DE4108758C2

DE4108758C2 - Magnetventil für eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE4108758C2
Application number: DE19914108758
Authority: DE
Inventors: Karl Wuebbeke
Original assignee: Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 1991-03-18
Filing date: 1991-03-18
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2011-03-19
Also published as: EP0504806A3; DE4108758A1; EP0504806A2

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

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.