WO2003062629A1 - Magnetventil und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Magnetventil und verfahren zu seiner herstellungInfo
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- WO2003062629A1 WO2003062629A1 PCT/DE2002/004454 DE0204454W WO03062629A1 WO 2003062629 A1 WO2003062629 A1 WO 2003062629A1 DE 0204454 W DE0204454 W DE 0204454W WO 03062629 A1 WO03062629 A1 WO 03062629A1
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- F02M2200/304—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped using hydraulic means
Definitions
- the present invention relates to a solenoid valve according to the preamble of claim 1, in particular a fuel injection valve, and a method for its production.
- a fuel injection valve is known from DE 198 32 826 AI. Valves of this type always have a so-called residual air gap between a magnet armature and a magnet assembly that acts on it. Such one
- Residual air gap is important, for example, in order to prevent the magnet armature from sticking to the magnet assembly due to residual magnetism after switching off an excitation current and thus leading to a longer opening time of the valve than desired.
- Magnetic yokes made of powder composite materials with a large proportion of plastic are also known, in which sleeves of this type are integrated. It turns out, however, that compliance with an excess dimension in the manufacture of such integrated magnetic yoke associations without
- Anchor plates with an over-ring or collar on the outside diameter are also known.
- Such a ring lies on the magnetic yoke when the anchor plate abuts against it, so that a residual air gap forms in the inside of this ring in the anchor plate's abutment on a magnetic yoke.
- the width of this residual air gap is equal to zero, however, so 'that occurs at the contact point between the yoke and ring for a magnetic short circuit which both the Attracts components with high force and also has a disadvantageous effect on the so-called switch-off time if the valve is actuated by the reduction of the magnetic field.
- This embodiment also requires hardenable materials, since the armature strikes the magnetic yoke in the case of switching valves relatively violently. Magnetic circuit parts made of such hardenable materials, however, have poorer magnetic properties than magnetically annealed materials.
- valve cone anchor assemblies in which loose anchors on valve needles are positively connected to one another by means of locking washers.
- Such valve cone anchor assemblies require stroke adjustment disks with precise gradation among one another in order to precisely balance the manufacturing tolerances of the individual components, so that Valve strokes can be set with sufficient accuracy.
- the aim of the invention is to reduce the manufacturing costs for solenoid valves.
- a measure of a residual air gap is defined between an end face of the armature and an end face of a magnet assembly by means of a stop of a stop surface of the valve needle on a valve seat.
- the end face of the valve needle in the open or closed position of the solenoid valve rests against an amagnetic sleeve of a magnet assembly.
- Magnetic valves can be designed in a particularly robust and stable manner by means of such amagnetic sleeves.
- amagnetic sleeve expediently ends flush with the magnet assembly on its side that acts on the valve needle.
- a spring is for
- valve needle Actuation of the valve needle in a direction that the Direction of action of the magnet assembly with respect to the valve needle and the armature is provided opposite.
- the valve needle or the armature can be returned to an initial position in a non-energized state of the magnet assembly.
- means are provided for holding the valve needle in a throttle position between the opening and the closing position.
- the means expediently have a second spring and a valve needle extension formed in particular in the region of a valve needle seat.
- the body measurements and / or needle measurements and / or anchor measurements are determined or set in the course of pairing grinding.
- Such a pairing loop offers a relatively simple method to set the desired dimensions with the required accuracy.
- the dimensions or the sizes of needle lift or residual air gap defined by these are set during a work process by appropriately dressing a grinding wheel.
- FIG. 1 shows a sectional side view of a valve group of a first preferred embodiment of the magnetic valve according to the invention
- valve group in a view corresponding to FIG. 1, the valve group in operative connection with a magnet assembly of the magnet valve according to the invention
- Figure 3 is a side sectional view of another preferred embodiment of the solenoid valve according to the invention.
- FIG. 4 shows a variant of the embodiment according to FIG. 3.
- FIG. 1 shows the valve group of a preferred embodiment of a solenoid valve, which is designated overall by 1.
- the valve group 1 has a valve body 2 and a valve needle 3.
- the valve needle 3 is guided in a bore la of the valve body 1 essentially without play between an open position and a closed position, which it bears against a valve seat 4.
- the valve needle 3 blocks the passage between a high-pressure supply line 5 and a seat bore 6.
- a fuel located in the high-pressure supply line 5 can be introduced into the seat bore 6.
- the high-pressure supply line 5 (and one with this communicating pressure chamber 7) surrounding the lower region of the valve needle with respect to the seat bore 6.
- the valve seat 4 has a seat diameter D at a height H with respect to the lower end face of the valve body 2.
- valve needle 3 On the side opposite the valve seat 4, the valve needle 3 is surrounded by an armature 8. The armature 8 and the valve needle 3 are firmly connected to one another. On its upper end face 3a, the valve needle 3 has an extension 3b referred to as a pressure pin.
- A denotes a body dimension of the valve body 2, namely the distance from the upper end face 2a to the high H of the valve seat diameter D.
- a needle dimension B extends from the end face 3a of the valve needle 3 to the high H of the valve seat diameter D.
- Das Dimension B is equal to dimension A minus the amount of the desired needle stroke h.
- An end face 8a of the armature 8 surrounding the valve needle 3 is surmounted by the end face 3a of the valve needle 3 by the dimension ⁇ 0 .
- the dimension ⁇ 0 defines the so-called residual air gap of the solenoid valve.
- FIG. 2 shows a magnet assembly which is placed on the valve group 1 of FIG. 1 and which is designated 10 overall.
- the magnetic assembly has a magnetic core 11 which comprises a coil 12 for generating a magnetic field.
- the magnetic core 11 is reinforced by means of an amagnetic sleeve 13.
- This non-magnetic sleeve 13 serves to prevent a possible magnetic short circuit and, due to its increased material strength compared to the magnetic core 11, contributes to supporting the magnetic core or magnetic yoke 11.
- the lower end face of the non-magnetic sleeve 13 lies directly on the upper end face 2a of the valve body 2.
- the magnet assembly 10 also has an inner sleeve 14, which is expediently also made of an amagnetic material.
- the sleeve 14 pressed into the magnet assembly 10 is ground in such a way that it ends flush with the end face 11a of the magnet yoke or magnet core 11.
- the sleeve 14 forms the stroke stop for the valve needle 3.
- the size of the residual air gap ⁇ 0 and the type of hydraulic fluid are matched to one another in such a way that sufficient vaporization is possible by means of the residual air gap, with excessive suction due to the hydraulic fluid remaining in the residual air gap being avoided for quick actuation of the valve.
- a spring 15, which is introduced into the sleeve 14, ensures that the valve needle 3 moves into its lower stop position, in which the lower end face of the needle 3 rests on the valve seat 4 (Fig. 1).
- the residual air gap ⁇ 0 is defined by the protrusion of the end face 3a of the valve needle 3 with respect to the end face 8a of the armature 8.
- the valve shown in FIGS. 1 and 2 is a valve of the so-called i-type, with which pressure-balanced valves that open inwards are designated.
- valve body dimension A is from a reference diameter at the valve seat, preferably that Seat diameter D at height H, measured up to the front surface 2a of the valve body.
- This dimension A is used as a reference dimension for grinding the needle dimension B.
- the needle dimension B is equal to the dimension A minus the amount of the desired needle stroke h.
- dimension A is first measured and dimension B is adjusted relative to dimension A by appropriately grinding valve needle 3. It is also possible to first measure the dimension B on the needle or to set it by grinding, and then to produce the dimension A relative to this by grinding the end face 2a of the valve body 2.
- FIGS. 3 and 4 show further embodiments of solenoid valves which can also be produced using the method according to the invention.
- the solenoid valves shown in Figures 3 and 4 differ from the solenoid valve shown above in that the effect of the magnetic core 31 or the coil 32 formed therein is reversed. This means that a build-up of current in the magnet assembly 31, 32, through which the armature 38 and the valve needle 33 firmly connected to the magnet assembly is drawn, causes the valve in the region of the high pressure chamber 37 or the valve seat 34 to close.
- the valve needle 33 In the open position of the solenoid valve, ie when the magnet assembly 31, 32 is not energized, the valve needle 33 is pressed into an upper stop position by means of a spring 39.
- the energization of the magnet assembly causes a force opposite to the spring force.
- the end face 38a of the armature 38 facing the end face 31a of the magnet assembly 31, 32 projects beyond that of the magnet group by the dimension ⁇ 0 , which also means that the
- the dimension ⁇ 0 is defined here by the stop of the lower end face 33b of the valve needle 33, here referred to as the stop face, on the valve seat 34.
- the distance between the valve seat 34 and the upper end face 40a of the valve body 40 is also denoted by A in this embodiment.
- the dimension A reduced by the valve stroke h is referred to as the needle dimension B.
- FIG. 4 shows a variation of the configuration of the solenoid valve according to FIG. 3.
- the basic mode of operation of the solenoid valve 34 according to FIG. 4 corresponds to that of the solenoid valve according to FIG. 3.
- a cylindrical extension 43 of the valve needle 33 is formed below the height of the valve seat 34 (the extension adjoins the stop surface 33b).
- the end face 43a of this extension 43 projects beyond the lower end face 40b of the valve body 40 by a dimension h minus the stroke dimension h_v. It can also be seen that the end face 43a acts on a second spring 53. With this configuration, a so-called two-spring function can be implemented without adjustment.
- valve needle 33 When the valve needle 33 is moved from its fully open position (upper stroke position) in the direction of the closed position (downwards in FIG. 4) (by energizing the magnet assembly 31, 32), the valve needle can move against the force of the upper spring 39 until the end face 43a comes flush with the end face 40b of the valve body 40. In this position, the end face 43a of the valve needle 43 meets the lower spring 53 (or a plate 53a fastened on the spring 53), which expediently has a higher pretensioning force than the spring 39. This measure allows the valve needle to be held in an intermediate position or throttled position at a corresponding current level.
- the body dimension D (valve seat to the lower end face 40b of the valve body 40) is measured, and based on this dimension a grinding dimension E (valve seat to the end face 43a of the valve needle 33) is ground on the valve needle.
- the needle can thus move by the forward stroke h_v against the force of the upper spring.
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Magnetventil (1) mit einem Ventilkörper (2) und einer in diesem zwischen einer Öffnungs-und einer Schließposition bewegbaren Ventilnadel&comma (3); welche in einem Endbereich mit einem Anker (8) fest verbunden ist, wobei eine Stirnfläche (3a) der Ventilnadel (3) eine Stirnfläche (8a) des Ankers (8) um ein Maß einen Restluftspalt δ0 des Magnetventils (1) definierendes Maß überragt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils&period (1);
Description
Magnetventil und Verfahren zu seiner Herstellung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Magnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, insbesondere ein Kraftstoff-Einspritzventil , sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung .
Stand der Technik
Aus der DE 198 32 826 AI ist ein Kraftstoff -Einspritzventil bekannt. Derartige Ventile weisen stets einen sogenannten Restluftspalt zwischen einem Magnetanker und einer diesen beaufschlagenden Magnetbaugruppe auf. Ein derartiger
Restluftspalt ist beispielsweise wichtig, um zu verhindern, daß nach einem Abschalten eines Erregerstromes der Magnetanker aufgrund von Restmagnetismus an der Magnetbaugruppe haften bleibt und so zu einer längeren Öffnungsdauer des Ventils als gewünscht führt.
Zur Verwirklichung dieses sogenannten Restluftspaltes an Elektromagneten ist es beispielsweise bekannt, in die Magnetbaugruppe eingepresste Hülsen mit Überstehmaß zu
verwenden, die als Anschlag für einen Ventilkegel -Anker- Verband dienen können. Ein derart ausgebildetes Magnetventil ist beispielsweise aus der EP 0 571 003 A2 bekannt .
Es sind ferner Magnetjoche aus Pulververbundwerkstoffen mit einem großen Kunststoffanteil bekannt, bei denen derartige Hülsen integriert ausgebildet sind. Es erweist sich jedoch, daß die Einhaltung eines Überstehmaßes bei der Herstellung derartiger integrierter Magnetjochverbände ohne
Nachbearbeitung kaum möglich ist, wodurch der Aufwand zur Bereitstellung derartiger Magnetjochverbände relativ groß ist. Werden andererseits Hülsen als lose Bauteile verwendet, welche bei der Montage der Magentjochgruppe in ein entsprechendes Bauteil eingepresst werden, bedarf es der genauen Vorvermessung der Teile und der Berechnung eines Hülsen-Anschlagmaßes, welches in der Regel dann mittels Unterlegscheiben eingestellt wird. Auch bei derartigen Verfahren besteht eine Abhängigkeit von Einstelltoleranzen aufgrund des Einpressvorgangs (beispielsweise bedingt durch eine Federung des Pressverbandes) . Ferner sind Exemplarstreuungen zu berücksichtigen.
Auch sind Ankerplatten mit einem Überstehring bzw. -bund am Außendurchmesser bekannt. Es wird in diesem Zusammenhang beispielsweise noch einmal auf die DE 198 32 826 AI verwiesen. Ein derartiger Ring liegt beim Anschlag der Ankerplatte an dem Magnetjoch an diesem auf, so daß sich im Innern dieses Rings im Anschlag der Ankerplatte an einem Magnetjoch ein Restluftspalt bildet. Im Bereich des Ringes ist die Breite dieses Restluftspaltes jedoch gleich Null, so 'daß es an der Kontaktstelle zwischen Magnetjoch und Ring zu einem magnetischen Kurzschluss kommt, der die beiden
Bauteile mit hoher Kraft aneinander anzieht und sich ebenfalls nachteilig auf die sogenannte Ausschaltzeit auswirkt, wenn durch den Abbau des Magnetfeldes das Ventil betätigt wird. Ferner bedarf es bei dieser Ausführungsform härtbaren Werkstoffen, da der Anschlag des Ankers am Magnetjoch bei Schaltventilen relativ heftig erfolgt. Magnetkreisteile aus derartigen härtbarer Werkstoffe weisen jedoch schlechtere magnetische Eigenschaften auf als magnetisch schlussgeglühte Werkstoffe.
Schließlich sei auf sogenannte „gebaute" Ventilkegel -Anker- Verbände hingewiesen, bei denen lose Anker auf Ventilnadeln mittels Sicherungsscheiben formschlüssig miteinander verbunden sind. Derartige Ventilkegel -Anker-Verbände benötigen zum genauen Ausgleich von Fertigungstoleranzen der einzelnen Bauteile Hubeinstellscheiben mit genauer Abstufung untereinander, so daß Ventilhübe mit ausreichender Genauigkeit eingestellt werden können.
Die oben beschriebenen Mess- und Einstellvorgänge für die jeweiligen Magnetbaugruppen erfordern in der Regel Sonderarbeitsplätze und speziell geschultes Bedienungspersonal, wodurch die Herstellung der Magnetventile erheblich verteuert ist.
Ziel der Erfindung ist es, die Herstellungskosten für Magnetventile zu senken.
Dieses Ziel wird erreicht durch ein Magnetventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8.
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemaß wird gewahrleistet, daß Einzelteile eines Magnetventils wahrend der Fertigungsvorgange unter Aufwendung eines verhältnismäßig geringeren Mehraufwandes mit so geringen Toleranzen hergestellt werden können, daß auf nachtragliche Einstellungsarbeiten bzw. -prozesse vollständig verzichtet werden kann. Der Herstellungsprozess der erfmdungsgemaßen Magnetventile verbilligt sich dadurch betrachtlich.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteranspruche.
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform des erfindungs- gemaßen Magnetventils, für die gesondert um Schutz nachgesucht wird, ist ein Maß eines Restluftspaltes zwischen einer Stirnflache des Ankers und einer Stirnflache einer Magnetbaugruppe mittels eines Anschlags einer Anschlagflache der Ventilnadel an einem Ventilsitz definiert. Mit dieser Ausgestaltung ist ein preiswert und robust bauendes Magnetventil zur Verfugung gestellt.
Es ist bevorzugt, daß die Stirnflache der Ventilnadel in der Offnungs- oder der Schließposition des Magnetventils an einer amagnetischen Hülse einer Magnetbaugruppe anliegt. Mittels derartiger amagnetischer Hülsen sind Magnetventile in besonders robuster und stabiler Weise ausfuhrbar.
Zweckmaßigerweise schließt die amagnetische Hülse an ihrer die Ventilnadel beaufschlagenden Seite bundig mit der Magnetbaugruppe ab.
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform des erfindungsgemaßen Magnetventils ist eine Feder zur
Beaufschlagung der Ventilnadel in einer Richtung, die der
Wirkungsrichtung der Magnetbaugruppe bezüglich der Ventilnadel und des Ankers entgegengesetzt ist, vorgesehen. Mittels einer derartigen Feder kann in einfacher Weise die Ventilnadel bzw. der Anker in einem unbestromten Zustand der Magnetbaugruppe in eine Ausgangsposition zurückgeführt werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetventils sind Mittel zum Halten der Ventilnadel in einer Drosselposition zwischen der Öffnungsund der Schließposition vorgesehen.
Hierbei weisen die Mittel zweckmäßigerweise eine zweite Feder und einen insbesondere im Bereich eines Ventilnadelsitzes ausgebildeten Ventilnadelfortsatz auf. Durch geeignete Wahl der Federkonstanten dieser zweiten Feder bezüglich einer ebenfalls vorgesehenen ersten Feder ist es möglich, Drosselpositionen in einfacher und stabiler Weise einzustellen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Körpermaße und/oder Nadelmaße und/oder Ankermaße im Rahmen eines Paarungsschleifens festgestellt bzw. eingestellt. Ein derartiges Paarungsschleifen bietet ein relativ einfaches Verfahren, um die gewünschten Maße mit der geforderten Genauigkeit einzustellen.
Zweckmäßigerweise werden die Maße bzw. die durch diese definierten Größen Nadelhub bzw. Restluftspalt während eines Arbeitsvorgangs durch ein entsprechendes Abrichten einer Schleifscheibe eingestellt.
Zeichnungen
Bevorzugte Ausfuhrungsformen der Erfindung werden nun anhand der beigefugten Zeichnung im einzelnen erläutert. In dieser zeigt
Figur 1 eine seitliche Schnittansicht einer Ventilgruppe einer ersten bevorzugten Ausfuhrungsform des erfmdungsgemaßen Magnetventils,
Figur 2 m einer der Figur 1 entsprechenden Ansicht die Ventilgruppe in Wirkverbindung mit einer Magnetbaugruppe des erfmdungsgemaßen Magnetventils,
Figur 3 eine seitliche Schnittansicht einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform des erfmdungsgemaßen Magnetventils, und
Figur 4 eine Variante der Ausfuhrungsform gemäß Figur 3.
Figur 1 zeigt die Ventilgruppe einer bevorzugten Ausfuhrungsform eines Magnetventils, welche insgesamt mit 1 bezeichnet ist. Die Ventilgruppe 1 weist einen Ventilkorper 2 und eine Ventilnadel 3 auf. Die Ventilnadel 3 ist in einer Bohrung la des Ventilkorpers 1 im wesentlichen spielfrei zwischen einer offenen Position, und einer geschlossenen Position, der sie an einem Ventilsitz 4 anliegt, gefuhrt. In der geschlossenen Position sperrt die Ventilnadel 3 den Durchgang zwischen einer Hochdruckzuleitung 5 und einer Sitzbohrung 6. In der offenen Position ist beispielsweise ein in der Hochdruckzuleitung 5 befindlicher Kraftstoff die Sitzbohrung 6 einbringbar. In der geschlossenen Position erfolgt eine Sperrung der Hochdruckzuleitung 5 (und einer
mit dieser kommunizierenden, den unteren Bereich der Ventilnadel umgebenden Druckkammer 7) bezuglich der Sitzbohrung 6. Der Ventilsitz 4 weist auf einer Hohe H bezuglich der unteren Stirnflache des Ventilkorpers 2 einen Sitzdurchmesser D auf.
An der dem Ventilsitz 4 entgegengesetzten Seite ist die Ventilnadel 3 von einem Anker 8 umgeben. Der Anker 8 und die Ventilnadel 3 sind fest miteinander verbunden. Auf ihrer oberen Stirnflache 3a weist die Ventilnadel 3 einen als Druckbolzen bezeichneten Fortsatz 3b auf.
In der Figur 1 ist mit A ein Korpermaß des Ventilkorpers 2 bezeichnet, und zwar der Abstand von der oberen Stirnflache 2a zur Hohe H des Ventilsitzdurchmessers D. Ein Nadelmaß B erstreckt sich von der Stirnflache 3a der Ventilnadel 3 zur Hohe H des Ventilsitzdurchmessers D. Das Maß B ist gleich dem Maß A minus dem Betrag des gewünschten Nadelhubes h.
Eine Stirnflache 8a des die Ventilnadel 3 umgebenden Ankers 8 wird von der Stirnflache 3a der Ventilnadel 3 um das Maß δ0 überragt. Das Maß δ0 definiert hierbei den sogenannten Restluftspalt des Magnetventils.
Der obere Bereich der Ventilnadel 3 und der diesen Bereich umgebende Anker 8 sind in einer Ausnehmung lb des Ventilkorpers 2 eingebracht. Die Ausnehmung lb schließt sich hierbei unmittelbar an die Bohrung la an. Diese Ausnehmung lb ist beim Betrieb des Magnetventils, wie er im folgenden unter Bezugnahme auf Figur 2 weiter erläutert wird, üblicherweise zur Realisierung einer hydraulischen Dampfung mit einer Hydraulikflussigkeit geflutet.
In Figur 2 erkennt man eine auf die Ventilgruppe 1 der Figur 1 aufgesetzte Magnetbaugruppe, welche insgesamt mit 10 bezeichnet ist. Die Magnetbaugruppe weist einen Magnetkern 11 auf, welcher eine Spule 12 zum Erzeugen eines Magnetfeldes umfaßt. Der Magnetkern 11 ist mittels einer amagnetischen Hülse 13 armiert. Diese amagnetische Hülse 13 dient zur Verhinderung eines eventuellen magnetischen Kurzschlusses und tragt aufgrund ihrer gegenüber dem Magnetkern 11 erhöhten Materialfestigkeit zur Abstutzung des Magnetkerns bzw. Magnetj ochs 11 bei. Die amagnetische Hülse 13 liegt mit ihrer unteren Stirnflache 13a unmittelbar auf der oberen Stirnflache 2a des Ventilkorpers 2 auf .
Die Magnetbaugruppe 10 weist ferner eine innere Hülse 14 auf, welche zweckmaßigerweise ebenfalls aus einem amagnetischen Werkstoff hergestellt ist.
Die in die Magnetbaugruppe 10 eingepresste Hülse 14 ist derart geschliffen, daß sie bundig mit der Stirnflache 11a des MagnetJoches bzw. Magnetkerns 11 abschließt. Die Hülse 14 bildet den Hubanschlag für die Ventilnadel 3.
In der Darstellung der Figur 2 ist das Magnetventil in betätigtem Zustand dargestellt. Dies bedeutet, daß aufgrund von in der Magnetbaugruppe erzeugten Magnetkräften der Anker 8 und die mit diesem fest verbundene Ventilnadel 3 in ihrer oberen Anschlagposition sind, bei welcher die obere Stirnflache 3a der Ventilnadel unmittelbar an der unteren Stirnflache 14a der Hülse 14 anliegt. Man erkennt, daß in dieser Position zwischen der oberen Stirnflache 8a des Ankers 8 und der unteren Stirnflache 11a des Magnetkerns 11 bzw. der Spule 12 der RestluftSpalt der Breite δ0 verbleibt .
Wie bereits erwähnt ist zur Realisierung einer hydraulischen Dampfung in den Raum lb eine geeignete hydraulische Flüssigkeit, beispielsweise ein Hydraulikol oder Kraftstoff, eingebracht. Die Große des Restluftspaltes δ0 und die Art der hydraulischen Flüssigkeit werden hierbei so aufeinander abgestimmt, dass mittels des Restluftspaltes eine ausreichende Dampfung möglich ist, wobei zur Schnellbetätigung des Ventils eine zu große Saugwirkung aufgrund der in dem Restluftspalt verbleibenden hydraulischen Flüssigkeit zu vermeiden ist.
Nach Beendigung des betätigten Zustands sorgt eine Feder 15, welche in die Hülse 14 eingebracht ist, dafür, daß sich die Ventilnadel 3 in ihre untere Anschlagsposition bewegt, bei welcher die untere Stirnflache der Nadel 3 auf dem Ventilsitz 4 aufliegt (Fig. 1) .
Insgesamt ist somit, wie bereits erwähnt, der Restluftspalt δ0 definiert durch das Vorstehen der Stirnflache 3a der Ventilnadel 3 bezuglich der Stirnflache 8a des Ankers 8.
Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ventil handelt es sich um ein Ventil der sogenannten i-Bauart, womit nach innen sich öffnende, druckausgeglichene Ventile bezeichnet werden.
Im folgenden wird nun das erfindungsgemaße Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils am Beispiel des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Magnetventils erläutert.
Zunächst wird das Ventilkorpermaß A von einem Bezugsdurchmesser am Ventilsitz, vorzugsweise dem
Sitzdurchmesser D auf der Hohe H, bis zur Stirnflache 2a des Ventilkorpers gemessen. Dieses Maß A wird als Bezugsmaß für das Schleifen des Nadelmaßes B verwendet. Das Nadelmaß B ist, wie bereits erwähnt, gleich dem Maß A vermindert um den Betrag des gewünschten Nadelhubes h.
Es erweist sich als vorteilhaft, im Rahmen eines Paarungsschleifens durch Abrichten einer verwendeten Schleifscheibe die Maße h und δ0 im gleichen Arbeitsvorgang mit der nötigen Genauigkeit zu schleifen. Die so erzielbaren Vorteile sind in der Figur 2 unmittelbar ersichtlich: hier liegt, wie bereits erwähnt, die Stirnflache 3a der Ventilnadel 3 an der Hülse 14 an, wobei zwischen dem Anker 8 (bzw. dessen Stirnflache 8a) und der Stirnflache 11a des Magnetkerns 11 der Restluftspalt δ0 verbleibt. Zur Einstellung dieses Restluftspaltes δ0 werden also keinerlei Zusatzelemente, wie etwa Einstellscheiben, benotigt. Das Maß vom Ventilsitz bis zu der Stirnflache 8a des Ankers 8 ist in Fig. 1 mit C bezeichnet, wobei C gleich ist dem Maß B vermindert um die Breite δ0 des Restluftspaltes .
Oben wurde beschrieben, wie zunächst das Maß A gemessen wird und das Maß B relativ zu dem Maß A durch entsprechendes Schleifen der Ventilnadel 3 eingestellt wird. Es ist ebenfalls möglich, zunächst das Maß B an der Nadel zu messen bzw. durch Schleifen einzustellen, und anschließend relativ hierzu das Maß A durch Schleifen der Stirnflache 2a des Ventilkorpers 2 herzustellen.
Die obige Beschreibung bezog sich (beispielhaft) auf nach innen öffnende, druckausgeglichene Ventile.
In den Figuren 3 und 4 sind weitere Ausführungsformen von Magnetventilen dargestellt, welche ebenfalls mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar sind. Die in den Figuren 3 und 4 dargestellten Magnetventile unterscheiden sich von dem oben dargestellten Magnetventil dadurch, daß die Wirkung des Magnetkerns 31 bzw. der in diesem ausgebildeten Spule 32 umgekehrt ist. Dies bedeutet, daß ein Stromaufbau in der Magnetbaugruppe 31, 32, durch welchen der Anker 38 und die mit diesem fest verbundene Ventilnadel 33 an die Magnetbaugruppe herangezogen wird, eine Schließung des Ventils im Bereich der Hochdruckkammer 37 bzw. des Ventilsitzes 34 bewirkt. In der offenen Position des Magnetventils, d.h. bei unbestromter Magnetbaugruppe 31, 32, wird die Ventilnadel 33 mittels einer Feder 39 in eine obere Anschlagposition gedrückt. Die Bestromung der Magnetbaugruppe bewirkt eine zur Federkraft entgegengesetzte Kraft. Auch bei dieser Ausführungsform überragt die der Stirnfläche 31a der Magnetbaugruppe 31, 32 zugekehrte Stirnfläche 38a des Ankers 38 jene der Magnetgruppe um das Maß δ0, wodurch auch hier der
Restluftspalt gegeben ist. Das Maß δ0 ist hier durch den Anschlag der unteren Stirnfläche 33b der Ventilnadel 33, hier als Anschlagfläche bezeichnet, an dem Ventilsitz 34 definiert .
Man erkennt, daß auch in dieser Ausführungsform der Abstand zwischen dem Ventilsitz 34 und der oberen Stirnfläche 40a des Ventilkörpers 40 mit A bezeichnet ist. Entsprechend ist das um den Ventilhub h verminderte Maß A als Nadelmaß B bezeichnet. Die Bereitstellung des Restluftspaltes der
Breite δ0 erfolgt zweckmäßigerweise unter weiterer Einbeziehung der Maße C (Ventilnadelsitz zur Ankerstirnfläche 38a) und T (Stirnfläche des Magnetkerns 31
zu Stirnfläche 40a des Ventilkörpers 40) . Ferner ist mit F der Abstand vom Ventilsitz zu der MagnetkopfStirnfläche 31a bezeichnet. Im übrigen gelten die Beziehungen C=A-T+δ0 und
C=F+δ0.
In Figur 4 ist eine Variation der Ausgestaltung des Magnetventils gemäß Figur 3 dargestellt. Die grundsätzliche Funktionsweise des Magnetventils 34 gemäß Figur 4 entspricht derjenigen des Magnetventils gemäß Figur 3. Man erkennt jedoch einen unterhalb der Höhe des Ventilsitzes 34 ausgebildeten zylindrischen Fortsatz 43 der Ventilnadel 33 (der Fortsatz schließt sich an die Anschlagfläche 33b an) . In der in Figur 4 dargestellten geschlossenen Stellung des Ventils überragt die Stirnfläche 43a dieses Fortsatzes 43 die untere Stirnfläche 40b des Ventilkörpers 40 um ein Maß h minus Vorhubmaß h_v. Man erkennt ferner, daß die Stirnfläche 43a hierbei eine zweite Feder 53 beaufschlagt. Mit dieser Ausgestaltung ist eine sogenannte Zweifederfunktion einstellungsfrei realisierbar. Wenn die Ventilnadel 33 aus ihrer vollständig geöffneten Stellung (obere Hubposition) in Richtung der Schließstellung (in Fig. 4 also nach unten) bewegt wird (durch Bestromung der Magnetbaugruppe 31, 32), kann sich die Ventilnadel gegen die Kraft der oberen Feder 39 bewegen, bis die Stirnfläche 43a in bündige Anordnung mit der Stirnfläche 40b des Ventilkörpers 40 kommt. In dieser Position trifft die Stirnfläche 43a der Ventilnadel 43 auf die untere Feder 53 (bzw. auf eine auf der Feder 53 befestigte Platte 53a) , welche zweckmäßigerweise eine höhere Vorspannkraft als die Feder 39 aufweist. Durch diese Maßnahme lässt sich die Ventilnadel in einer Zwischenstellung bzw. gedrosselten Stellung bei entsprechendem Stromniveau halten. Erst bei entsprechend stärkerer Bestromung der Spule 32 kommt es zu
einem maximalen Niederdrücken der Feder 53, so daß die Ventilnadel am Ventilsitz 50 anliegt und das Ventil vollständig verschließt. In dieser Position ragt dann die Stirnfläche 43a der Ventilnadel 43 um das Maß h-h_v über der Stirnfläche 40b des Ventilkörpers 40 vor.
Zur Herstellung eines derartigen Ventils wird das Körpermaß D (Ventilsitz zu unterer Stirnfläche 40b des Ventilkörpers 40) vermessen, und ausgehend von diesem Maß ein Schleifmaß E (Ventilsitz zu Stirnfläche 43a der Ventilnadel 33) an der Ventilnadel geschliffen. Somit kann sich die Nadel um den Vorhub h_v gegen die Kraft der oberen Feder bewegen. Es gilt hierbei die Beziehung D = E-h+h_v oder E = D+h-h_v.
Claims
1. Magnetventil mit einem Ventilkörper (2) und einer in diesem zwischen einer Offnungs- und einer Schließposition bewegbaren Ventilnadel (3), welche in einem Endbereich mit einem Anker (8) fest verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Stirnfläche bzw. Schulterfläche (3a) der
Ventilnadel (3) eine Stirnfläche (8a) des Ankers (8) um ein einen Restluftspalt des Magnetventils definierendes Maß δ0 überragt .
2. Magnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Maß δ0 eines Restluftspaltes zwischen einer Stirnfläche (38a) des Ankers und einer Stirnfläche (31a) einer Magnetbaugruppe (31, 32) mittels eines Anschlags einer Anschlagfläche (33b) der Ventilnadel an einem Ventilsitz (34) definiert ist.
3. Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (3a) der Ventilnadel (3) in der Offnungs- oder der Schließposition des Magnetventils an einer amagnetischen Hülse (14) einer Magnetbaugruppe (11, 12) anliegt.
4. Magnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die amagnetische Hülse (14) an ihrer die Ventilnadel beaufschlagenden Seite bundig mit der Magnetbaugruppe (11, 12) abschließt.
5. Magnetventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Feder (15; 39) zur Beaufschlagung der Ventilnadel (3; 33) in einer Richtung, die der Wirkungsrichtung der Magnetbaugruppe bezuglich der Ventilnadel und des Ankers entgegengesetzt ist.
6. Magnetventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel (43, 43a, 53) zum Halten der Ventilnadel (33) in einer Drosselposition zwischen der Offnungs- und der Schließposition.
7. Magnetventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Halten der Ventilnadel in einer Drosselposition eine zweite Feder (53) und einen insbesondere im Bereich eines Ventilnadelsitzes ausgebildeten Ventilnadelfortsatz (43) umfassen.
8. Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils, insbesondere eines Magnetventils nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit folgenden Schritten:
Feststellung eines Korpermaßes A des Ventilkorpers in einer Bewegungsrichtung einer in dem Ventilkorper zwischen einer Offnungs- und einer Schließposition bewegbaren Ventilnadel, insbesondere von einem Bezugsdurchmesser an einem Ventilsitz, vorzugsweise dem Sitzdurchmesser, bis zu einer Stirnflache des Ventilkorpers, Einstellung eines Nadelmaßes B an der Ventilnadel, welches vorzugsweise gleich dem Maß A vermindert um einen einstellbaren Ventilnadelhub ist, unter Verwendung des Maßes A als Bezugsmaß, und - Einstellung eines Ankermaßes C an einem mit der Ventilnadel fest verbundenen Magnetanker in Bewegungsrichtung der Ventilnadel relativ zu dem Nadelmaß B oder einem anderen geeigneten Nadelmaß F derart, dass die Differenz zwischen dem Ankermaß C und dem Nadelmaß B bzw. dem Nadelmaß F einen
Restluftspalt der Breite δ0 definiert.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Maße A, B, C und/oder F im Rahmen eines Paarungsschleifens festgestellt bzw. eingestellt werden.
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