EP0278099A1 - Elektronmagnetisch getaktetes Einspritzventil für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Es wird ein elektromagnetisches, getaktetes Einspritzventil für Brennkraftmaschinen beschrieben, das als Tauchankermagnetsystem mit zwei koaxial in der Spule angeordneten hülsenförmigen Polschuhen (7.1, 7.2) versehen ist, die durch einen nicht magnetisierbaren Zwischenring (8) axial auf Abstand zueinander gehalten sind und darüber hinaus einen magnetisierbaren Zentralpol innerhalb eines der hülsenförmigen Polschuhe aufweist. Der mit dem Ventilverschließkörper (14) verbundene Anker (12) wirkt gegen eine Feder (11) und ist derart in den hülsenförmigen Polschuhen (7.1, 7.2) justiert, daß er den Zwischenring (8) in nicht erregtem Zustand in Hubrichtung nur teilweise überdeckt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch getaktetes Einspritzventil für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentan­spruchs.
• Ein derartiges Einspritzventil ist aus der DE-OS 34 39 671 bekannt. Diese An­ordnung ist hinsichtlich der Schaltfrequenz und der Schaltkraft verbesserungs­bedürftig.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einspritzventil zu schaffen, das bei gerin­gen zu bewegenden Massen mit hoher Frequenz in einem großen Hubbereich getaktet werden kann.
• Die Aufgabe wird bei einem Einspritzventil eingangs genannter Art durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst. Hierdurch wird erreicht, daß eine große Magnetkraft sowohl bei geschlossenem Ventil, d.h. bei dem größten Luftspalt, als auch bei kleineren Luftspalten auf den Anker wirkt. Dadurch wird die Anzugszeit verringert. Außerdem ist ein geringerer Strom für das sichere Offenhalten erforderlich, wodurch ein schneller Abbau des Magnetfeldes und ein schneller Schließvorgang erreicht wird.
• Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Das Einspritzventil 1 weist einen elektrischen Anschluß 2 auf, über den die elektrische Spule 3 erregt wird. Die Spule 3 ist auf einem nicht magnetischen Spulenträger 4 angeordnet und befindet sich im Ventilgehäuse 5. Der Eisenkreis des Magnetsystems wird von einem Außenmantel 6 und zwei innerhalb der Spule 3 befindlichen, hülsenförmigen Polschuhen 7.1, 7.2 gebildet, so daß der nicht magnetische Spulenträger zwischen Spule und Polschuh zu liegen kommt. Zwischen den im Abstand zueinander angeordneten Polschuhen befindet sich ein nicht magnetisierbarer Bereich 8, der als Zwischenring ausgebildet sein kann, wo­durch sich die Wirkung eines Luftspaltes ergibt, so daß sich die Feldlinien im erregten Zustand zwischen den Polschuhen 7.1 und 7.2 derart ausbilden, daß sie im Bereich des Zwischenringes durch die Bohrung 9 der Polschuhe verlaufen. In der Bohrung 9 ist ein magnetisierbarer Anschlag 10 angeordnet, so daß die Feldlinien, die von dem Polschuh 7.2 ausgehen, auch zu diesem Teil des Eisenkreises des Ma­gnetsystems gelangen. Dadurch wird bewirkt, daß sich die Summe der auf den An­ker 12 wirkenden Kräfte aus der des Tauchankermagnetsystems und der des an sich konventionellen Magnetsystems mit einem Zentralpol zusammensetzen. Die entstehende größere Magnetkraft - gegenüber einer der beiden Bauarten - bewirkt bei geschlossenem Ventil und damit bei dem größten auftretenden Luftspalt eine kürzere Anzugszeit und damit ein schnelleres Öffnen. Um ein magnetisches Kleben zwischen den Bauteilen Anker 12 und Anchlag 10 zu verhindern, ist eines dieser Bauteile auf der dem anderen Bauteil gegenüberliegenden Fläche mit einem nicht magnetisierbaren Überzug 10.1 versehen.
• Der nachstehend beschriebene Ventilaufbau ist nur als Beispiel zu verstehen und berührt nicht den erfinderischen Magnetkreis. Der Anschlag 10 weist eine Aufnahme für eine Feder 11 auf, die einen topfförmigen Anker 12 belastet, an dem eine Nadel 13 befestigt ist, deren anderes Ende einen Ventilverschließ­körper 14 trägt. Der Ventilverschließkörper 14 wird als Kugel ausgebildet und wirkt mit einem kegelförmigen Ventilsitz 15 zusammen und beherrscht einen Brennstoffaustritt 16, der zwischen einem Brennstoffzulauf 17 und einem Brenn­stoffrücklauf 18 angeordnet ist. Durch entsprechende Auswahl von Kugeldurch­messer 14 und Neigung des Ventilsitzkegels 15 ist es möglich, den Hub des An­kers so zu bestimmen, daß zwischen Ventilverschliekörper und Ventilsitz keine Drosselwirkung auftritt. Um bei hoher Schaltfrequenz einen großen Hub zu er­zielen, wird angestrebt, die zu bewegenden Massen geringzuhalten. Dazu wird ein Kugel mit geringem Durchmesser oder eine andere geeignete Konstruktion eingesetzt. Ein oder mehrere Öffnungen 20 sind im Boden 21 des Ankers 12 vorgesehen, damit sich bei seiner schnellen Bewegung keine Luftdruckpolster aufbauen können.
• In diesem Tauchankermagnetsystem sind der nicht magnetisierbare Bereich 8 und das in diesen Bereich hineinragende Ankerende 19 derart zueinander justiert, daß in nicht erregtem Zustand der Spule 3 der Anker 12 den überwiegenden Teil des nicht magnetisierbaren Bereiches 8 abdeckt. Das Maß dieser Abdeckung wird bei Festlegung der Ventilabmessungen bestimmt, um in einem weiteren Hubbereich einen günstigen Verlauf der Anzugskraft zu erhalten. In erregtem Zustand der Spule überdeckt der Anker diesen nicht magnetisierbaren Bereich auch in Hubrichtung. Der Ausdruck 'überdeckt' soll hierin bedeuten, daß im abgezogenen Zustand der Anker 12 gegen den An­schlag 10 derart anliegt, daß der Anker beidseitig über den nicht magnetisier­baren Bereich 8 übersteht. Hierdurch wird bewirkt, daß zu Beginn der Ankerbe­wegung der wesentliche Anteil des Magnetflusses von dem Polschuh 7.1 über den Anker 12 zur Hülse 7.2 fließt. Bei weiterem Anziehen des Ankers kommt es zur Umverteilung des Flusses, so daß ein zunehmend größerer Anteil direkt vom An­schlag 10 auf den Anker 12 übertritt. Durch eine derartige Anordnung läuft der aus Weicheisen gebildete Anker in erregtem Spulenzustand in das Magnetfeld hinein, wobei durch den zwischen den Polschuhen befindlichen nicht magnetisierbaren Bereich bei Beginn der Erregung die Feldlinien bereits so aufgebaut sind, daß sie teilweise bereits durch den Anker laufen. Mit dieser Anordnung wird nicht nur die höchste Schaltfrequenz erzielt, sondern die auf­tretenden Schaltkräfte sind gegenüber Ausführung lediglich nach dem Tauch­ankersystem oder lediglich nach einem System mit Zentralpol in jeder Schalt­stellung größer, so daß die vom Brennstoffdruck in Schließrichtung des Ventils auf den Ventilverschließkörper ausgeübte Schließkraft zusätzlich zur Feder­schließkraft sehr schnell überwunden werden kann.

Claims (1)

1. Elektromagnetisch getaktetes Einspritzventil für gemischverdichtende Brenn­kraftmaschinen mit einem koaxial in der elektrischen Spule angeordneten, von einer Feder belasteten Anker, an dem der Ventilschließkörper befestigt ist, der einen Brennstoffaustritt steuert, wobei die elektrische Spule (3) von ei­nem aus einem Außenmantel und zwei hülsenförmigen, axial im Abstand zueinander angeordneten Polschuhen (7.1, 7.2) gebildeten Eisenkreis umschlossen ist, wobei der Abstand zwischen den hülsenförmigen, der Aufnahme des Ankers (12) dienenden Polschuhen (7.1, 7.2) durch einen nicht magnetisierbaren Bereich (8) gebildet ist, dem gegenüber der Anker (12) im nicht erregten Zustand der Spule (3) derart justiert ist, daß er mit einem Ende (19) den überwiegenden Teil des nicht magnetisierbaren Bereiches (8) abdeckt und im erregten Zustand diesen auch in Hubrichtung überdeckt, dadurch gekennzeichnet, daß im hülsenförmigen Polschuh (7.1) ein magnetisierbarer Anschlag (10) angeordnet ist.

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