DE4108758A1 - Magnetventil fuer eine kraftstoff-einspritzvorrichtung - Google Patents
Magnetventil fuer eine kraftstoff-einspritzvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Magnetventil, insbesondere für
eine elektronische Kraftstoff-Einspritzvorrichtung einer
Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 1.
Aus der DE-OS 21 27 552 ist ein Magnetventil bekannt, bei
dem als Antriebsmittel für das Magnetventil ein bewegli
cher Kern einer elektromagnetischen Spule vorgesehen ist,
die durch Einwirkung ihres Magnetfeldes eine Bewegung über
den beweglichen Kern auf das anzutreibende Ventilelement
überträgt.
Dieser bekannte Ventilantrieb für ein Magnetventil mit
einer elektromagnetischen Spule und einem beweglichen Kern
benötigt jedoch Schaltzeiten, die für gegebene Anwendungs
zwecke, wie zum Beispiel bei einer Kraftstoff-Einspritz-
Vorrichtung einer Dieselbrennkraftmaschine, zu lang sind.
So lassen sich mit dem bekannten Magnetventil keine
Schaltzeiten erzielen, die in dem für die gegebenen Anwen
dungsfälle, insbesondere zur Einhaltung von strengen Um
weltschutzvorschriften, heute erforderlichen Bereich von
weniger als einer Millisekunde liegt. So wirkt sich bei
dem bekannten Ventilantrieb für ein Magnetventil nachtei
lig aus, daß die Massenkräfte zur Bewegung des Ventilele
mentes sehr groß sind. Je größer aber die erforderlichen
Massenkräfte sind, desto größer werden die Mindestabmes
sungen für den beweglichen Kern, was umgekehrt wieder eine
zusätzliche zu bewegende Masse bedingt. Der bewegliche
Kern besteht aus einem Material mit hohen spezifischen Ge
wicht (zum Beispiel Weicheisenmaterial), wodurch sich die
möglichen Schaltzeiten ebenfalls verlängern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil
bereitzustellen, mit dem gegenüber den bekannten Magnet
ventilen kürzere Schaltzeiten realisierbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Magnetventil
gelöst, bei dem zwischen dem beweglichen Kern und der
elektromagnetischen Spule ein Zwischenteil angeordnet ist
und die Abmessungen, insbesondere die Breite des bewegli
chen Kerns, kleiner sind als die Abmessungen der elektro
magnetischen Spule. Die elektromagnetische Spule besteht
in bekannter Weise aus einem stationären Kern, zwischen
dessen Schenkeln die Wicklungen angeordnet sind. Durch die
Verkleinerung des beweglichen Kerns wird die bewegliche
Masse deutlich verringert, wodurch die Schaltzeiten für
das Magnetventil wesentlich kürzer werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Zwischenteil als
Platte ausgebildet und an den Stirnseiten der äußeren
Schenkel des stationären Kernes angeordnet. Die flache
Ausbildung des Zwischenteils bei gleichzeitiger Anordnung
an den Stirnseiten der äußeren Schenkel hat den Vorteil,
daß das Magnetfeld der elektromagnetischen Spule bezie
hungsweise deren Feldlinien unmittelbar von den äußeren
Schenkeln durch das Zwischenteil durchtreten und zur Bewe
gung des beweglichen Kerns an den Stirnseiten des Zwi
schenteils austreten können. Gleichzeitig erfolgt in vor
teilhafter Weise eine Ablenkung der magnetischen Feldli
nien aus Richtung der äußeren Schenkel in Richtung des be
weglichen Kerns.
In Weiterbildung der Erfindung ragt das Zwischenteil in
den Bereich der stationären Wicklung hinein und schließt
mit der Außenkante der beiden äußeren Schenkel bündig ab.
Da das Zwischenteil in den Bereich der stationären Wick
lung hineinragt und gleichzeitig in Richtung des Mittel
stückes zeigt, werden die magnetischen Feldlinien in vor
teilhafter Weise von dem Zwischenteil in Richtung des Mit
telstückes durch den beweglichen Kern abgelenkt, so daß
die magnetischen Feldlinien den beweglichen Kern voll
durchdringen. Dadurch kann bei gleicher magnetischer Kraft
der elektromagnetischen Spule der bewegliche Kern ver
kleinert werden. Schließt das Zwischenteil bündig mit der
Außenkante der beiden äußeren Schenkel ab, ist die größt
mögliche elektromagnetische Kraft gegeben, die sich auf
grund der konstruktiven Ausmaße des gesamten Magnetventils
realisieren läßt.
In Weiterbildung der Erfindung liegen die dem Kern zuge
wandte Stirnseite des Mittelstückes des stationären Kernes
und die den beiden äußeren Schenkel abgewandte Stirnseite
des Zwischenteils in einer Ebene. Dadurch ist ebenfalls
die größtmögliche magnetische Kraft bei vorgegebenen
konstruktiven Ausmaßen gegeben. Die dem beweglichen Kern
zugewandten Stirnseiten des Zwischenteiles und des Mittel
stückes können darüber hinaus als Anschlag oder als Aufla
gefläche in einer Endposition des beweglichen Kernes und
damit des Ventilelementes verwendet werden.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind die
Freiräume zwischen dem Zwischenteil und dem Mittelstück
mit einem vorzugsweise nicht magnetischem Füllstück ver
schlossen. Der Verschluß des Freiraumes hat den Vorteil,
daß die Wicklungen der elektromagnetischen Spule geschützt
sind und eine zusätzliche Auflagefläche für den bewegli
chen Kern geschaffen wird. Ein weiterer Vorteil besteht
darin, daß das Füllstück als Anschlag und/oder Dämpfungs
element ausgebildet ist. Ragt das Füllstück aus der durch
die Stirnseite des Mittelstückes und des Zwischenteils ge
bildete Ebene heraus, bildet das Füllstück einen Anschlag
oder eine Dämpfung für die Rückbewegung des beweglichen
Kerns. Dadurch kann ein hartes Aufschlagen auf das Zwi
schenteil bzw. auf die elektromagnetische Spule vermieden
werden.
Die Verwendung des erfindungsgemäßen Magnetventils ist
nicht auf die Verwendung bei einer elektronischen Kraft
stoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine be
schränkt und es läßt sich bei allen Zumeßvorgängen ein
setzen, bei denen von einem Ventilelement, das von einer
elektromagnetischen Spule angetrieben wird, die Zumessung
einer Flüssigkeit erfolgt.
Ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Magnet
ventil ist in den Figuren gezeigt.
Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Magnetventil,
Fig. 2 Magnetventil nach dem Stand der Technik.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Magnetventil, dessen
elektromagnetische Spule aus Wicklungen 1 und einem Kern 2
bestehen. Der E-förmig ausgebildete Kern 2 weist äußere
Schenkel 2.1 sowie ein Mittelstück 2.2 auf. Der bewegliche
Kern der elektromagnetischen Spule ist mit 3 bezeichnet.
Zwischen dem Bereich der äußeren Schenkel 2.1 und dem be
weglichen Kern 3 ist ein Zwischenteil 4 angeordnet. Das
Zwischenteil 4 ragt mit einer Seite in den Bereich der
Wicklungen 1 hinein. Die Breite des beweglichen Kernes 3
ist kleiner als die Breite der elektromagnetischen Spule,
die durch die Abmessungen der äußeren Schenkel 2.1 gegeben
ist. Für die Zumeßung von Kraftstoff ist der bewegliche
Kern 3 mit einem Ventilelement 5 verbunden. Der durch die
Wicklung 1, das Mittelstück 2.2, dem beweglichen Kern 3
sowie dem Zwischenteil 4 begrenzte Freiraum ist mit einem
Füllstück verschließbar. Es ist z. B. möglich, den Frei
raum mit einer entsprechend ausgebildeten Kunstoffplatte
oder durch Ausgießen mit einer sich erhärtenden Flüssig
keit auszufüllen. Ebenso ist eine Ausfüllung mit einem
dämpfenden Material möglich, so daß die Rückbewegung des
beweglichen Kernes 3 und damit die Rückbewegung des Ven
tilelementes 5 gedämpft wird. Dazu steht in vorteilhafter
Weise das Füllstück in geringem Maße über die Stirnseite
des Zwischenteiles 4 und des Mittelstückes 2.2 über.
Fig. 2 zeigt ein Magnetventil nach dem Stand der Technik.
Die elektromagnetische Spule besteht aus Wicklungen 1, die
im Bereich eines Kernes 2 angeordnet sind, wobei sich der
bewegliche Kern 3 an den Stirnseiten der elektromagneti
schen Spule befindet und mit dem Ventilelement 5 verbunden
ist. Aufgrund der Abmessungen des beweglichen Kernes 3
sind hohe Massekräfte zur Bewegung des Kernes 3 erforder
lich, die eine hohe elektromagnetische Kraft bedingen.
Diese elektromagnetischen Kräfte sind mit der gegebenen
elektromagnetischen Spule nicht realisierbar, wodurch eine
Verlängerung der möglichen Schaltzeiten des Magnetventils
gegeben ist. Eine Vergrößerung der elektromagnetischen
Spule ist aus konstruktiven Gründen oft nicht möglich.
Claims (6)
1. Magnetventil, insbesondere für eine elektronische
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine,
wobei das Magnetventil einen beweglichen Kern (3) einer
elektromagnetischen Spule aufweist, die durch Einwirkung
ihres Magnetfeldes eine Bewegung über den Kern (3) auf ein
zu betätigendes Ventilelement (5) der Kraftstoff-Ein
spritzvorrichtung überträgt,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem beweglichen Kern
(3) und der elektromagnetischen Spule ein Zwischenteil (4)
angeordnet ist und die Abmessungen des beweglichen Kernes
(3) senkrecht zur Bewegungsrichtung kleiner sind als die
Abmessungen der elektromagnetischen Spule.
2. Magnetventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (4) als Plat
te ausgebildet und an den Stirnseiten der äußeren Schenkel
(2.1) des stationären Kerns (2) angeordnet ist.
3. Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (4) in den
Bereich der stationären Wicklung (1) hineinragt und mit
der Außenkante der beiden äußeren Schenkel (2.1) bündig
abschließt.
4. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die dem Kern (3) zugewandte
Stirnseite des Mittelstückes (2.2) des stationären Kernes
(2) und die den beiden äußeren Schenkeln (2.1) abgewandte
Stirnseite des Zwischenteils (4) in einer Ebene liegen.
5. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß der Freiraum zwischen dem Zwi
schenteil (4) und dem Mittelstück (2.2) mit einem vorzugs
weise nicht magnetischem Füllstück verschlossen ist.
6. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet, daß das Füllstück als Anschlag
und/oder Dämpfungselement ausgebildet ist.
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