DE3432232A1

DE3432232A1 - Solenoidvorrichtung

Info

Publication number: DE3432232A1
Application number: DE19843432232
Authority: DE
Inventors: Lancelot Birmingham Phoenix
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1983-09-16
Filing date: 1984-09-01
Publication date: 1985-04-04
Also published as: GB8420593D0; GB2146846A; JPS6077405A; GB8324840D0

Description

q / ο ο 9 ^ 9 COHAUSZ & FLORACK °⁴

PATENTANWALTSBÜRO SCHUMANNSTR. 97 D-4OOO DÜSSELDORF 1

Telefon: (0211) 683346 Telex: 0858 6513 cop d

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ ■ Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ · Dipl.-Ing. D. H. WERNER

1- Lucas Industries Public Limited Company
Great King Street
Birmingham B19 2XF

Solenoidvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Solenoidvorrichtung mit einer Wicklung und einem Anker, der von dem magnetischen Fluß
bewegbar ist, der von der Wicklung erzeugt wird, wenn sie von einem elektrischen Strom durchflossen wird.

Ein Beispiel einer solchen Vorrichtung ist ein Brennstoffeinspritzventil, durch das Brennstoff einer Verbrennungskraftmaschine zugeführt werden kann. Das Ventil unterliegt einer Selbstheizung infolge des durch die Wicklung fließenden Stroms und auch Änderungen der Temperatur von Teilen

des Motors, auf denen sie angebracht ist. Die Temperaturänderungen erzeugen Änderungen des Widerstandes der Wicklung und daher Änderungen der Betriebscharakteristik des
Ventils. Um eine genaue Steuerung der dem Motor zugeführten Brennstoffmenge zu erreichen, ist es wesentlich, daß

die Änderung der Betriebscharakteristik des Ventils bei

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Änderungen der Temperatur möglichst gering gehalten wird.

Es sind mehrere Möglichkeiten vorgeschlagen worden, um zu versuchen, die Schwankungen der Betriebscharakteristiken des Ventils allgemein von Solenoidvorrichtungen zu verringern. Beispielsweise ist es bekannt, einen Widerstand in Reihe mit der Wicklung vorzusehen und den Widerstand an einer Stelle anzubringen, wo er nicht TemperaturSchwankungen ausgesetzt ist. Der Widerstand kann aus einem . Material von niedrigem Temperaturkoeffizienten bestehen und die Wirkung eines solchen Widerstandes ist die Verringerung der Schwankung der Betriebscharakteristiken des Ventils oder der Vorrichtung. Bei einem anderen Verfahren wird die Wicklung aus einem Material hergestellt;, das einen niedrigeren Temperaturkoeffizienten des Widerstandes hat als Kupfer, das normalerweise für die Wicklung benutzt wird. Solche Materialien sind teurer als Kupfer. Dann ist es bekannt, die Wicklung aus zwei oder mehr Wicklungen auszubilden; aber auch das ist teuer.

Aufgabe der Erfindung ist, eine gegenüber den bekannten vorteilhaftere Solenoidvorrichtung zu schaffen.

Gemäß der Erfindung weist die Solenoidvorrichtung der vorgenannten Art eine mit der Wicklung in Reihe liegenden und in thermischer Verbindung mit ihr stehenden Widerstand auf, der aus einem Material besteht, dessen Widerstandstemperaturkoeffizient von dem des Materials der Wicklung abweicht und die Widerstandsgröße und der Temperaturkoeffizient dieses Widerstands so gewählt werden, daß Änderungen des Widerstands der Wicklung bei Änderung der Temperatur mindestens teilweise kompensiert werden.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. 35

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-f Fig; 1 ist ein Längsschnitt eines Brennstoffeinspritzventils eines" Verbrennungsmotors,

Fig. 2 zeigt im'größeren Maßstab einen Schnitt durch einen Teil des Ventils.

Das dargestellte^Einspritzventil hat einen aus magnetischem Material hergestellten Außenkörper 11, einen Brennstoffeinlaß 12 an seinem einen Ende. Im Außenkörper 11 erstreckt sich ein magnetisches, mit einer Innenbohrung und Flanschen versehenes Innenteil 13, dessen Innenraum 14 den Einlaß mit einem Auslaß 15 des Außenkörpers 11 verbindet. Der Innenteil 13 ist innerhalb des Außenteils umgeben von einem aus Kunststoff bestehenden Formstück 16, auf das eine Solenoidwicklung 17 gewickelt ist. Der Auslaß 15 hat die Form einer im Außenkörper 11 gehaltenen Hülse, die in die Einlaßleitung des Motors hineinragt.

Der Körper 11 hat im Anschluß an den Auslaß 15 einen Innenflansch 18, gegen den ein Stahlring 19 durch einen stählernen Ventilsitzteil 21 gehalten wird. Der Ventilsitzteil 21 hat die Form einer Scheibe, deren Durchmesser gleich dem Innendurchmesser des Körpers 11 ist. Die Scheibe 21 hat eine zentrale öffnung 22. Der Innenteil 13 endet kurz vor dem Ventilsitzteil 21, wobei ein ringförmiger Zwischenraum bleibt zwischen dem Innenteil und der Innenseite des Flansches 18. Die dem Ende des Innenteils 13 zugekehrte Seite des Ventilsitzteils 21 hat eine solche Form, daß ein ringförmiger Sitz 23 um das Ende der Öffnung 22 gebildet wird. Innerhalb des Rings 19 befindet sich zwischen dem Ventilteil 21 und dem Ende des Innenteils 13 eine Ventilplatte 24 aus magnetisxerbarem Material. Die Ventilplatte 24 hat die Form einer Scheibe, die vom Ring 19 gleitbar gehalten ist und mehrere öffnungen 25 besitzt, die auf einem Kreis' um ihre Achse angeordnet sind. Der mittlere

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,- Durchmesser des Kreises der Öffnungen 23 ist größer als der Durchmesser des Sitzes und einer im Durchlaß 14 ange- ordneten Druckfeder 26. In der dargestellten geschlossenen Stellung des Ventils verhindert die Anlage der Ventilplatte 24 am Sitz 23 den Fluß vonJ3rennstoff zwischen Einlaß 12 und Auslaß 15.

Der Innendurchmesser des Innenflansches 18 ist kleiner als der Durchmesser des Rings 19, so daß der Flansch über den Außenumfang der Ventilplatte 24 ragt". Die Überregung der Wicklung 17 wird der Ventilplatte 24 und zum Ende des Innenteils 13 angezogen; die Dicke der Ventilplatte 24 ist um einen vorbestimmten Wert kleiner als die Dicke des Rings 19, um der Ventilplatte 24 eine Bewegung um-diesen vorbestimmten Wert zu ermöglichen. Die Bewegung der Ventilplatte 24 wird begrenzt durch den Flansch 18. In dieser Stellung kann Brennstoff durch den Durchlaß 14 des Innenteils 13, quer zur Oberfläche der Ventilplatte 24 durch deren öffnungen 25, entlang der Unterseite der Ventilplatte 24, über die Oberseite des Sitzes 23 und durch die Auslaßöffnung 22 in den Auslaß 15 strömen. Wenn die Wicklung 17 abgeregt wird, kehrt die Ventilplatte 24 wieder in ihre Schließstellung.

Um die Gefahr zu vermindern, daß die Ventilplatte 24 kippt, wenn sie in Schließstellung auf dem Sitzring 23 sitzt, ist auf dem Ventilsitzteil 21 eine weitere ringförmige Rippe 28 außerhalb des ringförmigen Sitzes vorgesehen, um sicherzustellen, daß Ventilplatte 24 schnell in ihre Schließstellung gelangt, wenn die Wicklung entregt wird, wobei ein nicht magnetischer Widerstandshalter 27 zwischen dem Innenflansch und der Ventilplatte 24 angeordnet ist, der einen Kontakt zwischen dieser und dem Innenflansch 18 verhindert, und somit die Abschaltcharakteristik des Ventils verbessert.

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' 1 Wie bereits erwähnt, erwärmt sich die Wicklung während des Betriebs infolge des hindurchströmenden elektrischen Stroms. Außerdem wird die Wicklung dadurch erwärmt, daß das Einspritzventil auf einem Teil des Motors angebracht ist. Um Änderungen der Betriebs'charakteristik des Ventils in-

___ folge von Wärmeschwankungen der Wicklung zu verhindern, ist eine Widerstand 29"in Reihe mit der Wicklung 17 verbunden, und ein elektrischer Leiter 30 wird im Betrieb mit einem Steuerkreis zum Steuern des" durch die Wicklung . fließenden Stroms verbunden. Der Widerstand 29 besteht aus einem Material, dessen Widerstandstemperaturkoeffizient von dem des Materials der Wicklung abweicht. Der Widerstandstemperaturkoeffizient des Materials .des Widerstands ist niedriger als der des Materials der Wicklung und hat vorzugsweise einen negativen Temperaturkoeffizienten. In der dargestellten Ausführungsform sitzt der Widerstand 9 auf dem Ende des Formkörpers 16 an einem Außenflansch des Innenteils 13. In dieser Stellung ist der Widerstand 29 bei sorgfältiger Wahl des Materials des Formkörpers in gutem thermischen Kontakt mit der Wicklung. Gegebenenfalls kann der Widerstand auch näher an der Wicklung angeordnet sein. Vorzugsweise besteht der Widerstand aus einem dicken Schichtwiderstand und hat die Form eines Ringes, die gewählt wird, um den gewünschten Temperaturkoeffizienten zu erzielen.

Der Widerstand 29 kann der einzige Widerstand sein, der ~"in Reihe mit der Wicklung und der Stromquelle liegt; gegebenenfalls kann aber ein weiterer Widerstand vorgesehen sein, der außerhalb des Einspritzventils angeordnet ist. In beiden Fällen kann der Widerstandstemperaturkoeffizient des Materials des Widerstands 29 so gewählt werden, daß Schwankungen der Betriebscharakteristiken des Einspritzventils infolge Temperaturänderungen der Wicklung sehr gering gehalten werden.

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Der Wert des Widerstandes 29 kann ferner so gewählt werden, daß physikalische Änderungen infolge Temperaturechwankungen im Ventil, beispielsweise der Federkräfte, berücksichtigt werden.

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Claims

COHAUSZ & FLORACK

PATENTANWALTSBÜRO SCHUMANNSTR. 97 D-4000 DÜSSELDORF 1

Telefon: (0211) 68 33 46 Telex: 0858 6513 cop d

— PATENTANWÄLTE:

Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ ■ Dipl.-Ing. D. H WERNER

. Patentansprüche:

(^VSolenoiävorrichtung mit einer Wicklung und einem Anker, der durch den magnetischen Fluß bewegbar ist, der von der Wicklung erzeugt wird, wenn sie von elektrischem Strom durchflossen wird, wobei ein Widerstand in Reihe mit der Wicklung liegt

"'S und mit ihr thermisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (29) aus einem Material besteht, dessen Widerstands-Temperaturkoeffizient von dem des Materials der Wicklung (17) abweicht und Widerstandsgröße und Temperaturkoeffizient dieses Widerstands so gewählt sind, daß Änderungen des Widerstandes der Wicklung (17) bei einer Änderung der Temperatur mindestens teilweise kompensiert werden.

²^ 2. Solenoidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandstemperaturkoeffizient des Materials des Widerstands (29) niedriger ist als der des Materials der

Wicklung (17)
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- -" 3. Solenoidvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η n~ζ e i c h η e t, daß das Material·des Widerstands (29) einen negativen Temperaturkoeffizienten hat. ^-

4. Solenoidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η—z~e i c h η e t, daß der Widerstand (29) ein Schichtwiderstand ist.

5. Brennstoffeinspritzventil mit einer Solenoidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Solenoid (17) bewegbare Anker (13) den gegenüber einem Ventilsitz (21) bewegten Teil zum Steuern von durch das Ventil strömenden Brennstoff bildet.

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