WO2013092461A1 - Magnetbaugruppe mit einer restluftspaltscheibe für ein magnetventil, magnetventil sowie verfahren zur herstellung einer restluftspaltscheibe - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a magnet assembly for a solenoid valve for actuating fuel!
  • a magnet assembly comprises a residual air gap disk for forming a stroke stop for a liftable armature.
  • the invention furthermore relates to a method for producing a residual air gap disk for a magnet assembly according to the invention and to a magnet valve having such a magnet assembly.
  • the published patent application DE 10 2008 040 073 A1 describes a solenoid valve for controlling the fuel pressure in a control chamber of an injection valve with a magnet assembly which comprises a magnet coil, a magnetic core and a liftable armature. Between the magnetic core and the armature, a residual air gap disk made of an amagnetic material is arranged as a stroke stop for the armature.
  • the published patent application DE 10 2009 003 213 A1 furthermore discloses a residual air gap disk for a magnet assembly for actuating a fuel injector, which is produced from a ferromagnetic or non-magnetic material, for example a metallic foil, and has a simple geometry.
  • the arranged between the magnetic core and the armature residual air gap plate causes an attenuation of the armature stop and thus counteracts unwanted bouncing of the armature.
  • the residual Air gap disc may be arranged between the inner pole or the outer pole of the magnetic core and the armature. The distance between the magnetic core and the armature minus the thickness of the residual air gap disc indicates the maximum armature stroke.
  • the contact of the stop surfaces with the fuel can lead to the formation of deposits, which change the armature stroke and thus lead to a different opening and closing behavior of the fuel injector.
  • the formation of deposits is conditioned by aging or the reduced oxidation stability of the fuel.
  • Zinc or sodium in the fuel for example, can lead to the formation of aging polymers and metal soaps, which deposit on the surfaces.
  • additives, such as detergents, which actually serve to stabilize the biofuels can promote deposit formation.
  • an increased temperature contributes to the formation of deposits.
  • a magnet assembly for a solenoid valve is to be specified, in which the aforementioned problems do not occur or at least to a significantly reduced extent.
  • a magnet assembly with the features of claim 1 is proposed.
  • Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
  • the object is further achieved by a solenoid valve having the features of claim 7.
  • a method for producing a residual air gap disc for a magnet assembly according to the invention is proposed.
  • the proposed for a solenoid valve for actuating fuel injectors magnetic assembly comprises a magnetic coil and an inner pole and an outer pole having magnetic core. Furthermore, the magnet assembly comprises a cooperating with the solenoid liftable armature and one between the armature and the magnetic core arranged residual air gap disc to form a stroke stop.
  • the residual air gap disk is made of covering-repellent plastic or contains such. The covering-repellent plastic contributes to the fact that on the surfaces of the residual air gap disc, in particular at the stop or contact surfaces of the residual air gap disc with the armature and / or the magnetic core, does not or at least to a significantly reduced extent to form undesirable deposits through which the Anchor stroke could be influenced or changed.
  • a solenoid valve for actuating a fuel! Njektors supports the magnetic assembly according to the invention a constant opening and closing behavior of the fuel! njektors.
  • the coating-repellent plastic is or contains a silicone or a polyfluorinated hydrocarbon polymer, in particular polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • Such plastics have a very low surface tension, so that they have a coating repellent effect.
  • PTFE is very inert, so that surfaces formed therefrom are also protected against aggressive substances.
  • the coating-repellent plastic nanoscale aggregates lead to a roughness of the surfaces, which also counteracts a deposit formation.
  • the thickness of the residual air gap disc is adapted to the requirements of the respective material.
  • the residual air gap disc has a thickness of less than 80 ⁇ m, more preferably less than 50 ⁇ m.
  • a reinforcement in particular a metal grid, be embedded in the material of the residual air gap disk.
  • the reinforcement increases the robustness of the residual air gap disc.
  • the reinforcement counteracts an undesired deformation of the residual air gap disk, which likewise could influence or change the armature stroke.
  • Such a reinforcement has an advantageous effect, in particular with very thin residual air gap disks.
  • a method for producing a residual air gap disk of a magnet assembly according to the invention is proposed. In this method, a metal mesh is coated with a coating-repellent plastic and then cured the plastic. In this way it is possible to produce very thin and at the same time robust, in particular dimensionally stable, residual air gap disks.
  • a solenoid valve for actuating fuel injectors with a magnetic assembly according to the invention is also proposed.
  • the magnet assembly according to the invention contributes to a constant opening and closing behavior of the fuel! njektors at.
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal section through a solenoid valve with a magnetic assembly according to the invention.
  • Fig. 2 is a plan view of the residual air gap disk of the magnet assembly of Fig. 1. Detailed Description of the Drawings
  • the magnet assembly 7 according to the invention shown in FIG. 1 comprises a magnetic core 4, which forms an annular inner pole 2 and an annular outer pole 3. Between the inner pole 2 and the outer pole 3, a magnetic coil 1 is arranged. The solenoid coil 1 cooperates with a liftable armature 5, which is guided via an anchor bolt 8. The anchor bolt 8 passes through a central bore 9 of the magnetic core 4, in which further a supported on the anchor bolt 8 compression spring 10 is received for returning the armature 5. The outer pole 3 of the magnetic core 4 is surrounded by a housing part 11.
  • the residual air gap disk 6 is in the present case made of a covering-repellent plastic.
  • the lining-repellent plastic contains In addition, nanoscale additives, which leads to a surface roughness of the residual air gap disc 6, which also acts as a repellent coating.
  • this has three kidney-shaped recesses 12, which serve as throughflow openings. Number, shape and position of the recesses 12 may vary, so that the illustrated in Fig. 2 specific embodiment of the residual air gap disc 6 is only an example.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Magnetbaugruppe für ein Magnetventil zur Betätigung von Kraftstoffinjektoren umfassend eine Magnetspule (1) sowie einen Innenpol (2) und einen Außenpol (3) aufweisenden Magnetkern (4), ferner umfassend einen mit der Magnetspule (1) zusammenwirkenden hubbeweglichen Anker (5) sowie eine zwischen dem Anker (5) und dem Magnetkern (4) angeordnete Restluftspaltscheibe (6) zur Ausbildung eines Hubanschlags. Erfindungsgemäß ist die Restluftspaltscheibe (6) aus belagabweisendem Kunststoff hergestellt oder enthält einen solchen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Restluftspaltscheibe (6) für eine erfindungsgemäße Magnetbaugruppe (7) sowie ein Magnetventil mit einer solchen Magnetbaugruppe (7).

Description

Beschreibung Titel
Magnetbaugruppe mit einer Restluftspaltscheibe für ein Magnetventil, Magnetventil sowie Verfahren zur Herstellung einer Restluftspaltscheibe
Die Erfindung betrifft eine Magnetbaugruppe für ein Magnetventil zur Betätigung von Kraftstoff! njektoren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Eine solche Magnetbaugruppe umfasst eine Restluftspaltscheibe zur Ausbildung eines Hubanschlags für einen hubbeweglichen Anker. Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Restluftspaltscheibe für eine erfindungsgemäße Magnetbaugruppe sowie ein Magnetventil mit einer solchen Magnetbaugruppe.
Stand der Technik
Die Offenlegungsschrift DE 10 2008 040 073 AI beschreibt ein Magnetventil zur Steuerung des Kraftstoffdrucks in einem Steuerraum eines Einspritzventils mit einer Magnetbaugruppe, welche eine Magnetspule, einen Magnetkern und einen hubbeweglichen Anker umfasst. Zwischen dem Magnetkern und dem Anker ist eine Restluftspaltscheibe aus einem amagnetischen Material als Hubanschlag für den Anker angeordnet.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2009 003 213 AI geht ferner eine Restluftspaltscheibe für eine Magnetbaugruppe zur Betätigung eines Kraftstoffinjektors hervor, welche aus einem ferromagnetischen oder nicht-magnetischen Material, beispielsweise einer metallischen Folie, hergestellt ist und eine einfache Geometrie besitzt.
Die zwischen dem Magnetkern und dem Anker angeordnete Restluftspaltscheibe bewirkt eine Dämpfung des Ankeranschlags und wirkt somit unerwünschten Prellvorgängen des Ankers entgegen. In Abhängigkeit von der konkreten Ausgestaltung der Rest- luftspaltscheibe kann diese zwischen dem Innenpol oder dem Außenpol des Magnetkerns und dem Anker angeordnet sein. Der Abstand zwischen Magnetkern und Anker abzüglich der Dicke der Restluftspaltscheibe gibt den maximalen Ankerhub an.
Bei Einsatz einer solchen Magnetbaugruppe in einem Magnetventil zur Betätigung eines Kraftstoffinjektors kann der Kontakt der Anschlagflächen mit dem Kraftstoff dazu führen, dass sich Beläge ausbilden, welche den Ankerhub verändern und auf diese Weise zu einem abweichenden Öffnungs- und Schließverhalten des Kraftstoffinjektors führen. In der Regel ist die Belagbildung durch die Alterung bzw. die verminderte Oxi- dationsstabilität des Kraftstoffs bedingt. Zink- oder Natriumanteile im Kraftstoff können beispielsweise zur Ausbildung von Alterungspolymeren und Metallseifen führen, die sich an den Oberflächen ablagern. Durch die zunehmende Beimischung von Biokraftstoff zum Dieselkraftstoff kann es zudem vermehrt zu Ablagerungen kommen. Insbesondere können Additive, wie beispielsweise Detergenzien, die eigentlich der Stabilisierung der Biokraftstoffe dienen, eine Belagbildung fördern. Ferner trägt eine erhöhte Temperatur zur Belagbildung bei.
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik soll eine Magnetbaugruppe für ein Magnetventil angegeben werden, bei welcher die vorstehend genannten Probleme nicht oder zumindest in deutlich vermindertem Maße auftreten.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Magnetbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Magnetventil mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung einer Restluftspaltscheibe für eine erfindungsgemäße Magnetbaugruppe vorgeschlagen.
Offenbarung der Erfindung
Die für ein Magnetventil zur Betätigung von Kraftstoffinjektoren vorgeschlagene Magnetbaugruppe umfasst eine Magnetspule sowie einen Innenpol und einen Außenpol aufweisenden Magnetkern. Ferner umfasst die Magnetbaugruppe einen mit der Magnetspule zusammenwirkenden hubbeweglichen Anker sowie eine zwischen dem Anker und dem Magnetkern angeordnete Restluftspaltscheibe zur Ausbildung eines Hubanschlags. Erfindungsgemäß ist die Restluftspaltscheibe aus belagabweisendem Kunststoff hergestellt oder enthält einen solchen. Der belagabweisende Kunststoff trägt dazu bei, dass es an den Oberflächen der Restluftspaltscheibe, insbesondere an den Anschlag- bzw. Kontaktflächen der Restluftspaltscheibe mit dem Anker und/oder dem Magnetkern, nicht oder zumindest in deutlich vermindertem Maße zur Ausbildung unerwünschter Beläge kommt, durch welche der Ankerhub beeinflusst bzw. verändert werden könnte. Vorzugsweise bestehen daher zumindest die Anschlag- bzw. Kontaktflächen der Restluftspaltscheibe mit dem Anker und/oder dem Magnetkern aus belagabweisendem Kunststoff. In einem Magnetventil zur Betätigung eines Kraftstoff! njektors unterstützt die erfindungsgemäße Magnetbaugruppe ein gleich bleibendes Öffnungsund Schließverhalten des Kraftstoff! njektors.
Vorzugsweise ist oder enthält der belagabweisende Kunststoff ein Silikon oder ein po- lyflouriertes Kohlenwasserstoff polymer, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE). Derartige Kunststoffe weisen eine sehr niedrige Oberflächenspannung auf, so dass sie belagabweisend wirken. PTFE ist darüber hinaus sehr reaktionsträge, so dass hieraus ausgebildete Oberflächen zudem vor aggressiven Substanzen geschützt sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der belagabweisende Kunststoff nanoskalige Zuschläge. Die nanoskaligen Zuschläge führen zu einer Rauhigkeit der Oberflächen, welche ebenfalls einer Belagbildung entgegen wirkt.
Die Dicke der Restluftspaltscheibe wird den Erfordernissen des jeweiligen Werkstoffs angepasst. Vorzugsweise besitzt die Restluftspaltscheibe eine Dicke von weniger als 80 μηι, weiterhin vorzugsweise von weniger als 50 μηι.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass in den Werkstoff der Restluftspaltscheibe eine Armierung, insbesondere ein Metallgitter, eingebettet ist. Durch die Armierung wird die Robustheit der Restluftspaltscheibe erhöht. Insbesondere wirkt die Armierung einer unerwünschten Verformung der Restluftspaltscheibe entgegen, welche ebenfalls den Ankerhub beeinflussen bzw. verändern könnte. Eine solche Armierung wirkt sich insbesondere bei sehr dünnen Restluftspaltscheiben als vorteilhaft aus. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung einer Restluftspaltscheibe einer erfindungsgemäßen Magnetbaugruppe vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren wird ein Metallgitter mit einem belagabweisenden Kunststoff umspritzt und der Kunststoff anschließend ausgehärtet. Auf diese Weise lassen sich sehr dünne und zugleich robuste, insbesondere formsteife, Restluftspaltscheiben herstellen.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird ferner ein Magnetventil zur Betätigung von Kraftstoffinjektoren mit einer erfindungsgemäßen Magnetbaugruppe vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Magnetbaugruppe trägt zu einem gleich bleibendem Öffnungs- und Schließverhalten des Kraftstoff! njektors bei.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein Magnetventil mit einer erfindungsgemäßen Magnetbaugruppe und
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Restluftspaltscheibe der Magnetbaugruppe der Fig. 1. Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die in der Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Magnetbaugruppe 7 umfasst einen Magnetkern 4, welcher einen ringförmigen Innenpol 2 und einen ringförmigen Außenpol 3 ausbildet. Zwischen dem Innenpol 2 und dem Außenpol 3 ist eine Magnetspule 1 angeordnet. Die Magnetspule 1 wirkt mit einem hubbeweglichen Anker 5 zusammen, welcher über einen Ankerbolzen 8 geführt ist. Der Ankerbolzen 8 durchsetzt eine zentrale Bohrung 9 des Magnetkerns 4, in welcher ferner eine am Ankerbolzen 8 abgestützte Druckfeder 10 zur Rückstellung des Ankers 5 aufgenommen ist. Der Außenpol 3 des Magnetkerns 4 ist von einem Gehäuseteil 11 umgeben.
Am Außenpol 3 des Magnetkerns 4 liegt eine Restluftspaltscheibe 6 an, welche der Ausbildung eines Hubanschlags dient. Die Restluftspaltscheibe 6 ist vorliegend aus einem belagabweisenden Kunststoff hergestellt. Der belagabweisende Kunststoff enthält zudem nanoskalige Zuschläge, welche zu einer Oberflächenrauhigkeit der Restluftspaltscheibe 6 führt, die ebenfalls belagabweisend wirkt.
Wie der in der Fig. 2 dargestellten Draufsicht auf die Restluftspaltscheibe 6 der Magnetbaugruppe 7 zu entnehmen ist, weist diese drei nierenförmige Ausnehmungen 12 auf, welche als Durchströmöffnungen dienen. Anzahl, Form und Lage der Ausnehmungen 12 können variieren, so dass die in der Fig. 2 dargestellte konkrete Ausgestaltung der Restluftspaltscheibe 6 nur beispielhaft ist.

Claims

Patentansprüche
1. Magnetbaugruppe für ein Magnetventil zur Betätigung von Kraftstoffinjektoren umfassend eine Magnetspule (1) sowie einen Innenpol (2) und einen Außenpol (3) aufweisenden Magnetkern (4), ferner umfassend einen mit der Magnetspule (1) zusammenwirkenden hubbeweglichen Anker (5) sowie eine zwischen dem Anker (5) und dem Magnetkern (4) angeordnete Restluftspaltscheibe (6) zur Ausbildung eines Hubanschlags,
dadurch gekennzeichnet, dass die Restluftspaltscheibe (6) aus belagabweisendem Kunststoff hergestellt ist oder einen solchen enthält.
2. Magnetbaugruppe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der belagabweisende Kunststoff ein Silikon oder ein polyflouriertes Kohlenwasserstoffpolymer ist oder enthält.
3. Magnetbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der belagabweisende Kunststoff nanoskalige Zuschläge enthält.
4. Magnetbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Restluftspaltscheibe (6) eine Dicke von weniger als 80 μηι, vorzugsweise von weniger als 50 μηι, besitzt.
5. Magnetbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in den Werkstoff der Restluftspaltscheibe (6) eine Armierung, insbesondere ein Metallgitter, eingebettet ist. Verfahren zur Herstellung einer Restluftspaltscheibe (6) einer Magnetbaugruppe (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallgitter mit einem belagabweisenden Kunststoff umspritzt und der Kunststoff anschließend ausgehärtet wird.
Magnetventil zur Betätigung von Kraftstoffinjektoren mit einer Magnetbaugruppe (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
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