scheibe eine Vertiefung (Fig. 1), so daß nach dem Einsetzen der Scheiben in das Gehäuse eine Scheibe mit ihrer Vertiefung auf einer Seite eine andere Scheibe mit deren Rand auf der anderen Seite aufnimmt. Die Innenseite des Bodens des Gehäuses 10 ist mit einem ringförmigen Rand versehen, der in die Vertiefung auf der einen Seite der dem Boden nächsten Scheibe eingreift und so die Scheibe zentriert. In analoger Weise ist der Verschluß 18

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auf der Innenseite mit einer Vertiefung versehen, in die der Rand auf der einen Seite der dem Verschluß 18 nächsten Scheibe eingreift.

Am inneren Umfang sind die Scheiben auf ihrer einen Seite parallel zu den. vorgenannten Anziehungsflächen ausgebildet, während sie auf der anderen Seite schräg dazu verlaufen, so daß die Dicke der Scheibe nach der Scheibenmitte hin abnimmt.

Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Scheiben sind ringförmige Wxcklungsabschnitte 25 angeordnet, die zusammen einen Solenoid bilden. Die Wxcklungsabschnitte können in Serie oder parallel zusammengeschaltet sein, in jedem Fall muß jedoch der Stromverlauf in einem Wicklungsabschnitt dem Stromverlauf im nächstfolgenden Wicklungsabschnitt entgegengesetzt gerichtet sein. Das hat zur Folge, daß beim Stromdurchgang durch die Wicklung aufeinanderfolgende Scheiben eine entgegengesetzte Polarität erhalten. Hierdurch werden die Spalte zwischen den Scheiben und den ihnen jeweils nächstliegenden Anziehungsflächen schmaler als die Spalte zwischen den erwähnten Schrägflächen der Rippen und der Scheiben, und als Folge hiervon bildet sich eine Anziehungskraft aus, die die Armatur und das Ventilglied 15 gegen die Wirkung der Feder 20 verstellt. Während dieser Verstellbewegung wird die Größe der Luftspalte

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zwischen den rechtwinklig zur Verstellbewegung verlaufenden Flächen verringert, so daß die auf die Armatur wirkende Verstellkraft im Maße der Verstellbewegung ansteigt. Die Bewegung der Armatur kann dadurch begrenzt werden, daß die Rippen sich mit den Scheiben berühren und der Verschluß eine Anschlagfläche für die Armatur bildet.

Die Scheiben und Wicklungsabschnitte können um die Armatur herum zusammengebaut sein, während die Verbindungen zwischen den Wicklungsabschnitten hergestellt werden, ehe die dadurch entstehende Baugruppe durch das offene Ende des Gehäuses in dieses eingesetzt wird. Das offene Gehäuseende kann auf der inneren Gehäusewand mit einem Schraubgewinde versehen sein, um einen Anschlagring 26 einschrauben zu können, der nach dem Einschrauben den Verschluß und die Scheiben in ihrer Stellung hält, die sie relativ zueinander im eingebauten Zustand einnehmen sollen« Die Verbindungen zwischen den Wicklungsabschnitten kann durch nicht dargestellte korrespondierende Schlitze erfolgen, die in die Ränder 24 der Scheiben' eingefügt sein können. Die Stromzuführung kann durch jede geeignete Form erfolgen, beispielsweise über das Gehäuse oder über den Verschluß 18.

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Claims (3)

L 66 P 204 Anmelder: LUCAS INDUSTRIES LIMITED, Great King Street, Birmingham, B19 2XF, England Titel; Solenoid-gesteuertes Ventil Patentansprüche

1. Solenoid-gesteuertes Ventil, gekennzeichnet durch eine auf das Ventilglied (15) einwirkende zylinderförmige Armatur (16) aus magnetisierbarer^ Material, an deren Außenumfang in axialem Abstand voneinander ümfangsnuten (21) angeordnet sind, die in senkrecht zur Bewegungsrichtung der Armatur angeordneten Ebenen liegen und ringförmige Wicklungsabschnitte (25) aufnehmen, die zusammen die Solenoidwicklung ergeben und die Armatur umgeben und von denen jede zwischen je zwei aufeinanderfolgenden, die Armatur umgebenden Ringscheiben (23) aus magnetisierbarem Material liegt, wobei die aufeinanderfolgenden Ringscheiben an ihrem Außenumfang einander berühren, die Zahl der Ringscheiben der Zahl der ümfangsnuten der Armatur entspricht, die Wicklungsabschnitte so angeordnet sind, daß der durch die Wicklung fließende Strom je zwei aufeinanderfolgende Ringscheiben entgegengesetzt magnetisch polarisiert und der magnetische Fluß eine Bewegung der Armatur bewirkt, wobei weiter jede der Ringscheiben in zumindest

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zwei Teile (23a,23b) unterteilt ist und mit ihrem Innenrand in je eine der Nuten hineinragt, zu deren Werte die Dicke der Ringscheiben im Bereich des inneren Randes in einem solchen Verhältnis steht, daß im entregten Zustand der Wicklung die Ringscheiben berührungsfrei in die ümfangsnuten hineinragen.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen der Ringscheiben (23) und die Seitenflächen der ümfangsnuten (21), die im entregten Zustand der Wicklung (25) näher beeinander liegen, senkrecht zur Bewegungsrichtung der Armatur (16) liegen.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen Seitenflächen der Ringscheiben (23) und der ümfangsnuten (21) schräg zur Bewegungsrichtung der Armatur (16) liegen, so daß die Scheibendicke mit zunehmendem Abstand von der Mittellängsachse der Armatur größer wird. -

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