DE3226456A1

DE3226456A1 - Elektromagnetischer stellantrieb, insbesondere fuer abgasrueckfuehrventile an kraftfahrzeugmotoren

Info

Publication number: DE3226456A1
Application number: DE19823226456
Authority: DE
Inventors: Rudolf 7141 Kirchberg Babitzka
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-07-15
Filing date: 1982-07-15
Publication date: 1984-01-19

Description

Elektromagnetischer Stellantrieb, insbesondere für
Abaasrückführventile an Kraftfahrzeuqmotoren Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetischen Stellantrieb, insbesondere für Abgasrück i:'hrventile an Kraftfahrzeugmotoren, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.
Bei einem bekannten elektromagnetischen Stellantrieb für ein Abgasrückführventil in Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen sind Eisenkern und Magnetanker im Innern der Erregerwicklung angeordnet. Der Magnetanker ist mit einem Betätigungsstößel fest verbunden, der durch das Saugrohr der Brennkraftmaschine hindurchragt und ein im Abgasrückführstutzen, der in das Saugrohr hineinragt, angeordnetes Doppelkegelventil betätigt.
Bei dieser Verwendung und Anordnung des elektromagnetischen Stellantriebs ist dieser sehr hohen Temperaturen ausgesetzt, wodurch erhebliche Probleme auftreten.
Durch die thermische Kopplung des Magnetankers mit dem Ventil, und zwar über den durch Saugrohr und Abgasrückführstutzen hindurchragenden Ventilbetätigungs stößel, wird das hohe Temperaturniveau der Abgaswärme auch in die Erregerwicklung übertragen. Diese hohen Temperaturen bewirken aber ein beträchtliches Anwachsen des elektrischen Widerstandes der Erregerspule im Vergleich zu normalen Raumtemperaturen. Zur Erzielung einer ausreichenden Ventilverstellkraft, die von der Amperewindungszahl der Erregerwicklung abhängt, bei konstanter, von der elektrischen Anlage des Kraftfahrzeugs vorgegebenen max. Betriebsspapnung (üblicherweise 12 V) muß der Stellantrieb infolgedessen mit einer relativ großen und damit infolge ihres Kupfergewichtes schweren Erregerwicklung aus gerüstet werden.
Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße elektromagnetische Stellantrieb mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber wesentliche Vorteile. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist zum einen die thermische Kopplung zwischen dem Ventil und der Erregerwicklung aufgehoben. Der nach wie vor mit dem Doppelkegelventil verbundene und damit hohen Temperaturen ausgesetzte Magnetanker ist außerhalb der Erregerwicklung angeordnet und überträgt Wärme nur noch zu einem sehr geringen Teil an die Erregerwicklung. Die Magnetankerwärme läßt sich von dem Magnetanker in einfacher Weise ableiten, ohne daß die Erregerwicklung hiervon erwärmt wird. Zum anderen braucht durch die erfindungsgemäße Aufteilung der Erregerwicklung in zwei Spulen jede Spule nur noch die halbe Amperewindungszahl auf zu weisen. Das bedeutet einen kleineren mittleren Durch- messer des Spulenwickels und folglich eine kürzere Gesamtlänge der Wicklung und damit eine Verringerung des ohmschen Widerstandes. Durch die Parallelschaltung der Spulen kann zu dem der ohmsche Widerstand jeder Spule verdoppelt werden, da sich der Gesamtwiderstand der Erregerwicklung durch die Parallelschaltung halbiert. Dies ermöglicht die Verwendung eines um die Hälfte kleineren Drahtquerschnittes für die Erregerwicklung, wodurch der mittlere Wickeldurchmesser und damit die Gesamt-Drahtlänge der Erregerwicklung weiter abnimmt. Insgesamt reduziert sich dabei sowohl der ohmsche Widerstand der Erregerwicklung als auch deren Volumen und Kupfergewicht. Der erfindungsgemäße Stellantrieb zeichnet sich somit trotz Doppelspulen durch kleines Bauvolumen und geringes Gewicht aus.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Stellantriebs gemäß Anspruch 1 möglich.
Zeichnung Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht eines elektromagnetischen Stellantriebs und eines von diesen betätigten Abgasrückführventils mit aufgeschnittenem Gehäuse, Fig. 2 einen Schnitt des Stellantriebs und Abgasrückführventils in Fig. 1 gemäß Linie II-II.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Der in Fig. 1 und 2 dargestellte elektromagnetische Stellantrieb 10 für ein Abgasrückführventil 11 eines Kraftfahrzeugmotors weist einen Elektromagneten 12 mit Eisenkern 13 und Erregerwicklung 14 sowie einen Magnetanker 15 auf, der über einen Betätigungsstößel 16 mit dem Ventilschließglied 17 des als Doppelkegelventil ausgebildeten Abgasrückführventils 11 verbunden ist. Der Magnetanker 15 ist unter Bildung eines Arbeitsluftspaltes 18 an der Stirnseite des Eisenkerns 13 angeordnet und gegen die Rückstellkraft einer Rückstellfeder 19 bewegbar.
Die Erregerwicklung 14 ist auf zwei separate Erregerspulen 20, 21 aufgeteilt, die in Abstand voneinander und mit parallelen Längsachsen 22, 23 angeordnet sind.
Die Erregerspulen 20, 21 sind elektrisch parallel geschaltet. In dem freien Raum zwischen den Erregerspulen 20, 21 ist der Magnetanker 15 und derjenige Abschnitt 24 des Eisenkerns 13 angeordnet, der dem Magnetanker 15 mit Arbeitsluftspalt-Abstand gegenüberliegt. Der Magnetanker 15 ist von einer Abdeckkappe 25 überdeckt, die mit dem Abschnitt 24 des Eisenkerns 13 durch eine beide übergreifende Hülse 26 verbunden ist.
Der Eisenkern weist zwei weitere Teilabschnitte 27 und 28 auf, die jeweils durch eine Erregerspule 20, 21 hindurchragen und stirnseitig über Joche 29 und 30 miteinander verbunden sind. Zur Sicherstellung des magnetischen Flusses ist einerseits der Eisenkernabschnitt 24 mit dem Joch 29 verbunden und andererseits der Magnetanker 15 von dem Joch 30 umschlossen Hierzu weisen beide Joche 29, 30 in ihren zwischen den Erregerspulen 20, 21 sich erstreckenden Bereichen jeweils eine Durchtrittsöffnung auf. In der Durchtrittsöffnung 31 des Jochs 29 ist der Abschnitt 24 des Eisenkerns 13 gehalten, während in der Durchschnittsöffnung 32 des Jochs 30 die Führungskappe 25 befestigt ist.
Der Abschnitt 24 des Eisenkerns 30 ist als Hohlzylinder 35 ausgebildet und trägt nahe der dem Macnet anker 15 zugekehrten Stirnseite 33 einen von der Innenwand 34 des Hohlzylinders 35 verspringenden Ringbund 36. Nahe seiner anderen Stirnseite trägt der Hohlzylinder 35 eine in der Innenwand 34 gehaltene Ringscheibe 37. Die Ringscheibe 37 weist eine Bohrung 38 auf, durch welche der im Innern des Hohlzylinders 34 verlaufende Betätigungsstößel 16 hindurchragt. Der Betätigungsstößel 16 ist mit einer am Magnetanker 15 befestigten Führungsstange 39 starr verbunden. Diese Führungsstange 39 ist einerseits im Ringbund 36 und andererseits in einem in der Abdeckkappe 25 gehaltenen Lager 40 geführt. Im Innern des Hohlzylinders 34 ist die Rückstellfeder 19 angeordnet, die als Spiralfeder den Betätigungsstößel 16 koaxial umgibt und sich einerseits an der Ringscheibe 37 und andererseits an einem von der Führungsstange 39 abstehenden Steg 41 abstützt.
Der elektromagnetische Stellantrieb und das Abgasrückführventil 11 sind von einem gemeinsamen Gehäuse 42 umgeben,in welches ein Abgasrückführstutzen 43 hineinragt und das über ein Flansch 44 mit einem Saugrohr verbindbar ist, dessen Wandung in Fig. 2 strichliniert angedeutet und mit 45 bezeichnet ist.
Leerseite

Claims

Ansprüche Elektromagnetischer Stellantrieb, insbesondere für Abgasrückführventile an Kraftfahrzeugmotoren, mit einem Elektromagneten mit Eisenkern und Erregerwicklung und mit einem am Eisenkern unter Bildung eines Arbeitsluftspaltes angeordneten, gegen Rückstellkraft bewegbaren Magnetanker, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Erregerwicklung (14) auf zwei Erregerspulen (20,21) aufgeteilt ist, die in Abstand voneinander mit parallelen Längsachsen (22,23) angeordnet und elektrisch parallel geschaltet sind, und daß der Magnetanker (15) und zumindest de dem Magnetanker (15) mit Arbeitsluftspalt-Abstand gegenüberliegende Abschnitt (24) des Eisenkerns (13) im Raum zwischen den Erregerspulen (20,21) angeordnet ist.
2. Stellantrieb nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Eisenkern (13) zwei weitere Teilabschnitte (27,28) aufweist, die jeweils durch eine Erregerspule (20,21) hindurchragen und stirnseitig über Joche (29,30) verbunden sind, und daß an dem einen Joch (29) der Eisenkernabschnitt (24) anliegt und das andere Joch (30) den Magnetanker (15) umschließt.
3. Stellantrieb nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß beide Joche (29,30) in ihrem zwischen den Erregerspulen (20,21) sich erstreckenden Bereich jeweils eine Durchtrittsöffnung (31,32) aufweisen und'daß durch die Durchtrittsöffnung (32) des einen Jochs (30) der Magnetanker (15) beweglich hindurchführbar und in der anderen Durchtrittsöffnung (31) des Jochs (29) der Eisenkernabschnitt (24) gehalten ist.
4. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 - 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Eisenkernabschnitt (24) als Hohlzylinder (35) ausgebildet ist, durch den einerseits ein mit dem Magnetanker (15) starr verbundener Betätigungsstößel (16) hindurchtritt und in dem andererseits eine dem Betätigungsstößel (16) koaxial umgebende Magnetanker-Rückstellfeder (19) aufgenommen ist.