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DE1919708A1 - Solenoid valve for short response times - Google Patents

Solenoid valve for short response times

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DE1919708A1
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response times
magnets
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Vogel Dipl-Ing Dr Wilhelm
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Robert Bosch GmbH
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Description

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10.4.1969 Cl/DgApril 10, 1969 Cl / Dg

Anlage zur Patent- vsA *^™Λτ λ,,«~
fi-t.. ~ ,..I1UIiIi-L-I^1-InI f«_. AnmeldungAnnex to the patent vsA * ^ ™ Λ τ λ ,, «~
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ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart W, Breitscheidstr.4ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart W, Breitscheidstrasse 4 Magnetventil für kurze AnsprechzeitenSolenoid valve for short response times

Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetventil für kurze Ansprechzeiten, das eine Arbeitswicklung, einen aus ferromagnetischem Material bestehenden Anker und ein mit diesem Anker verbundenen, den Öffnungsquerschnitt des Venbiles absperrenden Schließkörper aufweist.The invention relates to a solenoid valve for short response times, which has a working winding, one made of ferromagnetic Material existing anchor and a connected to this anchor, shut off the opening cross-section of the valve Has closing body.

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Robert Bosch GmbH R 94-50 Cl/DgRobert Bosch GmbH R 94-50 Cl / Dg

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Bei der Entwicklung der elektronisch gesteuerten Benzineinspritzung für hochtourig laufende Brennkraftmaschinen sind Magnetventile mit kurzen Ansprechzeiten besonders vorteilhaft zu verwenden. Es sind derartige Magnetventile mit folgenden Konstruktionsmerkmalen bekannt: Das Verhältnis der Ventilkörpermasse zur Ankermasse ist klein, das Verhältnis der Magnetpolflächen ist groß gegenüber der Ankermasse, die verwendeten Magnefcwerkstoffe haben möglichst niedrige Remanenzinduktionen und die Arbeitswicklung ist möglichst induktivität sarm.During the development of the electronically controlled gasoline injection For high-speed internal combustion engines, solenoid valves with short response times are particularly advantageous to use. Such solenoid valves are known with the following design features: The ratio of the valve body mass to the armature mass is small, the ratio of the magnetic pole surfaces is large compared to the armature mass that is used Magnetic materials have the lowest possible remanent induction and the working winding is as inductive as possible sarm.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil zu schaffen, dessen öffnungs- und Schließzeiten über das mit den bekannten Maßnahmen erzielbare Maß hinaus besonders kurz sind.The invention is based on the object of creating a solenoid valve whose opening and closing times over the the known measures that can be achieved are particularly short.

Die Lösung der Aufgabe bestehb bei einem Magnetventil der eingangsgenannten Art darin, daß die Arbeitswicklung aus einer Vielzahl von Scheibenwicklungen besteht, die eine entsprechende Anzahl von Scheibenelektromagneten bilden und daß die Feldkräfte der Scheibenelektromagnete auf einen genuteben Anker angreifen, dessen Nutenzahl der Polzahl der Magnete entspricht. Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit dem nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.The solution to the problem consists in a solenoid valve of the type mentioned in that the working winding consists of a There is a plurality of disc windings which form a corresponding number of disc electromagnets and that the field forces of the disk electromagnet attack a straight armature, the number of slots of which is the number of poles of the magnets is equivalent to. Further developments and expedient refinements of the invention emerge from the subclaims in Connection with the embodiment described below and shown in the drawing.

Die Fig. zeigt einen Querschnitt durch ein schematisch vereinfachtes erfindungsgemäßes Magnetventil.The figure shows a cross section through a schematically simplified solenoid valve according to the invention.

Die Arbeitswicklung des Magnetventil es besteht aus einer Vielzahl von Scheibenwicklungen 10. Zwischen Jeder der Scheiben-The working winding of the solenoid valve it consists of a multitude of disc windings 10. Between each of the disc windings

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Robert Bosch GmbH R 94-50 Cl/DgRobert Bosch GmbH R 94-50 Cl / Dg

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wicklungen 10 ist eine aus ferromagnetischem Material bestehende Scheibe 11 eingelegt, und die Wicklungen sind dabei so ausgebildet, daß die Polarität der magnetischen Feldstärke von Scheibe zu Scheibe wechselt. Die Scheibenwicklungen umschließen einen zylindrischen Hohlraum, in dem ein Anker 12 axial beweglich gleitet. Der Anker 12 ist als Hohlzylinder ausgebildet und ist auf einen Führungszylinder 13 aufgesteckt, auf dem er sich axial bewegen kann. Der Fürungssylinder 13 ist ebenfalls als Hohlzylinder ausgebildet und ist an seinem oberen Teil mit dem Ventilgehäuse verbunden. Das Ventilgehäuse besteht aus einem zylindrischen Mittelteil14 in dem die Scheibenmagnete und der vom Magnetfeld durchflutete Seil des Ankers angeordnet ist. An den zylindrischen Mittelteil 14 ist einspritzseitig ein Fortsatz 15 angebracht, an dessen unterem Ende sich der Öffnungsquerschnitt 16, durch den der einzuspritzende Kraftstoff austritt, befindet. Der Öffnungsquerschnitt 16 wird bei unerregten Arbeitswicklungen des Magnetventiles von einem mit dem Anker 12 verbundenen Schließkörper 17 verschlossen, da zwischen dem Anker 12 und einem oberen in den zylindrischen Mittelteil des Ventilgehäuses hineinragenden Deckel 18 eine Feder 19 wirkt. An dem Deckel ist ein Stutzen 20 angebracht,an dem eine nicht in der Fig. dargestellte Kraftstoffzuleitung anschraubbar ist. Der einzuspritzende Kraftstoff tritt durch den Stutzen 20 und den Deckel 18 hindurch, und gelangt durch das Innere des Führungszylinders 13 in den Fortsatz 15 und von dort aus zu dem bei erregten Scheibenmagneten geöffneten Öffnungsquerschnitt Der Deckel 18 ist mit Hilfe einer Ringmutter 21 gegen die Scheibenwicklung 10 gepreßt, so daß diese Wicklungen und die dazwischen angeordneten ferromagnetischen Scheiben 11 damit befestigt werden. Die Ringmutter 21 wird dabei in ein Gewinde eingeschraubt, das an der inneren Mantelfläche des sylindri-windings 10 is made of ferromagnetic material Disc 11 inserted, and the windings are designed so that the polarity of the magnetic field strength changes from disc to disc. The disc windings enclose a cylindrical cavity in which an armature 12 slides axially movable. The armature 12 is designed as a hollow cylinder and is mounted on a guide cylinder 13 attached, on which it can move axially. The Fürungssylinder 13 is also designed as a hollow cylinder and is connected to the valve housing at its upper part. The valve housing consists of a cylindrical central part14 in which the disc magnets and the magnetic field flow through Rope of the anchor is arranged. An extension 15 is attached to the cylindrical central part 14 on the injection side the lower end of which is the opening cross section 16 through which the fuel to be injected exits. The opening cross-section 16 is unexcited work windings of the Solenoid valve closed by a closing body 17 connected to the armature 12, since between the armature 12 and a A spring 19 acts on the upper cover 18 protruding into the cylindrical middle part of the valve housing. On the lid a nozzle 20 is attached to which a not shown in Fig. fuel supply line shown can be screwed on. The one to be injected Fuel passes through the nozzle 20 and the cover 18 and passes through the interior of the guide cylinder 13 into the extension 15 and from there to the energized disc magnet opened opening cross-section The cover 18 is with the help of a ring nut 21 against the Disc winding 10 pressed, so that these windings and the ferromagnetic discs 11 arranged between them with it be attached. The ring nut 21 is screwed into a thread that is attached to the inner surface of the cylindrical

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Robert Bosch GmbH R 9450 Cl/DgRobert Bosch GmbH R 9450 Cl / Dg

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sehen Mittelteiles 14 des Ventilgehäuses eingeschnitten ist. An dem Deckel 18 ist ebenfalls der Führungszylinderi3 für den Anker 12 befestigt. Die zu den Scheibenwicklungen hin gerichtete Oberfläche des Ankers 12 ist genutet; die Anzahl der Nuten entspricht dabei der Anzahl der eingelegten ferromagnetisehen Scheiben bzw. der Anzahl der Scheibenmagnete. Die Zuleitungen zu den einzelnen Scheibenwicklungen sind einerseits an eine Buchse 22 geführt und andererseits bei 23 mit dem Gehäuse des Magnetventiles verbunden^ das seinerseits im eingebauten Zustand mit Masse verbunden ist.see middle part 14 of the valve housing cut is. The guide cylinder i3 is also on the cover 18 attached for the anchor 12. The surface of the armature 12 directed towards the disc windings is grooved; the The number of grooves corresponds to the number of inserted ferromagnetic disks or the number of Disc magnets. The supply lines to the individual disc windings are on the one hand led to a socket 22 and on the other hand connected at 23 to the housing of the solenoid valve ^ which in turn is connected to ground when installed.

Bas dargestellte Magnetventil arbeitet folgendermaßen: Zwischen jeweils zwei benachbarten Scheiben bilden sich bei stromdurchflossenen Scheibenmagneten die beiden Pole eines Elektromagneten aus. Der magnetische Kraftfluß tritt dabei von einer der aus ferromagnetisehen Material bestehenden Scheiben 11 aus, von dort geht er in eine im unerregten Zustand noch etwas versetzt dazu angeordnete Ankernut über, tritt aus der nächst benachbarten Ankernut wieder aus und in die entsprechende nächst benachbarte aus ferromagnetisehen Material bestehende Scheibe 11 ein. Jeder Scheibenmagnet bildet einen magnetischen Kreis, so daß das System Scheibenmagnet - genuteter Anker als eine Vielzahl von abgewickelten Drehmagneten betrachtet und berechnet werden kann. Ist der Anker voll aus seiner Ruhestellung gegen die Kraft der Feder19 angezogen, so stehen sich die Nuten des Ankers und die Scheiben 11 der Scheibenmagneten etwa gegenüber. Bei dem erfindungsgemäßen Magnetventil greifen die Magnetkräfte auf der gesamten Außenfläche des Ankers 12 an, und nicht, wie bei den Magnetventilen üblicher Bauart, nur auf der Querschnittsfläche des Ankers. Auf Grund der beschriebenen konstruktiven Maßnahmen lassen sich somit sehr kurze Ansprechzeiten bei Magnetventilen erzielen.The solenoid valve shown works as follows: With current-carrying disk magnets, the two poles of one form between two adjacent disks Electromagnet off. The magnetic flux occurs from one of the ferromagnetic material Discs 11 from, from there it goes into an anchor groove that is slightly offset from it in the unexcited state, emerges from the next adjacent anchor groove and into the corresponding next adjacent one from ferromagnetism Material existing disc 11 a. Each disc magnet forms a magnetic circuit, making the system disc magnet - Grooved armature can be viewed and calculated as a large number of unwound rotary magnets. Is the Armature fully pulled out of its rest position against the force of the spring19, the grooves of the armature and the Discs 11 of the disc magnets approximately opposite. In the solenoid valve according to the invention, the magnetic forces act the entire outer surface of the armature 12, and not, as in the case of the solenoid valves of conventional design, only on the cross-sectional area of the armature. Due to the described constructive Measures can thus be achieved with very short response times for solenoid valves.

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Claims (4)

Robert Bosch GmbH E 94-50 Cl/Dg Stuttgart AnsprücheRobert Bosch GmbH E 94-50 Cl / Dg Stuttgart claims 1. Magnetventil für kurze Ansprechzeiten, das eine Arbeits-Wicklung, einen aus ferromagneti schein Material bestehenden Anker und ein mit diesem Anker verbundenen, den Öffnungsquerschnitt des Ventiles absperrenden Schließkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitswicklung aus einer Vielzahl von Scheibenwicklungen (10) besteht, die eine entsprechende Anzahl von Scheiben-Elektromagneten bilden und daß die Feldkräfte der Scheiben-Elektromagnete auf einen genuteten Anker (12) angreifen, dessen Nutenzahl der Polzahl der Magnete entspricht.1. Solenoid valve for short response times, which has a working winding, an armature made of ferromagnetic material and one connected to this armature, the opening cross-section of the valve shut-off closing body, characterized in that the working winding consists of a multiplicity of disc windings (10), which have a corresponding number of disc electromagnets form and that the field forces of the disc electromagnets attack on a grooved armature (12) whose number of slots corresponds to the number of poles of the magnets. 2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarität der aufeinanderfolgenden Scheibenmagnete alternierend ist.2. Solenoid valve according to claim 1, characterized in that the polarity of the successive disc magnets is alternating. 5. Magnetventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jede Scheibenwicklung eine aus ferromagnetischen Material bestehende Scheibe (11) angeordnet ist.5. Solenoid valve according to claim 1 and 2, characterized in that that between each disc winding one made of ferromagnetic Material existing disc (11) is arranged. 4. Magnetventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (12) zumindest teilweise als Hohlzylinder ausgebildet ist und auf einem hohl zylindrischen Führungszylinder (15) axial beweglich gleitet.4. Solenoid valve according to claims 1 to 3, characterized in that that the armature (12) at least partially as a hollow cylinder is formed and on a hollow cylindrical Guide cylinder (15) slides axially movable. 009846/0484009846/0484 LeerseiteBlank page
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