DE4108758C2 - Magnetventil für eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung - Google Patents
Magnetventil für eine Kraftstoff-EinspritzvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Magnetventil mit einem beweglichen Kern
einer elektromagnetischen Spule, die durch Einwirkung ihres Mag
netfeldes eine Bewegung über den Kern auf ein zu betätigendes
Ventilelement überträgt, wobei zwischen dem beweglichen Kern und
der elektromagnetischen Spule ein Zwischenteil angeordnet ist und
die Abmessungen des beweglichen Kernes senkrecht zur Bewe
gungsrichtung kleiner sind als die Abmessungen der elektromagneti
schen Spule, wobei das Zwischenteil als Platte ausgebildet ist.
Ein derartiges Magnetventil ist aus dem DE 78 24 820 U1 bekannt.
Dieses elektromagnetisch betätigte Ventil ist den verschiedenen Gän
gen entsprechenden Kupplungen und Bremsen eines Getriebes zuge
ordnet. Dabei werden die Spulen direkt von einem Gehäusemantel
umgeben, wobei dieser Gehäusemantel eine reine Gehäusefunktion
hat.
Ein weiterhin aus der DE-OS 21 27 552 bekannter Ventilantrieb für
ein Magnetventil mit einer elektromagnetischen Spule und einem be
weglichen Kern benötigt jedoch Schaltzeiten, die für gegebene An
wendungszwecke zu lang sind. So lassen sich mit dem bekannten
Magnetventil keine Schaltzeiten erzielen, die in dem für die gegebe
nen Anwendungsfälle heute erforderlichen Bereich von weniger als
einer Millisekunde liegen. So wirkt sich bei dem bekannten Ventilan
trieb für ein Magnetventil nachteilig aus, daß die Massenkräfte zur
Bewegung des Ventilelementes sehr groß sind. Je größer aber die
erforderlichen Massenkräfte sind, desto größer werden die Mindest
abmessungen für den beweglichen Kern, was umgekehrt wieder eine
zusätzlich zu bewegende Masse bedingt. Der bewegliche Kern be
steht aus einem Material mit hohen spezifischen Gewicht (zum Bei
spiel Weicheisenmaterial), wodurch sich die möglichen Schaltzeiten
ebenfalls verlängern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil bereitzu
stellen, mit dem gegenüber den bekannten Magnetventilen kürzere
Schaltzeiten realisierbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Magnetventil gelöst,
bei dem das Zwischenteil an den Stirnseiten der äußeren Schenkel
des stationären Kerns angeordnet ist, daß das Zwischenteil in den
Bereich der stationären Wicklung hineinragt und mit der Außenkante
der beiden äußeren Schenkel bündig abschließt, daß die dem Kern
zugewandte Stirnseite des Mittelstückes des stationären Kernes und
die den beiden äußeren Schenkeln abgewandte Stirnseite des Zwi
schenteiles in einer Ebene liegen und daß das Magnetventil für eine
elektronische Kraftstoff-Einspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschi
ne eingesetzt ist, wobei das Ventilelement das der Kraftstoff-Ein
spritzvorrichtung ist.
Da das Zwischenteil in den Bereich der stationären Wicklung hinein
ragt und gleichzeitig in Richtung des Mittelstückes zeigt, werden die
magnetischen Feldlinien in vorteilhafter Weise von dem Zwischenteil
in Richtung des Mittelstückes durch den beweglichen Kern abgelenkt,
so daß die magnetischen Feldlinien den beweglichen Kern voll durch
dringen. Dadurch kann bei gleicher magnetischer Kraft der elek
tromagnetischen Spule der bewegliche Kern verkleinert werden.
Schließt das Zwischenteil bündig mit der Außenkante der beiden äu
ßeren Schenkel ab, ist die größtmögliche elektromagnetische Kraft
gegeben, die sich aufgrund der konstruktiven Ausmaße des gesamten
Magnetventils realisieren läßt. Schließlich liegen die dem Kern zuge
wandte Stirnseite des Mittelstückes des stationären Kernes und die
den beiden äußeren Schenkeln abgewandte Stirnseite des Zwischen
teils in einer Ebene. Dadurch ist ebenfalls die größtmögliche magne
tische Kraft bei vorgegebenen konstruktiven Ausmaßen gegeben. Die
dem beweglichen Kern zugewandten Stirnseiten des Zwischenteiles
und des Mittelstückes können darüber hinaus als Anschlag oder als
Auflagefläche 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 vorzugs
weise nicht magnetischem Füllstück verschlossen. Der Verschluß des
Freiraumes hat den Vorteil, daß die Wicklungen der elektromagneti
schen 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 Dämfpung 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 (3)
1. Magnetventil mit einem beweglichen Kern (3) einer elektromag
netischen Spule, die durch Einwirkung ihres Magnetfeldes eine Be
wegung über den Kern (3) auf ein zu betätigendes Ventilelement (5)
überträgt, wobei zwischen dem beweglichen Kern (3) und der elek
tromagnetischen Spule ein Zwischenteil (4) angeordnet ist und die
Abmessungen des beweglichen Kernes (3) senkrecht zur Bewe
gungsrichtung kleiner sind als die Abmessungen der elektromagne
tischen Spule, wobei das Zwischenteil (4) als Platte ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (4) an den Stirnseiten
der äußeren Schenkel (2.1) des stationären Kerns (2) angeordnet ist,
daß das Zwischenteil (4) in den Bereich der stationären Wicklung (1)
hineinragt und mit der Außenkante der beiden äußeren Schenkel
(2.1) bündig abschließt, 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 Zwischenteiles
(4) in einer Ebene liegen und daß das Magnetventil für eine elektro
nische Kraftstoff-Einspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine ein
gesetzt ist, wobei das Ventilelement (5) das der Kraftstoff-Einspritz
vorrichtung ist.
2. Magnetventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Freiraum zwischen dem Zwischen
teil (4) und dem Mittelstück (2.2) mit einem nicht magnetischem Füll
stück verschlossen ist.
3. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Füllstück als Anschlag und/oder
Dämpfungselement ausgebildet ist.
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DE19714413A1 (de) | Elektromagnetischer Antrieb |
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