EP1059646A1 - Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung - Google Patents

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EP1059646A1
EP1059646A1 EP00109838A EP00109838A EP1059646A1 EP 1059646 A1 EP1059646 A1 EP 1059646A1 EP 00109838 A EP00109838 A EP 00109838A EP 00109838 A EP00109838 A EP 00109838A EP 1059646 A1 EP1059646 A1 EP 1059646A1
Authority
EP
European Patent Office
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yoke
yoke parts
actuator
parts
actuator according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00109838A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kurt Maute
Christoph Müller
Steffen Walter
Matthias Gramann
Michael Nagel
Wolfgang Thiel
Rudolf Wilczek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daimler AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/081—Magnetic constructions
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    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F2007/1676—Means for avoiding or reducing eddy currents in the magnetic circuit, e.g. radial slots

Definitions

  • the invention relates to an actuator for electromagnetic valve control with two electromagnets, between which an armature plate oscillates with at least one plunger, and which each consist of a yoke with a coil window and an excitation coil.
  • An actuator for electromagnetic valve control essentially consists of the opening magnet and the closing magnet, which are separated from one another by at least one component made of a non-ferromagnetic material. This component can be formed, for example, by a housing part.
  • the armature plate made of a ferromagnetic material, which is moved in the respective direction by energizing the excitation coil of the opening magnet or the excitation coil of the closing magnet.
  • the yoke of the opening magnet has a bushing for a valve tappet, which transmits the forces acting on the armature plate to at least one gas exchange valve.
  • the actuator can, for example, be designed such that the actuator spring is arranged on the side of the actuator opposite the gas exchange valve on the outside of the closing magnet.
  • a spring tappet having an actuator spring plate is arranged in the extension of the valve tappet and is supported by a bushing in the yoke of the closer magnet.
  • the yoke of the closer magnet has a shape that surrounds the passage of the spring plunger and forms a wall, in which an internal thread is incorporated.
  • a screw cap is screwed into the internal thread of the wall, which together with the wall forms a cavity in which the actuator spring resting on the actuator spring plate is arranged. By turning the screw cap, the preload of the actuator spring can be changed, whereby the rest position of the anchor plate can be adjusted.
  • An actuator forms a functional unit with a gas exchange valve Gas exchange valve, corresponding to a conventional cylinder head with camshafts, by means of a valve spring and a valve spring plate in the valve seat of the Cylinder head is pulled.
  • the functional unit is the anchor plate in the middle between the Opening magnet and the closing magnet, the valve spring and the actuator spring are biased.
  • the valve plate of the gas exchange valve is located in the Middle position between the valve seat of the cylinder head, at which the gas exchange valve is closed, and the position in which the gas exchange valve is opened to the maximum is.
  • US Pat. No. 4,715,331 proposes the yoke of the electromagnets corresponding to the iron core of a transformer to assemble from soft magnetic sheets.
  • the invention has for its object an actuator for electromagnetic Valve control with two electromagnets, each consisting of a yoke with a Coil window and an excitation coil exist to indicate the eddy currents are effectively suppressed in the yoke of the electromagnet and in which the Apply the necessary mechanical strength to the yokes.
  • the at least two solid yoke parts are shaped so that the surfaces of the interconnected at least two massive yoke parts avoiding eddy currents Form slots.
  • the eddy currents avoiding slots do not need to be used be arranged parallel to each other.
  • Connecting the at least two solid yoke parts contacting surfaces have the connection supporting surface.
  • the at least two solid yoke parts of the respective yoke can be welded be connected.
  • the welded connection is arranged so that the surfaces to be connected the at least two solid yoke parts one in the at least two yoke parts flow current against a high ohmic resistance.
  • a weld in the manner of at least one edge of the joint two yoke parts are applied that between the at least two yoke parts a short distance remains.
  • the at least two solid yoke parts of the respective yoke be connected to each other by gluing.
  • the adhesive for connecting the yoke parts is high has ohmic resistance.
  • An epoxy resin can be used as an adhesive, to which an electrically insulating Filler is added.
  • the actuator according to the invention for electromagnetic valve control effectively suppresses the generation of eddy currents in the yoke of the electromagnets, the holes provide the necessary mechanical strength.
  • the actuator for electromagnetic valve control with two Electromagnets each consisting of a yoke with a coil window and one Excitation coil exist in connection with two exemplary embodiments shown and explained with three figures.
  • FIG. 1 shows an actuator 1 for electromagnetic valve control in internal combustion engines, which essentially consists of two electromagnets, the closing magnet 2 and the opening magnet 3.
  • the electromagnets each consist of the yoke with the coil window 2.2, 3.2 and the excitation coil 2.3, 3.3 used in the coil window 2.2, 3.2.
  • the yoke of the closing magnet 2 and the yoke of the opening magnet 3 are composed of a plurality of yoke parts 2.1, 3.1, which are connected to one another for example by gluing or by welding.
  • the electromagnets are separated from each other by two spacers 4 made of a non-ferromagnetic material.
  • the armature plate 5 oscillates, on which the valve tappet 6 is fastened, which transmits the forces acting on the armature plate 5 via a passage in the yoke of the opening magnet 3 to a gas exchange valve.
  • a circular shape is formed around the passage in the yoke of the opening magnet, which serves as a connecting cable to the cylinder head of the internal combustion engine.
  • the yoke of the closing magnet 2 and the yoke of the opening magnet 3 are connected to one another by two cap screws (not shown) which have a hexagon socket.
  • the countersunk screws countersunk in the yoke of the closing magnet 2 are guided parallel to the valve axis, through the spacers 4 and into the yoke of the opening magnet 3 which has the counter threads of the cap screws.
  • the actuator spring 7.2 is located in a radially symmetrical design of the yoke of the closing magnet 2 which is formed around the passage of the spring plunger 7.1 and forms a wall.
  • the inside of the wall has a thread into which a screw cap 9 is screwed. The prestressing of the actuator spring 7.2 and the valve spring (not shown) can be changed by means of the screw cap 9.
  • the yokes are each divided in such a way that the wall-forming configuration of the yoke of the closing magnet 2 and the connection-forming configuration of the yoke of the opening magnet 3 together with an approximately six millimeter-thick plane-parallel disk of the yoke form a base part 2.4, 3.4.
  • the yoke parts 2.1, 3.1 which are connected to one another and form the coil window 2.2, 3.2, are applied to this base part 2.4, 3.4.
  • the formation of the approximately six millimeter thick disc of the base part 2.4, 3.4 serves to increase the mechanical stability of the yokes. With a high-strength connection of the yoke parts 2.1, 3.1, there is no need to form the base part 2.4, 3.4.
  • the slots 10 formed between the yoke parts 2.1, 3.1 have an effect on the formation against eddy currents corresponding to high resistance. By the suppression of eddy currents also increases power consumption Operation of the actuator 1 by up to 20%. The cooling must also be correspondingly lower an actuator.
  • FIGS. 2.1 to 2.5 each show the yoke of the opening magnet 3, the yokes in a different number of differently shaped yoke parts 3.1 are divided.
  • the yoke of the closing magnet 2 and the yoke of the opening magnet 3 of an actuator can suit their different tasks differently divided yoke parts 2.1, 3.1 be composed.
  • FIG. 2.1 shows a yoke that is divided in the axes of symmetry of the yoke, the 4 yoke parts 3.1 that are formed being shaped identically.
  • the division of the yoke also extends through the passage for the guide sleeve 12 of the valve lifter.
  • the guide sleeve does not need to be driven into the recess, but is inserted into the recess before connecting the yoke parts 3.1 and, if necessary, connected to the yoke parts.
  • the division runs through the bores 8, it must be ensured that no excessive shear forces act on the connection of the yoke parts 3.1 of the longitudinal axis via the cap screws passed through the bore 8 for fastening the actuator to the cylinder head.
  • FIG. 2.2 shows a yoke which consists of 4 yoke parts 3.1, 2 ⁇ 2 yoke parts 3.1 being shaped identically. It was avoided to pass the division of the yoke through the holes 8.
  • the guide sleeve 12 is held by only 2 yoke parts in this embodiment.
  • FIG. 2.3 shows a yoke which consists of 6 yoke parts 3.1, 3 ⁇ 2 yoke parts 3.1 being shaped identically. Accordingly, there are more high-resistance slots 10 opposing the formation of eddy currents.
  • the bores 8 likewise do not run through a slot 10 formed by yoke parts 3.1.
  • the guide sleeve 12 is held by all 6 yoke parts 2.1.
  • FIG. 2.4 shows a yoke that consists of 7 yoke parts 3.1, a yoke part 3.1 forming the central part of the actuator 1 that has the recess.
  • the 6 further yoke parts 3.1 are all also connected to the middle part.
  • the middle part can be made so small that it only surrounds the passage of the guide sleeve 12.
  • the central part can optionally be round and do not form an outer surface of the yoke. Since eddy currents preferably flow in the edge region of the coil windows 2.2, 3.2, the effect of the slots 10 which suppresses the eddy currents is not impaired by the central part.
  • FIG. a yoke that consists of 7 yoke parts 3.1, a yoke part 3.1 forming the central part of the actuator 1 that has the recess.
  • the 6 further yoke parts 3.1 are all also connected to the middle part.
  • the middle part can be made so small that it only surrounds the passage of
  • 2.5 shows a three-dimensional representation of a yoke that only consists of two yoke parts 3.1, a yoke part 3.1 in the shape of a bone being enclosed by a yoke part 3.1 in the form of a yoke. This arrangement ensures a high-strength connection of the yoke parts 3.1 due to the large surfaces to be connected.
  • the divisions of the yoke parts 3.1 shown in FIGS. 2.1 to 2.5 are special advantageously connected by gluing.
  • A is used as the adhesive Epoxy resin is used, to which an insulating filler is added.
  • the Adhesive is applied to the surfaces of the yoke parts 3.1 to be connected in such a way that that after the adhesive has hardened a 0.1 millimeter wider with the adhesive filled slot 10 remains between the yoke parts 3.1. These slots 10 cause the eddy currents to be suppressed. If necessary, the yoke parts 3.1 can also be glued to the base parts 3.4.
  • the yoke parts 3.1 with the base part 3.4 can be soldered together get connected. This creates an electrically conductive connection between the yoke parts 3.1, the formation of eddy currents in the yoke parts 3.1 is effectively suppressed.
  • FIG. 3 shows the yoke parts 3.1 of the yoke of the opening magnet 3 forming the coil window.
  • the only three yoke parts 3.1 are connected to one another by two weld seams 11, which is applied to the side of the yoke opposite the coil window.
  • Between the three yoke parts 3.1 a total of two 0.2 millimeter thick slits 10 are formed, which are not exactly parallel to one another, at least in one axis.
  • a welding technique is preferably used to produce the weld seam, which, if necessary, produces a high-strength and at the same time high-resistance connection of the three yoke parts 3.1 using additives.
  • the weld seam 11 does not completely isolate the yoke parts 3.1, but the formation of eddy currents is effectively avoided.
  • welding is an inexpensive process that can be carried out largely automatically.
  • it is advantageous to grind the weld seams 11 with the yoke parts 3.1 flat before connecting the welded yoke parts 3.1 to the base part 2.4, 3.4.
  • actuator 1 for electromagnetic valve control in which the yokes of Closing magnet 2 and the opening magnet 3 made of several solid yoke parts 2.1, 3.1 manufactured and glued or welded together, for example, eddy currents are effectively avoided, while the yokes are very strong have and can be easily handled during manufacture.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung, bei dem die Joche der Elektromagnete geschlitzt ausgeführt sind, indem die Joche aus mehreren massiven, miteinander verbundenen Teilen bestehen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung mit zwei Elektromagneten, zwischen denen eine Ankerplatte mit mindestens einem Stößel oszilliert, und die jeweils aus einem Joch mit einem Spulenfenster und einer Erregerspule bestehen.
Ein Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung besteht im wesentlichen aus dem Öffnermagnet und dem Schließermagnet, die durch mindestens ein Bauteil aus einem nicht ferromagnetischen Material voneinander getrennt sind. Dieses Bauteil kann beispielsweise durch ein Gehäuseteil gebildet werden. Zwischen den Elektromagneten, dem Öffnermagnet und dem Schließermagnet, befindet sich die aus einem ferromagnetischen Material bestehende Ankerplatte, die durch Bestromen der Erregerspule des Öffnermagneten oder der Erregerspule des Schließermagneten in die jeweilige Richtung bewegt wird. Das Joch des Öffnermagneten weist eine Durchführung für einen Ventilstößel auf, der die auf die Ankerplatte einwirkenden Kräfte auf mindestens ein Gaswechselventil überträgt.
Der Aktor kann beispielsweise so ausgeführt sein, daß die Aktorfeder auf der dem Gaswechselventil entgegengesetzten Seite des Aktors an der Außenseite des Schließermagneten angeordnet ist. Dazu ist in Verlängerung des Ventilstößels ein einen Aktorfederteller aufweisender Federstößel angeordnet, der durch eine Durchführung im Joch des Schließermagneten gelagert ist. Das Joch des Schließermagneten weist eine die Durchführung des Federstößels umgebende, eine Wandung bildende Ausformung auf, in der ein Innengewinde eingearbeitet ist. In das Innengewinde der Wandung ist ein Schraubdeckel eingeschraubt, der zusammen mit der Wandung einen Hohlraum bildet, in dem die auf dem Aktorfederteller aufliegende Aktorfeder angeordnet ist. Durch Verdrehen des Schraubdeckels kann die Vorspannung der Aktorfeder verändert werden, wodurch die Ruhelage der Ankerplatte einstellbar ist.
Ein Aktor bildet mit einem Gaswechselventil eine funktionelle Einheit, wobei das Gaswechselventil, entsprechend einem konventionellen Zylinderkopf mit Nockenwellen, mittels einer Ventilfeder und einem Ventilfederteller in den Ventilsitz des Zylinderkopfes gezogen wird.
Ist eine funktionelle Einheit aus einem Aktor und einem Gaswechselventil an der Brennkraftmaschine montiert, werden der Ventilschaft des Gaswechselventils, der Ventilstößel und der Federstößel des Aktors gegeneinander gepreßt. In der Ruhelage der funktionellen Einheit befindet sich die Ankerplatte in der Mitte zwischen dem Öffnermagnet und dem Schließermagnet, wobei die Ventilfeder und die Aktorfeder vorgespannt sind. Der Ventilteller des Gaswechselventils befindet sich dabei in der Mittelstellung zwischen dem Ventilsitz des Zylinderkopfes, bei der das Gaswechselventil geschlossen ist, und der Position, in der das Gaswechselventil maximal geöffnet ist.
Durch den sich beim Betrieb eines Aktors zur elektromagnetischen Ventilsteuerung ständig ändernden magnetischen Feldern der Elektromagneten treten in dem Joch der Elektromagneten Wirbelströme auf, die gemäß der Lenz'schen Regel dem magnetischen Feldaufbau bzw. Feldabbau entgegenwirken. Daraus resultiert beim Betrieb der Aktoren eine Zunahme der Leistungsaufnahme und ein Anstieg der unerwünschten Erwärmung der Aktoren.
Zur Vermeidung von Wirbelströmen wird beispielsweise in der US 4,715,331 vorgeschlagen, das Joch der Elektromagneten entsprechend dem Eisenkern eines Transformators aus weichmagnetische Blechen zusammenzusetzen.
Die Nachteile derartig geblechter Joche besteht in der geringen mechanischen Festigkeit des Blechpaketes sowie in der hohen Anzahl von Einzelteilen, die bei der Herstellung der Elektromagnete gehandhabt und bearbeitet werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung mit zwei Elektromagneten, die jeweils aus einem Joch mit einem Spulenfenster und einer Erregerspule bestehen, anzugeben, bei dem Wirbelströme im Joch der Elektromagneten wirkungsvoll unterdrückt werden und bei dem die Joche die notwendige mechanische Festigkeit aufbringen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, wonach beide loche der Elektromagnete aus mindestens zwei massiven Jochteilen bestehen, und wonach die mindestens zwei massiven Jochteile miteinander verbunden sind.
Die mindestens zwei massiven Jochteile sind dabei so geformt, daß die Flächen der miteinander verbundenen mindestens zwei massiven Jochteile Wirbelströme vermeidende Schlitze bilden. Dabei brauchen die Wirbelströme vermeidende Schlitze nicht parallel zueinander angeordnet sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die sich beim Verbindenden der mindestens zwei massiven Jochteile berührenden Flächen eine das Verbinden unterstützende Oberfläche aufweisen.
Die mindestens zwei massiven Jochteile des jeweiligen Jochs können durch Schweißen miteinander verbunden sein.
Dabei ist die Schweißverbindung so angeordnet, daß die zu verbindenden Flächen der mindestens zwei massiven Jochteile einem in den mindestens zwei Jochteilen fließenden Strom einen hohen ohmschen Widerstand entgegenstellen. Beispielsweise kann eine Schweißnaht in der Art an einer Kante der zu verbindenden mindestens zwei Jochteile aufgebracht werden, daß zwischen den mindestens zwei Jochteilen ein geringer Abstand verbleibt.
Alternativ können die mindestens zwei massiven Jochteile des jeweiligen Jochs durch Kleben miteinander verbunden sein.
Dabei ist vorgesehen, daß der Klebstoff zum Verbinden der Jochteile einen hohen ohmschen Widerstand aufweist.
Als Klebstoff kann ein Epoxydharz verwendet werden, dem ein elektrisch isolierender Füllstoff beigemischt ist.
Durch den erfindungsgemäßen Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung wird die Entstehung von Wirbeiströmen im Joch der Elektromagneten wirksam unterdrückt, wobei die loche die notwendige mechanische Festigkeit aufbringen.
Im folgenden wird der Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung mit zwei Elektromagneten, die jeweils aus einem Joch mit einem Spulenfenster und einer Erregerspule bestehen, anhand von zwei Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit drei Figuren dargestellt und erläutert.
Es zeigen:
Figur 1
ein Schnittbild eines Aktors zur elektromagnetischen Ventilsteuerung,
Figur 2.1 -2.5
die schematische Darstellung mehrerer Joche des Öffnermagneten, die aus unterschiedlich geformten massiven Jochteilen zusammengesetzt sind,
Figur 3
die schematische Darstellung eines aus drei massiven Jochteilen bestehenden Jochs des Öffnermagneten, die durch Schweißen miteinander verbunden sind.
In Figur 1 ist ein Aktor 1 zur elektromagnetischen Ventilsteuerung bei Brennkraftmaschinen dargestellt, der im wesentlichen aus zwei Elektromagneten, dem SchlieBermagnet 2 und dem Öffnermagnet 3 besteht. Die Elektromagneten bestehen jeweils aus dem Joch mit dem Spulenfenster 2.2, 3.2 und der im Spulenfenster 2.2, 3.2 eingesetzten Erregerspule 2.3, 3.3. Dabei ist das Joch des Schließermagneten 2 und das Joch des Öffnermagneten 3 aus mehreren Jochteilen 2.1, 3.1 zusammengesetzt, die beispielsweise durch Kleben oder durch Schweißen miteinander verbunden sind.
Die Elektromagneten werden durch zwei aus einem nicht ferromagnetischen Material gefertigte Distanzstücke 4 voneinander getrennt. Zwischen den Distanzstücken 4 oszilliert die Ankerplatte 5, an der der Ventilstößel 6 befestigt ist, der die auf die Ankerplatte 5 einwirkenden Kräfte über eine Durchführung im Joch des Öffnermagneten 3 auf ein Gaswechselventil überträgt. Um die Durchführung im Joch des Öffnermagneten ist eine kreisrunde Ausformung ausgebildet, die als Anschlulßeil an den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine dient.
Das Joch des Schließermagneten 2 und das Joch des Öffnermagneten 3 sind durch zwei nicht dargestellte, einen Innensechskant aufweisende Kopfschrauben miteinander verbunden. Die im Joch des Schließermagneten 2 gesenkten Kopfschrauben sind parallel zur Ventilachse, durch die Distanztücke 4 hindurch bis in das die Gegengewinde der Kopfschrauben aufweisende Joch des Öffnermagneten 3 geführt.
Zudem ist in dem Joch des Schließermagneten 2, in dem Joch des Öffnermagneten 3 und in den Distanzstücken 4 zwei Bohrungen 8 für jeweils eine weitere Kopfschraube eingearbeitet, mit denen ein Aktor 1 an dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeschraubt wird.
In der Verlängerung des Ventilstößels 6 liegt auf der Ankerplatte 5 ein Federstößel 7.1 auf, der über eine Durchführung im Joch des Schließermagneten 2 die auf die Ankerplatte 5 einwirkenden Kräfte auf die Aktorfeder 7.2 überträgt. Dazu ist an dem der Ankerplatte 5 entgegengesetzten Ende des Federstößels 7.1 ein Aktorfederteller 7.3 ausgearbeitet, auf dem die Aktorfeder 7.2 aufliegt, und über den die Aktorfeder 7.2 den Federstößel 7.1 gegen die Ankerplatte 5 preßt.
In die Durchführungen im Joch des Schließermagneten 2 und dem Joch des Öffnermagneten 3 sind Führungshülsen 12 eingeschlagen, durch die der Ventilstößel 6.1 und der Federstößel 7.1 geführt werden.
Die Aktorfeder 7.2 befindet sich in einer radialsymmetrisch um die Durchführung des Federstößels 7.1 ausgebildeten, eine Wandung bildende Ausformung des Jochs des Schließermagneten 2. Die Wandung weist auf der Innenseite ein Gewinde auf, in das ein Schraubdeckel 9 eingeschraubt ist. Mittels des Schraubdeckels 9 kann die Vorspannung der Aktorfeder 7.2 und der nicht dargestellten Ventilfeder verändert werden.
Die Joche sind jeweils in der Art geteilt, daß die eine Wandung bildende Ausformung des Jochs des Schließermagneten 2 und die einen Anschluß bildende Ausformung des Jochs des Öffnermagneten 3 zusammen mit einer ca. sechs Millimeter dicken planparallelen Scheibe des Jochs ein Basisteil 2.4, 3.4 bilden. Auf dieses Basisteil 2.4, 3.4 sind die das Spulenfenster 2.2, 3.2 bildenden, miteinander verbundenen Jochteile 2.1, 3.1 aufgebracht. Die Ausbildung der ca. sechs Millimeter dicke Scheibe des Basisteils 2.4, 3.4 dient dabei der Erhöhung der mechanischen Stabilität der Joche. Bei einer hochfesten Verbindung der Jochteile 2.1, 3.1 kann auf das Ausbilden des Basisteils 2.4, 3.4 verzichtet werden.
Die zwischen den Jochteilen 2.1, 3.1 entstehenden Schlitze 10 wirken der Entstehung von Wirbelströmen entsprechend hochohmigen Widerständen entgegen. Durch die Unterdrückung der Wirbelströme nimmt auch die Leistungsaufnahme beim Betrieb des Aktors 1 um bis zu 20% ab. Entsprechend geringer muß auch die Kühlung eines Aktors ausgelegt sein.
In den Figuren 2.1 bis 2.5 ist jeweils das Joch des Öffnermagneten 3 dargestellt, wobei die Joche in eine unterschiedliche Anzahl unterschiedlich geformter Jochteile 3.1 aufgeteilt sind. Das Joch des Schließermagneten 2 und das Joch des Öffnermagneten 3 eines Aktors können ihrer unterschiedlichen Aufgabe entsprechend aus unterschiedlich geteilten Jochteilen 2.1, 3.1 zusammengesetzt sein.
Figur 2.1 zeigt ein Joch, das in den Symmetrieachsen des Jochs geteilt ist, wobei die 4 entstehenden Jochteile 3.1 identisch geformt sind. Die Teilung des Jochs verläuft auch durch die Durchführung für die Führungshülse 12 des Ventilstößels. Die Führungshülse braucht dabei nicht in die Aussparung eingeschlagen zu werden, sondern wird vor dem Verbinden der Jochteile 3.1 in die Aussparung eingesetzt und gegebenenfalls mit den Jochteilen verbunden.
Zudem verläuft die Teilung durch die Bohrungen 8, wobei gewährleistet sein muß, daß über die durch die Bohrung 8 geführten Kopfschrauben zur Befestigung des Aktors an dem Zylinderkopf keine zu hohen Scherkräfte auf die Verbindung der Jochteile 3.1 der Längsachse einwirken.
Figur 2.2 zeigt ein Joch, das aus 4 Jochteilen 3.1 besteht, wobei 2 × 2 Jochteile 3.1 identisch geformt sind. Dabei wurde es vermieden, die Teilung des Jochs durch die Bohrungen 8 zu führen. Die Führungshülse 12 wird bei dieser Ausführung von lediglich 2 Jochteilen gehalten.
Figur 2.3 zeigt ein Joch, das aus 6 Jochteilen 3.1 besteht, wobei 3 × 2 Jochteile 3.1 identisch geformt sind. Entsprechend stehen der Ausbildung von Wirbelströmen mehr hochohmige Schlitze 10 entgegen. Die Bohrungen 8 verlaufen ebenfalls nicht durch einen von Jochteilen 3.1 gebildeten Schlitz 10. Die Führungshülse 12 wird bei dieser Ausführung von allen 6 Jochteilen 2.1 gehalten.
Figur 2.4 zeigt ein Joch, das aus 7 Jochteilen 3.1 besteht, wobei ein Jochteil 3.1 das die Aussparung aufweisende Mittelteil des Aktors 1 bildet. Die 6 weiteren Jochteile 3.1 sind alle auch mit dem Mittelteil verbunden. Das Mittelteil kann dabei entgegen der Dargestellten Ausführung so klein ausgebildet sein, daß es lediglich die Durchführung der Führungshülse 12 umschließt. Gegebenenfalls kann das Mittelteil rund ausgebildet sein und keine Außenfläche des Jochs bilden.
Da Wirbelströme vorzugsweise im Randbereich der Spulenfenster 2.2, 3.2 fließen, wird durch das Mittelteil die Wirbelströme unterdrückende Wirkung der Schlitze 10 nicht beeinträchtigt.
Figur 2.5 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines Joches, das lediglich aus 2 Jochteilen 3.1 besteht, wobei ein Knochen- förmig ausgebildetes Jochteil 3.1 von einem U- förmig ausgebildeten Jochteil 3.1 umschlossen wird. Diese Anordnung gewährleistet durch die großen zu verbindenden Flächen eine hochfeste Verbindung der Jochteile 3.1.
Bei einer ein Mittelteil aufweisenden Aufteilung der Jochteile 2.1, 3.1 kann das Basisteil 2.4, 3.4 des Jochs des Schließermagneten 2 und des Jochs des Öffnermagneten 3 ohne die 6 Millimeter dicke planparallele Scheibe der Joche ausgebildet werden, wodurch jedoch erhöhte Anforderungen an die Verbindung der Jochteile 2.1, 3.1 gestellt werden.
Die in der Figur 2.1 bis 2.5 dargestellten Teillungen der Jochteile 3.1 sind besonders vorteilhaft durch Kleben miteinander zu verbunden. Als Klebstoff wird dabei ein Epoxydharz verwendet, dem ein isolierend wirkender Füllstoft beigemengt ist. Der Klebstoff wird auf die zu verbindenden Flächen der Jochteile 3.1 derart aufgetragen, daß nach dem Aushärten des Klebstoffes ein 0.1 Millimeter breiter, mit dem Klebstoff gefüllter Schlitz 10 zwischen den Jochteilen 3.1 verbleibt. Diese Schlitze 10 bewirken die Unterdrückung der Wirbelströme. Gegebenenfalls können die Jochteile 3.1 auch auf die Basisteile 3.4 aufgeklebt werden.
Alternativ können die Jochteile 3.1 mit dem Basisteil 3.4 durch eine Lötung miteinander verbunden werden. Dabei entsteht zwar eine elektrisch Leitfähige Verbindung zwischen den Jochteilen 3.1, die Entstehung von Wirbelströmen in den Jochteilen 3.1 wird dennoch wirksam unterdrückt.
Figur 3 zeigt die das Spulenfenster bildenden Jochteile 3.1 des Joch des Öffnermagneten 3. Die lediglich drei Jochteile 3.1 sind durch zwei Schweißnähte 11 miteinander verbunden, die auf der dem Spulenfenster entgegengesetzten Seite des Jochs aufgebracht ist. Zwischen den drei Jochteilen 3.1 entstehen insgesamt zwei 0.2 Millimeter dicke Schlitze 10, die zumindest in einer Achse nicht genau parallel zueinander angeordnet sind. Zur Herstellung der Schweißnaht wird vorzugsweise eine Schweißtechnik verwendet, die gegebenenfalls unter Verwendung von Zusatzstoffen eine hochfeste und zugleich hochohmige Verbindung der drei Jochteile 3.1 erzeugt. Durch die Schweißnaht 11 wird im Gegensatz zum Kleben keine vollständige galvanische Trennung der Jochteile 3.1 erreicht, dennoch wird das Ausbilden von Wirbelströme wirkungsvoll vermieden. Zudem ist das Schweißen ein kostengünstiges Verfahren, das weitgehend automatisiert durchgeführt werden kann.
Bei der Verwendung eines Basisteils 2.4, 3.4 ist es von Vorteil vor dem Verbinden der miteinander verschweißten Jochteile 3.1 mit dem Basisteil 2.4, 3.4 die Schweißnähte 11 mit den Jochteilen 3.1 plan zu schleifen.
Durch den Aktor 1 zur elektromagnetischen Ventilsteuerung, bei dem die Joche des Schließermagneten 2 und des Öffnermagneten 3 aus mehreren massiven Jochteilen 2.1, 3.1 gefertigt und beispielsweise miteinander verklebt oder verschweißt sind, werden Wirbelströme wirkungsvoll vermieden, wobei die Joche eine hohe Festigkeit aufweisen und bei der Herstellung einfach gehandhabt werden können.

Claims (9)

  1. Aktor (1) zur elektromagnetischen Ventilsteuerung mit zwei Elektromagneten (2, 3), zwischen denen eine Ankerplatte (5) mit mindestens einem Stößel (6) oszilliert, und die jeweils aus einem Joch mit einem Spulenfenster (2.2, 3.2) und einer Erregerspule (2.3, 3.3) bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß beide Joche der Elektromagnete (2, 3) aus mindestens zwei massiven Jochteilen (2.1, 3.1) bestehen, und daß die mindestens zwei massiven Jochteile (2.1, 3.1) miteinander verbunden sind.
  2. Aktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei massiven Jochteile (2.1, 3.1) so geformt sind, daß die Flächen der miteinander verbundenen mindestens zwei massiven Jochteile (2.1, 3.1) Wirbelströme vermeidende Schlitze (10) bilden.
  3. Aktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelströme vermeidende Schlitze (10) nicht ausschließlich parallel zueinander angeordnet sind.
  4. Aktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich beim Verbindenden der mindestens zwei massiven Jochteile berührenden Flächen eine das Verbinden unterstützende Oberfläche aufweisen.
  5. Aktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei massiven Jochteile (2.1, 3.1) des jeweiligen Jochs durch Schweißen miteinander verbunden sind.
  6. Aktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißverbindung so angeordnet ist, daß die zu verbindenden Flächen der mindestens zwei massiven Jochteile (2.1, 3.1) einen hohen ohmschen Widerstand aufweisen.
  7. Aktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei massiven Jochteile (2.1, 3.1) des jeweiligen Jochs durch Kleben miteinander verbunden sind.
  8. Aktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff zum Verbinden der Jochteile (2.1, 3.1) einen hohen ohmschen Widerstand aufweist.
  9. Aktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff Epoxydharz mit einem elektrisch isolierenden Füllstoff ist.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10063549A1 (de) * 2000-12-20 2002-07-11 Conti Temic Microelectronic Verfahren zur Herstellung eines Elektromagneten
JP4247314B2 (ja) * 2000-12-25 2009-04-02 Ｓｍｃ株式会社 電磁弁用ソレノイド
DE10307860B4 (de) * 2003-02-25 2006-07-06 Robert Bosch Gmbh Gehäuse für ein Magnetventil und Magnetgruppe
US20060027269A1 (en) * 2004-08-06 2006-02-09 Neff Robert H Rapid response solenoid for electromagnetic operated valve
DE102007020092B4 (de) 2007-04-26 2011-06-16 Thomas Magnete Gmbh Schaltbare Magnetanordnung
DE102009047525A1 (de) * 2009-12-04 2011-06-09 Robert Bosch Gmbh Elektromagnetisch betätigbares Ventil
DE102011088463A1 (de) * 2011-06-29 2013-01-03 Robert Bosch Gmbh Bauteil für einen Magnetaktor sowie Verfahren zu dessen Herstellung
US9677523B2 (en) 2014-05-30 2017-06-13 Cummins Inc. Fuel injector including an injection control valve having an improved stator core
US11722041B2 (en) * 2019-08-05 2023-08-08 Cummins Inc. Slotted stator core and additive manufacturing method for production
GB202005894D0 (en) * 2020-04-22 2020-06-03 Wastling Michael Fast-acting toggling armature uses centring spring

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2796561A (en) * 1953-04-14 1957-06-18 Ets Japy Freres Electro-magnets for alternating currents, especially applicable to electro-magnetic coupling devices such as brakes, clutches, etc.
WO1991006109A1 (de) * 1989-10-10 1991-05-02 Robert Bosch Gmbh Elektromagnet
JPH09303599A (ja) * 1996-05-17 1997-11-25 Toyota Motor Corp 内燃機関の動弁装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2498702A (en) * 1944-09-15 1950-02-28 Nahman Gustave Cylindrical magnetic core
DE3513106A1 (de) * 1985-04-12 1986-10-16 Fleck, Andreas, 2000 Hamburg Elektromagnetisch arbeitende stelleinrichtung
JPS6313306A (ja) * 1986-07-04 1988-01-20 Hitachi Ltd 電磁石鉄心，及びその製作方法
US5207410A (en) * 1992-06-03 1993-05-04 Siemens Automotive L.P. Means for improving the opening response of a solenoid operated fuel valve
US6155503A (en) * 1998-05-26 2000-12-05 Cummins Engine Company, Inc. Solenoid actuator assembly

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2796561A (en) * 1953-04-14 1957-06-18 Ets Japy Freres Electro-magnets for alternating currents, especially applicable to electro-magnetic coupling devices such as brakes, clutches, etc.
WO1991006109A1 (de) * 1989-10-10 1991-05-02 Robert Bosch Gmbh Elektromagnet
JPH09303599A (ja) * 1996-05-17 1997-11-25 Toyota Motor Corp 内燃機関の動弁装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1998, no. 03 27 February 1998 (1998-02-27) *

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