EP2839143A1 - Magnetbaugruppe, insbesondere für ein magnetventil eines kraftstoffinjektors - Google Patents

Magnetbaugruppe, insbesondere für ein magnetventil eines kraftstoffinjektors

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EP2839143A1
EP2839143A1 EP13706474.7A EP13706474A EP2839143A1 EP 2839143 A1 EP2839143 A1 EP 2839143A1 EP 13706474 A EP13706474 A EP 13706474A EP 2839143 A1 EP2839143 A1 EP 2839143A1
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EP
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clamping ring
air gap
residual air
clamping
magnet assembly
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Robert Bosch GmbH
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/26—Fuel-injection apparatus with elastically deformable elements other than coil springs

Definitions

  • Magnetic assembly in particular for a solenoid valve of a fuel injector prior art
  • the invention relates to a magnet assembly, in particular for a solenoid valve of a fuel injector according to the preamble of claim 1.
  • Common rail injectors use so-called servo valves, which control the pressure in a control room.
  • As an actuator for such servo valves u. a. Magnetic actuators used.
  • Such magnetic actuators have a magnet assembly with a magnetic core and a magnet armature, wherein a so-called residual air gap disk is used to set a minimum residual air gap between an armature surface and a pole face.
  • the residual air gap disk can be arranged above the inner pole or outer pole of the magnetic core.
  • the clamping ring presses the residual air gap disc on the Jardinpol nature.
  • An appropriate non-positive connection between the armature plate side end of the magnetic core and the residual air gap disc is achieved by a clamping ring receptacle is provided with a counter surface in which the clamping ring is received, wherein the clamping ring is supported with a radial clamping force on the counter surface and by means of a counter surface derived resulting resilience against the
  • the clamping ring receptacle with the mating surface is expediently formed on an overlap arranged on a magnet sleeve, which holds the
  • Ankerplatten solution canen end side of the magnetic core radially overlaps, so that the mating surface is at an axial distance radially below the residual air gap disc.
  • the clamping ring may have a round cross section or a cross section with at least one conical support surface.
  • the counter surface for supporting the clamping ring is a bevel, which generates the resulting clamping force in the direction of the residual air gap disc, or the counter surface for supporting the clamping ring is one at a gap
  • the support surface is formed on the outer circumference of the clamping ring, with the clamping ring is supported on a complementary conical surface as a counter surface.
  • Fig. 1 shows a cross section through a solenoid valve with an inventive
  • Fig. 2 is an enlarged detail X of Fig. 1 according to a first
  • Fig. 3 is an enlarged detail X of Fig. 1 according to a second
  • Fig. 4 is an enlarged detail X of Fig. 1 according to a third
  • Fig. 5 is a plan view of a clamping ring.
  • Valve element 10 and a magnet assembly 20 which are arranged in an injector body 11.
  • the valve element 10 comprises a closing element 12, which acts on a valve seat 13.
  • By means of the closing element 12 is a
  • Control chamber 15 connected to the control of a nozzle needle, not shown, connected to a low-pressure chamber 16 or closed.
  • the magnet assembly 20 includes a magnetic core 21 and a magnet armature 22.
  • the magnet core 21 has an armature plate side end face 23 which forms a pole face.
  • a magnetic coil 26 is inserted, so that the magnetic core 21, an inner pole 24 and an outer pole 25 is formed.
  • an inner pole face 24a is thus formed at the inner pole 24, and an outer pole face 25a is formed at the outer pole 25.
  • the magnetic core 21 is received in a magnet sleeve 28 which is clamped by means of a clamping sleeve 27 with the injector body 10.
  • the magnetic core 21 rests with its armature plate-like end face 23 on an annular surface 29 formed on the magnet sleeve 28.
  • the armature 22 has an anchor plate 31 with an outer diameter and an anchor sleeve 33, wherein the anchor sleeve 33 at the same time
  • Closing element 12 forms.
  • the outer diameter defines an armature surface 32 on the armature plate 31.
  • the armature sleeve 33 is guided on its outer circumferential surface in a valve piece 34 formed on the injector body 10.
  • Residual air gap disc 40 is arranged, which is designed as a circular ring and thus represents an outer residual air gap disc.
  • the residual air gap disk 40 has a clamping-ring-side end face 41 and a magnet core-side end face 42 and is held on the armature-plate-side end face 23 of the magnetic core 21 in the region of the outer pole face 25a by means of a clamping connection 50.
  • the clamp connection 50 has a clamping ring holder 51 with a
  • the clamping ring 60 has a radial clamping force with which the clamping ring 60 at the in the
  • Clamping ring 51 trained counter surface 52 is supported. Due to the position of the mating surface 52, which has inclined to the residual air gap disk 40, on the mating surface 52 from the radial clamping force of the clamping ring 60 a
  • the clamping ring 60 realizes with the resulting clamping force the required clamping force for the clamping connection 50, with which the residual gap plate 40 with the magnetic core side end 42 is held frictionally on the armature plate side end face 23 of the magnetic core 21. To apply the necessary bias when inserting the clamping ring 60 in the
  • Clamping ring 51 the clamping ring 60 according to Figure 5 has a slot 61.
  • an overlap 53 is formed on the magnet sleeve 28, axially below the annular surface 29, which overlaps the
  • the clamping ring 60 has a round cross-section.
  • the counter surface 52 is in the embodiment of Figure 2 is a slope on which the clamping ring 60 acts with its radial clamping force and a corresponding resulting clamping force in the direction of the residual air gap disc 60 dissipates, with the clamping ring 60 against the
  • the clamping ring receptacle 51 has a mating surface 52 with a curved course. Due to the curve shape, the clamping force of the clamping ring 60 can be adjusted over itself
  • Diameter of the clamping ring 60 can be varied. Again, the clamping ring 60 presses with the resulting clamping force against the clamping ring-side end face 41 of the residual air gap disc 40th
  • the counter surface for supporting the clamping ring 60 is formed on a gap clamping surface, wherein the clamping ring 60 wedged due to its radial clamping force in the gap between the clamping surface and the residual air gap disk 40 and the resulting clamping force against the residual air gap disk 40th suppressed.
  • the clamping ring 60 has a conical support surface 54 at least on the outer peripheral surface.
  • the counter-surface 52 for the support surface 54 is a complementary conical surface on the clamping ring 51 and the overlap 53. Due to the radial clamping force of the clamping ring 60 and the mutually acting conical surfaces creates a resulting clamping force, the clamping ring 60 against the clamping ring side end 41st the residual air gap disk 40 presses.

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Abstract

Es wird eine Magnetbaugruppe, insbesondere für ein Magnetventil eines Kraftstoffinjektors, mit einem Magnetkern (21) und einem Magnetanker (22) vorgeschlagen. Der Magnetkern (21) weist an einer ankerplattenseitigen Stirnseite (23) eine Innenpolfläche (24a) und eine Außenpolfläche (25a) auf. Zwischen Magnetkern (21) und Magnetanker (22) ist eine Restluftspaltscheibe (40) angeordnet, welche an der ankerplattenseitigen Stirnseite (23) des Magnetkerns (21) mittels einer Klemmverbindung (50) gehalten ist. Die Klemmverbindung (50) weist einen Spannring (60) auf, der die Restluftspaltscheibe (40) an die ankerplattenseitige Stirnseite (23) des Magnetkerns (21) drückt.

Description

Beschreibung Titel
Magnetbaugruppe, insbesondere für ein Magnetventil eines Kraftstoffinjektors Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Magnetbaugruppe, insbesondere für ein Magnetventil eines Kraftstoffinjektors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei Common-Rail-Injektoren werden sogenannte Servo-Ventile eingesetzt, die den Druck in einem Steuerraum steuern. Als Aktor für derartige Servo-Ventile werden u. a. Magnetaktoren eingesetzt. Derartige Magnetaktoren weisen eine Magnetbaugruppe mit einem Magnetkern und einem Magnetanker auf, wobei zur Einstellung eines minimalen Restluftspalts zwischen einer Ankerfläche und einer Polfläche eine sogenannte Restluftspaltscheibe eingesetzt wird. Die
Restluftspaltscheibe hat die Funktion, Remanenzeffekte zu begrenzen
(magnetisches Kleben) und darüber hinaus eine Dämpfung beim Anschlagen des Magnetankers am Magnetkern zu realisieren. Die Restluftspaltscheibe kann dabei über dem Innenpol oder Außenpol des Magnetkerns angeordnet sein.
Aus DE 10 2009 001 706 AI ist eine Magnetbaugruppe bekannt, bei der eine außen liegende Restluftspaltscheibe zwischen dem Magnetkern und einer den Magnetkern aufnehmenden Magnethülse eingeklemmt ist. Da für eine eindeutige Lage des Magnetkerns hohe Kräfte notwendig sind und die Berührungsflächen zwischen Magnetkern und Magnethülse nicht ideal planparallel gefertigt werden können, hat diese Lösung den Nachteil, dass die Restluftspaltscheibe zu hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt ist.
Offenbarung der Erfindung Die Magnetbaugruppe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass nur sehr geringe Anforderungen an die
Fertigungstoleranzen von Magnetkern und Magnethülse gestellt werden müssen. Die Klemmverbindung mittels des Spannrings ermöglicht, dass geometrische Toleranzen und Ausdehnungen aufgrund von Temperatureinflüssen kompensiert werden können.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Maßnahmen der Unteransprüche möglich.
Zweckmäßigerweise drückt der Spannring die Restluftspaltscheibe an die Außenpolfläche. Eine zweckmäßige kraftschlüssige Verbindung zwischen der ankerplattenseitigen Stirnseite des Magnetkerns und der Restluftspaltscheibe wird erreicht, indem eine Spannringaufnahme mit einer Gegenfläche vorgesehen ist, in welcher der Spannring aufgenommen ist, wobei sich der Spannring mit einer radialen Spannkraft an der Gegenfläche abstützt und mittels einer an der Gegenfläche abgeleiteten resultierenden Spannkraft gegen die
Restluftspaltscheibe drückt.
Die Spannringaufnahme mit der Gegenfläche ist zweckmäßigerweise an einem an einer Magnethülse angeordneten Übergriff ausgebildet, der die
ankerplattenseitigen Stirnseite des Magnetkerns radial übergreift, so dass die Gegenfläche mit axialen Abstand radial unter der Restluftspaltscheibe liegt.
Der Spannring kann einen runden Querschnitt oder einen Querschnitt mit mindesten einer konischen Stützfläche aufweisen. Bei einem runden Querschnitt ist die Gegenfläche zum Abstützen des Spannrings eine Schräge, die die resultierende Spannkraft in Richtung der Restluftspaltscheibe erzeugt, oder die Gegenfläche zum Abstützen des Spannrings ist eine an einem Spalt
ausgebildete Klemmfläche, so dass sich der Spannring aufgrund seiner radialen Spannkraft im Spalt verkeilt und mit der resultierenden Spannkraft gegen die Restluftspaltscheibe drückt. Bei einem Spannring mit einer konischen
Stützfläche ist die Stützfläche am Außenumfang des Spannrings ausgebildet, mit der sich der Spannring an einer dazu komplementären konischen Fläche als Gegenfläche abstützt.
Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Magnetventil mit einer erfindungsgemäßen
Magnetbaugruppe,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt X aus Fig. 1 gemäß einer ersten
Ausführungsform,
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt X aus Fig. 1 gemäß einer zweiten
Ausführungsform,
Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt X aus Fig. 1 gemäß einer dritten
Ausführungsform und
Fig. 5 einen Draufsicht auf einen Spannring.
Das in Fig. 1 darstellte Magnetventil eines Kraftstoffinjektors weist ein
Ventilelement 10 und eine Magnetbaugruppe 20 auf, die in einem Injektorkörper 11 angeordnet sind. Das Ventilelement 10 umfasst ein Schließelement 12, das auf einen Ventilsitz 13 einwirkt. Mittels des Schließelements 12 wird ein
Steuerraum 15 zur Ansteuerung einer nicht dargestellten Düsennadel mit einem Niederdruckraum 16 verbunden oder geschlossen.
Die Magnetbaugruppe 20 umfasst einen Magnetkern 21 und einen Magnetanker 22. Der Magnetkern 21 weist eine ankerplattenseitige Stirnseite 23 auf, die eine Polfläche bildet. Im Magnetkern 21 ist eine Magnetspule 26 eingelassen, so dass am Magnetkern 21 ein Innenpol 24 und ein Außenpol 25 entsteht. An der ankerplattenseitige Stirnseite 23 des Magnetkerns 21 bildet sich somit am Innenpol 24 eine Innenpolfläche 24a und am Außenpol 25 eine Außenpolfläche 25a aus. Der Magnetkern 21 ist in einer Magnethülse 28 aufgenommen, die mittels einer Spannhülse 27 mit dem Injektorkörper 10 verspannt ist. Der Magnetkern 21 liegt mit seiner ankerplattenseltigen Stirnseite 23 auf einer an der Magnethülse 28 ausgebildeten Ringfläche 29 auf. Der Magnetanker 22 weist eine Ankerplatte 31 mit einem Außendurchmesser sowie eine Ankerhülse 33 auf, wobei die Ankerhülse 33 gleichzeitig das
Schließelement 12 bildet. Der Außendurchmesser begrenzt eine Ankerfläche 32 an der Ankerplatte 31. Die Ankerhülse 33 ist an seiner Außenumfangsfläche in einem am Injektorkörper 10 ausgebildeten Ventilstück 34 geführt.
Zwischen dem Magnetkern 21 und dem Magnetanker 22 ist eine
Restluftspaltscheibe 40 angeordnet, die als Kreisring ausgeführt ist und somit eine außen liegende Restluftspaltscheibe darstellt. Die Restluftspaltscheibe 40 weist eine spannringseitige Stirnseite 41 und eine magnetkernseitige Stirnseite 42 auf und wird an der ankerplattenseitige Stirnseite 23 des Magnetkerns 21 im Bereich der Außenpolfläche 25a mittels einer Klemmverbindung 50 gehalten. Die Klemmverbindung 50 weist eine Spannringaufnahme 51 mit einer
Gegenfläche 52 und einem Spannring 60 auf. Der Spannring 60 besitzt eine radiale Spannkraft, mit der sich der Spannring 60 an der in der
Spannringaufnahme 51 ausgebildeten Gegenfläche 52 abstützt. Durch die Lage der Gegenfläche 52, die geneigt zur Restluftspaltscheibe 40 weist, wird an der Gegenfläche 52 aus der radialen Spannkraft des Spannrings 60 eine
resultierende Spannkraft in Richtung der Restluftspaltscheibe 40 abgeleitet, so dass der Spannring 60 mit der resultierenden Spannkraft gegen die
spannringseitige Stirnseite 41 der Restluftspaltscheibe 40 drückt. Dadurch realisiert der Spannring 60 mit der resultierenden Spannkraft die erforderliche Klemmkraft für die Klemmverbindung 50, mit welcher die Restlustspaltscheibe 40 mit der magnetkernseitigen Stirnseite 42 an der ankerplattenseitigen Stirnseite 23 des Magnetkerns 21 kraftschlüssig gehalten wird. Zum Aufbringen der notwendigen Vorspannung beim Einsetzen des Spannrings 60 in die
Spannringaufnahme 51 weist der Spannring 60 gemäß Figur 5 einen Schlitz 61 auf.
Zur Ausführung der Spannringaufnahme 51 ist an der Magnethülse 28 axial unterhalb der Ringfläche 29 ein Übergriff 53 ausgebildet, der die
ankerplattenseitigen Stirnseite 23 des Magnetkerns 21 übergreift. Am Übergriff 53 der Magnethülse 21 ist die Spannringaufnahme 51 mit der Gegenfläche 52 ausgebildet, so dass die Spannringaufnahme 51 unter der Restluftspaltscheibe 40 angeordnet ist und die Gegenfläche 52 mit axialem Abstand unter der spannringseitigen Stirnseite 41 der Restluftspaltscheibe 40 liegt.
Bei den Ausführungsformen in Figur 2 und 3 weist der Spannring 60 einen runden Querschnitt auf. Die Gegenfläche 52 ist bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 eine Schräge, auf der der Spannring 60 mit seiner radialen Spannkraft einwirkt und eine entsprechende resultierende Spannkraft in Richtung des Restluftspaltscheibe 60 ableitet, mit der der Spannring 60 gegen die
spannringseitige Stirnseite 41 der Restluftspaltscheibe 40 drückt.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 weist die Spannringaufnahme 51 eine Gegenfläche 52 mit einem kurvenförmigen Verlauf auf. Durch die Kurvenform kann die Spannkraft des Spannrings 60 über den sich einstellenden
Durchmesser des Spannrings 60 variiert werden. Auch hier drückt der Spannring 60 mit der resultierenden Spannkraft gegen die spannringseitige Stirnseite 41 der Restluftspaltscheibe 40.
Es ist aber auch denkbar, dass die Gegenfläche zum Abstützen des Spannrings 60 eine an einem Spalt ausgebildete Klemmfläche ist, wobei sich der Spannring 60 aufgrund seiner radialen Spannkraft im Spalt zwischen der Klemmfläche und der Restluftspaltscheibe 40 verkeilt und mit der resultierenden Spannkraft gegen die Restluftspaltscheibe 40 drückt.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 weist der Spannring 60 zumindest an der Außenumfangsfläche eine konische Stützfläche 54 auf. Die Gegenfläche 52 für die Stützfläche 54 ist eine dazu komplementäre konische Fläche an der Spannringaufnahme 51 bzw. am Übergriff 53. Durch die radiale Spannkraft des Spannrings 60 und der aufeinander wirkenden konischen Flächen entsteht eine resultierende Spannkraft, die den Spannring 60 gegen die spannringseitige Stirnseite 41 der Restluftspaltscheibe 40 drückt.

Claims

Ansprüche
1. Magnetbaugruppe, insbesondere für ein Magnetventil eines
Kraftstoffinjektors, mit einem Magnetkern (21) und einem Magnetanker (22), wobei der Magnetkern (21) an einer ankerplattenseitigen Stirnseite (23) eine Innenpolfläche (24a) und eine Außenpolfläche (25a) aufweist, wobei eine Restluftspaltscheibe (40) zwischen Magnetkern (21) und Magnetanker (22) angeordnet ist, welche an der ankerplattenseitigen Stirnseite (23) des Magnetkerns (21) mittels einer Klemmverbindung (50) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmverbindung (50) einen Spannring (60) aufweist, der die Restluftspaltscheibe (40) an die ankerplattenseitige Stirnseite (23) des Magnetkerns (21) drückt.
2. Magnetbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (60) die Restluftspaltscheibe (40) an die Außenpolfläche (25a) drückt.
3. Magnetbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannringaufnahme (51) mit einer Gegenfläche (52) vorgesehen ist, an der sich der Spannring (60) mit einer radialen Spannkraft abstützt und mittels einer an der Gegenfläche (52) abgeleiteten resultierenden Spannkraft gegen die Restluftspaltscheibe (40) drückt.
4. Magnetbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannringaufnahme (51) mit der Gegenfläche (52) an einem an einer Magnethülse (28) angeordneten Übergriff (53) ausgebildet ist, der die ankerplattenseitigen Stirnseite (23) des Magnetkerns (21) übergreift, so dass die Gegenfläche (52) mit axialen Abstand radial unter der
Restluftspaltscheibe (40) liegt.
5. Magnetbaugruppe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfläche (52) zum Abstützen des Spannrings (60) eine Schräge ist, die die resultierende Spannkraft in Richtung der Restluftspaltscheibe (40) erzeugt.
6. Magnetbaugruppe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfläche (52) zum Abstützen des Spannrings (60) einen
kurvenförmigen Verlauf aufweist, der die resultierende Spannkraft in Richtung der Restluftspaltscheibe (40) erzeugt.
7. Magnetbaugruppe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfläche (52) zum Abstützen des Spannrings (60) eine an einem Spalt ausgebildete Klemmfläche ist, dass sich der Spannring (60) aufgrund seiner radialen Spannkraft im Spalt zwischen der Klemmfläche und der Restluftspaltscheibe (40) verkeilt und mit der resultierenden Spannkraft gegen die Restluftspaltscheibe (40) drückt.
8. Magnetbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (60) einen runden Querschnitt aufweist
9. Magnetbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (60) am Außenumfang eine konische Stützfläche (54) aufweist, mit der sich der Spannring (60) an einer dazu komplementären konischen Fläche als Gegenfläche (52) abstützt.
10. Magnetbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Restluftspaltscheibe (40) als Kreisring ausgeführt ist.
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