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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Magnetventil zum Steuern von Fluiden, insbesondere ein Kraftstoffeinspritz-Magnetventil.
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Bei solchen Magnetventilen ist ein Magnetanker zum Steuern eines Ventilglieds, beispielsweise einer Nadel, vorgesehen. Dabei ist meistens der Magnetanker nicht fest mit dem Ventilglied verbunden, sondern zwischen zwei Anschlägen fliegend gelagert. Zwischen dem Magnetanker und den beiden Anschlägen ist ein axiales Spiel vorgesehen, welches als Ankerfreiweg genannt wird. Eine Druckfeder sorgt dafür, dass je nach Ausgestaltung des Magnetventils (nach außen oder nach innen öffnend) der Magnetanker im Ruhezustand immer an einem der Anschläge anliegt und somit bei Ansteuerung des Magnetventils den kompletten Ankerfreiweg als „Beschleunigungsstrecke“ zur Verfügung hat. Beim Schließen des Magnetventils kann der Magnetanker nach dem Auftreffen auf den entsprechenden Anschlag wieder zurückprellen. Dabei kann es vorkommen, dass der komplette Ankerfreiweg noch einmal durchlaufen wird und der Magnetanker bei einem erneuten Anschlagen an den anderen Anschlag noch so viel Energie besitzt, dass das Ventilglied noch einmal kurzzeitig aus dem Ventilsitz gehoben wird. Dies führt zu einer ungewollten Nacheinspritzung, was in einem Fahrzeug erhöhte Schadstoffemissionen und einen erhöhten Verbrauch zur Folge hat. Auch wenn der Magnetanker beim Zurückprellen nicht den kompletten Ankerfreiweg durchläuft, benötigt der Magnetanker einige Zeit bis dieser zur Ruhe kommt. Wird das Magnetventil vor einer endgültigen Beruhigung des Magnetankers erneut angesteuert (z.B. bei Mehrfacheinspritzung mit kurzer Pausenzeit zwischen mehreren Einspritzungen) hängt die resultierende Ankerbewegung von der Position und dem Geschwindigkeitsvektor des Magnetankers zum Zeitpunkt der Ansteuerung ab. Damit kann in der oben geschilderten Situation keine robuste Ventilfunktion gewährleistet werden. Im schlimmsten Fall öffnet das Magnetventil nicht, da der Anschlagimpuls nicht ausreicht, um die Schließkräfte zu überwinden. An den Anschlägen des Magnetankers entsteht über die Lebensdauer des Magnetventils ein gewisser Verschleiß. Durch den hämmernden Kontakt gleichen sich die Oberflächen des Magnetankers und des Ankeranschlags an den Kontaktstellen derart an, dass eine Einglättung bzw. „Verzahnung“ entsteht. Dieser Vorgang findet hauptsächlich in den ersten 50 Mio bis 100 Mio Lastwechseln (ca. 500 Mio bis 1000 Mio Lastwechsel über die gesamte Laufzeit) statt. Dies führt zu einer Änderung des Ventilverhaltens aufgrund zunehmender hydraulischer Dämpfung an den Anschlägen. Die zunehmende hydraulische Dämpfung wirkt sich je nach betrachteter Funktion positiv oder negativ aus. Die erhöhte Dämpfung führt zu einem schnelleren Abklingen der Ankerbewegung nach dem Schließen des Magnetventils, was sich positiv auf die erzielbaren Pausenzeiten zwischen jeder Einspritzung auswirkt. Zusätzlich bewirkt die geänderte Dämpfung eine Verschiebung der Kennlinie durch ein geändertes Öffnungs- und Schließverhalten, was vor allem bei der Dosierung von Kleinmengen zu großen Problemen führen kann. Hier können Abweichungen im Vergleich zum Neuzustand von bis zu 100% auftreten.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Magnetventil zum Steuern von Fluiden umfasst ein Ventilglied zum Öffnen oder Schließen einer Öffnung, einen Magnetanker zum Betätigen des Ventilglieds und einen Ankeranschlag, durch welchen eine Bewegung des Magnetankers begrenzbar ist. Der Magnetanker weist einen Ankerbasiskörper mit einer ersten Ankerbeschichtung auf, die auf dem Ankerbasiskörper angeordnet ist und eine niedrigere Härte als der Ankeranschlag aufweist. Alternativ weist der Ankeranschlag einen Anschlagbasiskörper mit einer ersten Anschlagbeschichtung auf, die auf dem Anschlagbasiskörper angeordnet ist und eine niedrigere Härte als der Magnetanker aufweist. Durch das Vorsehen der ersten Ankerbeschichtung oder der ersten Anschlagbeschichtung ist eine Bewegung des Magnetankers dämpfbar. So kann im Rahmen der Erfindung die erste Ankerbeschichtung oder die erste Anschlagbeschichtung als eine Dämpfungsvorrichtung verstanden werden. Das erhöhte Dämpfen der Ankerbewegung führt zu einer Verminderung von Ankerprellern. Ein schnelleres Angleichen der Kontaktflächen des Ankeranschlags und des Magnetankers innerhalb weniger Lastwechsel führt zu einer erhöhten hydraulischen Dämpfung und damit zu einer Verminderung der Ankerbewegung nach dem Schließen der Öffnung des Magnetventils. Ein weiterer Vorteil ist die Aufrechterhaltung der Kennlinie des Magnetventils über dessen Lebensdauer. Weiterhin wird ein Verschleiß innerhalb weniger Lastspiele vorweggenommen. Daher ändern sich wichtige Parameter wie beispielsweise die Kennlinie, die Totzeit und Schließzeiten des Magnetventils nur noch geringfügig über die Lebensdauer. Das Magnetventil kann als Einspritzventil benutzt werden, wobei ein Fluid eingespritzt werden kann, wenn die Öffnung geöffnet wird. Insbesondere ist das Magnetventil ein Kraftstoffeinspritz-Magnetventil, besonders bevorzugt ein Benzin-Hochdruckeinspritzventil. Das Wirkprinzip einer hydraulischen Dämpfung beruht im Allgemeinen auf der Verdrängung eines Fluides aus einem Spalt zwischen zwei Oberflächen. Hierbei kann beim Betreiben des Magnetventils Fluid aus dem Raum bzw. Spalt zwischen den gegenüberliegenden Flächen des Magnetankers und des Ankeranschlags verdrängt. Bewegen sich der Magnetanker und der Ankeranschlag aufeinander zu, wird zwischen diesen Bauteilen befindliches Fluid aus dem Spalt gedrängt, was zu einem erhöhten Druck im Spalt führt. Je höher die Fluidreibung und je kleiner der Spalt sind, desto höher wird der entstehende Druck. Umgekehrt entsteht ein Unterdruck im Spalt, wenn sich die Bauteile auseinander bewegen. Hierdurch wirkt eine Kraft auf den Magnetanker, die entgegen seiner Bewegung gerichtet ist und somit dämpfend wirkt. Trifft im Allgemeinen eine härtere Oberfläche auf eine weichere Oberfläche, bildet sich das härtere Oberflächenprofil in der weichen Oberfläche ab. Dadurch wird eine Verzahnung der Oberflächen geschaffen, in dem die existierenden Hohlräume ausfüllt werden. Dadurch kann eine hohe hydraulische Dämpfung geschaffen werden, da der effektive Strömungsquerschnitt im Spalt zwischen dem Magnetanker und dem Ankeranschlag deutlich reduziert wird. Die erste Ankerbeschichtung oder die erste Anschlagbeschichtung dient in diesem Fall als „Opferschicht“, die mit zunehmender Laufzeit keine Traganteile mehr übernehmen und stattdessen als Füller zwischen den Rauheitsspitzen des härteren Ankerbasiskörpers oder des härteren Anschlagbasiskörpers dienen. Mit der Zeit wird auch der Ankerbasiskörper und der Anschlagbasiskörper verschleißen und sich angleichen. Bis diese Angleichung abgeschlossen ist, übernehmen die erste Ankerbeschichtung oder die erste Anschlagbeschichtung die Füllung der Zwischenräume. Somit kann in vorteilhafter Weise von Beginn an eine hohe Dämpfung gewährleistet werden, die sich über die Laufzeit nur geringfügig ändern wird. Die Totzeit entspricht der Zeit, die nach Aktivierung des Magnetventils vergeht, bis das Magnetventil sich öffnet.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Vorzugsweise ist die erste Ankerbeschichtung oder die erste Anschlagbeschichtung metallisch. Alternativ kann die erste Ankerbeschichtung oder die erste Anschlagbeschichtung nicht metallisch sein. Bevorzugt ist die erste Ankerbeschichtung oder die erste Anschlagbeschichtung keramisch oder aus Kunststoff ausgebildet.
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Auf dem Magnetanker ist vorzugsweise zwischen dem Ankerbasiskörper und der ersten Ankerbeschichtung eine zweite Ankerbeschichtung angeordnet, die eine höhere Härte als die erste Ankerbeschichtung aufweist. Alternativ ist vorzugsweise auf dem Ankeranschlag zwischen dem Anschlagbasiskörper und der ersten Anschlagbeschichtung eine zweite Anschlagbeschichtung angeordnet, die eine höhere Härte als die erste Anschlagbeschichtung aufweist. Somit kann der Ankerbasiskörper durch die zweite Ankerbeschichtung oder der Anschlagbasiskörper durch die zweite Anschlagbeschichtung vom Verschleiß geschützt werden.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Ankeranschlag einen Anschlagbasiskörper mit einer Anschlagbeschichtung auf, die eine höhere Härte als die erste Ankerbeschichtung auf. Alternativ weist bevorzugt der Magnetanker einen Ankerbasiskörper mit einer Ankerbeschichtung auf, die eine höhere Härte als die erste Anschlagbeschichtung aufweist.
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Ferner bevorzugt ist eine Dicke der ersten Ankerbeschichtung kleiner als 80% einer Höhe einer maximalen Rauheitsspitze der zweiten Ankerbeschichtung, wobei die Höhe der maximalen Rauheitsspitze von einer Mittellinie eines Rauheitsprofils der zweiten Ankerbeschichtung gemessen ist. Im Falle, dass nur die erste Ankerbeschichtung vorgesehen ist, ist bevorzugt eine Dicke der ersten Ankerbeschichtung kleiner als 80% einer Höhe einer maximalen Rauheitsspitze des Ankerbasiskörpers, wobei die Höhe der maximalen Rauheitsspitze von einer Mittellinie eines Rauheitsprofils des Ankerbasiskörpers gemessen ist.
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Alternativ bevorzugt ist eine Dicke der ersten Anschlagbeschichtung kleiner als 80% einer Höhe einer maximalen Rauheitsspitze der zweiten Anschlagbeschichtung, wobei die Höhe der maximalen Rauheitsspitze von einer Mittellinie eines Rauheitsprofils der zweiten Anschlagbeschichtung gemessen ist. Im Falle, dass nur die erste Anschlagbeschichtung vorgesehen ist, ist bevorzugt eine Dicke der ersten Anschlagbeschichtung kleiner als 80% einer Höhe einer maximalen Rauheitsspitze des Anschlagbasiskörpers, wobei die Höhe der maximalen Rauheitsspitze von einer Mittellinie eines Rauheitsprofils des Anschlagbasiskörpers gemessen ist.
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Neben der ersten Ankerbeschichtung oder der ersten Anschlagbeschichtung, die, wie schon beschrieben, jeweils einer Dämpfungsvorrichtung entsprechen, kann beim Magnetventil eine zusätzliche separate Dämpfungsvorrichtung vorgesehen sein. Die separate Dämpfungsvorrichtung ist hierbei eingerichtet, die Bewegung des Magnetankers zu dämpfen. So wird durch die separate Dämpfungsvorrichtung die Dämpfung der Bewegung des Magnetankers verstärkt.
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Wenn der Magnetanker mit der ersten Ankerbeschichtung und/oder der zweiten Ankerbeschichtung versehen ist, sind in vorteilhafter Weise eine Härte der ersten Ankerbeschichtung kleiner als 100HV, bevorzugt kleiner als 150HV, besonders bevorzugt kleiner als 200HV, und/oder eine Härte der zweiten Ankerbeschichtung höher als 800HV, bevorzugt höher als 900HV, besonders bevorzugt höher als 1000HV. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Härte der ersten Ankerbeschichtung kleiner als 200HV und eine Härte der zweiten Ankerbeschichtung größer als 1000HV.
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Wenn der Ankeranschlag mit der ersten Anschlagbeschichtung und/oder der zweiten Anschlagbeschichtung versehen ist, sind vorzugsweise eine Härte der ersten Anschlagbeschichtung kleiner als 100HV, bevorzugt kleiner als 150HV, besonders bevorzugt kleiner als 200HV, und/oder eine Härte der zweiten Anschlagbeschichtung höher als 800HV, bevorzugt höher als 900HV, besonders bevorzugt höher als 1000HV. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Härte der ersten Anschlagbeschichtung kleiner als 200HV und eine Härte der zweiten Anschlagbeschichtung größer als 1000HV.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einem zuvor beschriebenen Magnetventil.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, welches eine zuvor beschriebene Brennkraftmaschine umfasst.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Bauteile jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. In der Zeichnung sind:
- 1 eine schematische Schnittansicht eines Magnetventils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
- 2 eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs des in 1 gezeigten Magnetventils,
- 3 eine schematische Schnittansicht eines Magnetventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
- 4 eine schematische Schnittansicht eines Magnetventils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
- 5 eine schematische Schnittansicht eines Magnetventils gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
- 6 eine schematische Schnittansicht eines Magnetventils gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
- 7 eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs des in 6 gezeigten Magnetventils,
- 8 eine schematische Schnittansicht eines Magnetventils gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
- 9 eine schematische Schnittansicht eines Magnetventils gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und
- 10 eine schematische Schnittansicht eines Magnetventils gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein Magnetventil 1 zum Steuern von Fluiden gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
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Das Magnetventil 1 ist als Einspritzventil ausgebildet. Insbesondere ist das Magnetventil 1 ein Kraftstoffeinspritz-Magnetventil, besonders bevorzugt ein Benzin-Hochdruckeinspritzventil. Das Magnetventil 1 ist eingerichtet, Kraftstoff in einen Brennraum 11 einer Brennkraftmaschine 10 einzuspritzen.
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Wie aus 1 ersichtlich 1 ist, umfasst das Magnetventil 1 ein Ventilglied 2 zum Öffnen oder Schließen einer Öffnung 3, einen Magnetanker 4 zum Betätigen des Ventilglieds 2, und einen Ankeranschlag 5, durch welchen eine Bewegung des Magnetankers 4 begrenzbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Magnetventil 1 als ein nach innen öffnendes Ventil ausgebildet. Das heißt, dass die Öffnung 3 geöffnet wird, wenn das Ventilglied 2 in Richtung zum Inneren des Magnetventils 1 bewegt wird. Des Weiteren ist der Ankeranschlag 5 derart angeordnet, dass die Bewegung des Magnetankers 4 beim Schließvorgang begrenzt wird.
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Das Ventilglied 2 ist als Nadel ausgebildet und nicht fest mit dem Magnetanker 4 verbunden. Der Magnetanker 4 ist zwischen dem Ankeranschlag 5 und einem weiteren Ankeranschlag 6 fliegend gelagert. Insbesondere ist der Ankeranschlag 5 als eine am Ventilglied 2 angebrachte Anschlaghülse ausgebildet. Der weitere Ankeranschlag 6 ist vorzugsweise als ein am Ventilglied 2 befestigter Anschlagring ausgestaltet. Weiterhin ist der Ankeranschlag 5 dem Brennraum 11 der Brennkraftmaschine 10 zugewandt, wobei der weitere Ankeranschlag 6 einem Rail bzw. Verteiler der Brennkraftmaschine zugewandt ist. Zum Bewegen des Magnetankers 4 ist vorzugsweise eine Magnetspule 8 und ein Innenpol 9 vorgesehen. Bei Bestromung der Magnetspule 8 zieht die Magnetspule 8 den Magnetanker 4 in Richtung des Innenpols 9. Durch das Kontaktieren des Magnetankers 4 mit dem weiteren Ankeranschlag 6 wird das Ventilglied 2 betätigt, was beim nach innen öffnenden Magnetventil 1 zum Öffnen des Magnetventils 1 führt.
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Die vorbeschriebene Anordnung des Ventilglieds 2 und des Magnetankers 4 in Bezug aufeinander weist den Vorteil auf, dass durch einen entstehenden Impuls des Magnetankers 4 beim Öffnen bei gleicher Magnetkraft das Ventilglied 2 auch bei höheren Kraftstoffdrücken sicher geöffnet werden kann. Dies wird als mechanische Boosterung bezeichnet. Ferner wird eine Entkopplung der Massen des Ventilglieds 2 und des Magnetankers 4, wodurch die Anschlagskräfte im Ventilsitz des Magnetventils 1 auf zwei Impulse aufgeteilt werden. Somit kann ein Verschleiß des Ventilsitzes reduziert werden. Die Entkopplung der Massen des Ventilglieds 2 und des Magnetankers 4 führt auch zu einer geringeren Prellerneigung bei hochdynamischen Einspritzventilen.
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Beim Magnetventil 1 ist ferner ein Federelement 7 vorgesehen. Das Federelement 7 ist derart eingerichtet, dass in einem Ruhezustand des Magnetankers 4 der Magnetanker 4 am Ankeranschlag 5 anliegt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Federelement 7 eine Druckfeder, die eine Kraft in Richtung zum Ankeranschlag 5 bzw. in einer Schließrichtung des Magnetventils 1 auf das Ventilglied 2 ausübt.
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Im Rahmen der Erfindung kann der Ankeranschlag 5 als ein erster Ankeranschlag und der weitere Ankeranschlag 6 als ein zweiter Ankeranschlag verstanden werden.
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Zwischen dem Magnetanker 4 und den beiden Ankeranschlägen 5, 6 ist ein axiales Spiel 101 vorgesehen, welches als Ankerfreiweg genannt wird. In 1 ist das Magnetventil 1 im geschlossenen Zustand dargestellt, in dem der Magnetanker 4 am Ankeranschlag 5 anliegt. So entspricht in diesem Zustand das axiale Spiel 101 einem Spalt zwischen dem Magnetanker 4 und dem weiteren Ankeranschlag 6. Der geschlossene Zustand entspricht dem Ruhezustand des Magnetankers 4. Wenn sich der Magnetanker 4 am weiteren Ankeranschlag 6 anliegt, was im offenen Zustand des Magnetventils 1 der Fall ist, entspricht das axiale Spiel 101 einem Spalt zwischen dem Magnetanker 4 und dem weiteren Ankeranschlag 6. In einem Zustand zwischen dem geschlossenen und dem offenen Zustand entspricht das axiale Spiel 101 der Kombination aus dem zu diesem Zeitpunkt vorhandenen Spalt zwischen dem Magnetanker 4 und dem Ankeranschlag 5 und dem zu diesem Zeitpunkt vorhandenen Spalt zwischen dem Magnetanker 4 und dem weiteren Ankeranschlag 6.
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Der Magnetanker 4 weist einen Ankerbasiskörper 40 mit einer ersten Ankerbeschichtung 41 auf, wobei der Ankeranschlag 5 einen Anschlagbasiskörper 50 aufweist. Hierbei ist die erste Ankerbeschichtung 41 direkt auf dem Ankerbasiskörper 40 angeordnet und hat eine niedrigere Härte als der Ankeranschlag 5 bzw. der Anschlagbasiskörper 50. Der Ankeranschlag 5 weist in diesem Ausführungsbeispiel keine Beschichtung auf.
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Der Magnetanker 4 und der Ankeranschlag 5 sind über die erste Ankerbeschichtung 41 kontaktierbar. Das heißt, dass die Härte der ersten Ankerbeschichtung 41 kleiner als die Härte des Teils des Ankeranschlags 5 ist, mit dem die erste Ankerbeschichtung 41 kontaktierbar ist.
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Insbesondere ist die erste Ankerbeschichtung 41 metallisch. Alternativ kann die erste Ankerbeschichtung 41 keramisch oder aus Kunststoff ausgebildet sein.
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Weiterhin ist eine Härte der ersten Ankerbeschichtung 41 kleiner als 100HV, bevorzugt kleiner als 150HV, besonders bevorzugt kleiner als 200HV.
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Die 2 ist eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs des in 1 gezeigten Magnetventils 1. Aus der 2 ist ersichtlich, dass sich das härtere Profil des Anschlagkörpers 50 im weicheren Profil der ersten Ankerbeschichtung 41 bildet. Somit ist eine Verzahnung zwischen dem Ankerbasiskörper 40 und dem Anschlagbasiskörper 50 durch das Ausfüllen von Hohlräumen über die erste Ankerbeschichtung 41 erzielt.
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Weiterhin ist eine Dicke d1 (1) der ersten Ankerbeschichtung 41 kleiner als 80% einer Höhe H1 einer maximalen Rauheitsspitze des Ankerbasiskörpers 40, wobei die Höhe H1 der maximalen Rauheitsspitze von einer Mittellinie M1 eines Rauheitsprofils des Ankerbasiskörpers 40 gemessen ist (2).
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Durch den oben beschriebenen Aufbau des Magnetankers 4 sowie des Ankeranschlags 5 ergeben sich deutliche Vorteile. So gleichen sich die kontaktierenden Oberflächen des Magnetankers 4 und des Ankeranschlags 5 (d.h., die erste Ankerbeschichtung 41 und der Anschlagbasiskörper 50) schnell innerhalb der ersten tausend Lastwechsel an, was zu guten Dämpfungseigenschaften führt. Gleichzeitig garantiert der darunterliegende härtere Ankerbasiskörper 40 des Magnetankers 4 einen Verschleißschutz, der den Magnetanker 4 über die Laufzeit schützt. Die Änderung der hydraulischen Dämpfung findet damit gleich zu Beginn der Laufzeit, die auch noch im Werk beginnen kann, statt. Damit kann ein gleichbleibendes Verhalten des Magnetventils 1 auch über lange Laufzeiten garantiert werden. Insbesondere wird eine unerwünschte Nacheinspritzung aufgrund eines Zurückprellens des Magnetankers 4 auf den Ankeranaschlag 5 vermieden.
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Die 3 zeigt ein Magnetventil 1 zum Steuern von Fluiden gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Hier weist der Magnetanker 4 im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel ferner eine zweite Ankerbeschichtung 42 auf, die zwischen dem Ankerbasiskörper 40 und der ersten Ankerbeschichtung 41 angeordnet ist. Die zweite Ankerbeschichtung 42 hat eine höhere Härte als die erste Ankerbeschichtung 41.
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Die Dicke d3 (3) der ersten Ankerbeschichtung 41 ist kleiner als 80% einer Höhe H1 einer maximalen Rauheitsspitze der zweiten Ankerbeschichtung 42, wobei die Höhe H1 der maximalen Rauheitsspitze von einer Mittellinie M1 eines Rauheitsprofils der zweiten Ankerbeschichtung 42 gemessen ist (Bezugszeichen 42 in Klammern gesetzt in 2).
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Weiterhin ist eine Härte der ersten Ankerbeschichtung 41 kleiner als 100HV, bevorzugt kleiner als 150HV, besonders bevorzugt kleiner als 200HV und/oder eine Härte der zweiten Ankerbeschichtung 42 höher als 800HV, bevorzugt höher als 900HV, besonders bevorzugt höher als 1000HV. Insbesondere sind die Härte der ersten Ankerbeschichtung 41 kleiner als 200HV und die Härte der zweiten Ankerbeschichtung 42 größer als 1000HV.
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Die 4 zeigt ein Magnetventil 1 zum Steuern von Fluiden gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Hier ist neben der ersten Ankerbeschichtung 41 auf dem Ankerbasiskörper 40 wie im ersten Ausführungsbeispiel eine Anschlagbeschichtung 53 direkt auf dem Anschlagbasiskörper 50 angeordnet. Die Anschlagbeschichtung 53 weist dabei eine höhere Härte als die erste Ankerbeschichtung 41 auf. Der Magnetanker 4 und der Ankeranschlag 5 sind über die erste Ankerbeschichtung 41 und die Anschlagbeschichtung 53 miteinander kontaktierbar. Die erste Ankerbeschichtung 41 und die Anschlagbeschichtung 53 sind einander gegenüberliegend angeordnet.
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Die 5 zeigt ein Magnetventil 1 zum Steuern von Fluiden gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Hier sind wie im zweiten Ausführungsbeispiel zwei Ankerbeschichtungen vorgesehen, nämlich die erste Ankerbeschichtung 41 und die zweite Ankerbeschichtung 42. Ferner ist wie im dritten Ausführungsbeispiel die Anschlagbeschichtung 53 auf dem Anschlagbasiskörper 50 angeordnet.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 6 und 7 ein Magnetventil 1 zum Steuern von Fluiden gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Der Ankeranschlag 5 weist einen Anschlagbasiskörper 50 mit einer ersten Anschlagbeschichtung 51 auf, die direkt auf dem Anschlagbasiskörper 50 angeordnet ist und eine niedrigere Härte als der Magnetanker 4 bzw. der Magnetbasiskörper 40 aufweist. Dabei ist keine Beschichtung auf dem Magnetanker 4 vorgesehen.
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Weiterhin ist eine Dicke d2 (6) der ersten Anschlagbeschichtung 51 kleiner als 80% einer Höhe H2 einer maximalen Rauheitsspitze des Anschlagbasiskörpers 50, wobei die Höhe H1 der maximalen Rauheitsspitze von einer Mittellinie M2 eines Rauheitsprofils des Anschlagbasiskörpers 50 gemessen ist (7).
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Des Weiteren ist eine Härte der ersten Anschlagbeschichtung 51 kleiner als 100HV, bevorzugt kleiner als 150HV, besonders bevorzugt kleiner als 200HV.
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Die 8 zeigt ein Magnetventil 1 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Hier weist der Anschlagkörper 5 ferner eine zweite Anschlagbeschichtung 52 auf, die zwischen dem Anschlagbasiskörper 50 und der ersten Anschlagbeschichtung 51 angeordnet ist. Die zweite Anschlagbeschichtung 52 hat eine höhere Härte als die erste Anschlagbeschichtung 51.
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Die Dicke d3 (8) der ersten Anschlagbeschichtung 51 ist kleiner als 80% einer Höhe H2 einer maximalen Rauheitsspitze der zweiten Anschlagbeschichtung 52, wobei die Höhe H2 der maximalen Rauheitsspitze von einer Mittellinie M2 eines Rauheitsprofils der zweiten Anschlagbeschichtung 52 gemessen ist (Bezugszeichen 52 in Klammern gesetzt in 7).
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Weiterhin ist eine Härte der ersten Anschlagbeschichtung 51 kleiner als 100HV, bevorzugt kleiner als 150HV, besonders bevorzugt kleiner als 200HV und/oder eine Härte der zweiten Anschlagbeschichtung 52 höher als 800HV, bevorzugt höher als 900HV, besonders bevorzugt höher als 1000HV. Insbesondere sind die Härte der ersten Anschlagbeschichtung 51 kleiner als 200HV und die Härte der zweiten Anschlagbeschichtung 52 größer als 1000HV.
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Die 9 zeigt ein Magnetventil 1 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Hier ist neben der ersten Anschlagbeschichtung 51 auf dem Anschlagbasiskörper 50 eine Ankerbeschichtung 43 direkt auf dem Ankerbasiskörper 40 angeordnet. Die Ankerbeschichtung 43 weist dabei eine höhere Härte als die erste Anschlagbeschichtung 51 auf.
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Die 10 zeigt ein Magnetventil 1 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Hier sind zwei Anschlagbeschichtungen vorgesehen, nämlich die erste Anschlagbeschichtung 51 und die zweite Anschlagbeschichtung 52, wobei die zweite Anschlagbeschichtung 52 zwischen der ersten Anschlagbeschichtung 51 und dem Anschlagbasiskörper 50 angeordnet ist. Ferner ist die Ankerbeschichtung 43 direkt auf dem Ankerbasiskörper 40 angebracht.
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Im Allgemeinen wird durch die vorliegende Erfindung ein Magnetventil mit einem ersten Bauteil (Magnetanker oder Ankeranschlag) und einem zweiten Bauteil (Ankeranschlag oder Magnetanker) vorgeschlagen, die mitaneinander kontaktierbar sind, wobei die Härten deren miteinander kontaktierenden Oberflächen unterschiedlich sind. Dies wird durch das Vorsehen einer Schicht bzw. Beschichtung auf einem der Bauteile erreicht, welche weicher als die gegenüberliegende Oberfläche des anderen Bauteils ist. Durch diesen Aufbau gleichen sich die miteinander kontaktierenden Oberflächen schnell innerhalb der ersten tausend Lastwechsel an, was zu guten Dämpfungseigenschaften führt.
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Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung mithilfe eines nach innen öffnenden Ventils erklärt wurde. Allerdings kann das Magnetventil 1 als ein nach außen öffnendes Ventil ausgebildet sein. In diesem Fall betreffen die oben beschriebenen Ausführungsformen hinsichtlich der Anschlagbeschichtungen den weiteren Ankeranschlag 6 statt den Ankeranschlag 5 und hinsichtlich der Ankerbeschichtungen, wenn vorhanden, die dem weiteren Anschlag 6 zugewandte Fläche des Magnetankers 4.