Stand der Technik
[0001] Die Erfindung geht aus von einem Magnetsystem für Magnetventile zur Steuerung von
Flüssigkeiten, insbesondere für Kraftstoffeinspritzventile, der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 definierten Gattung.
[0002] In der DE 39 21 151 A1 ist ein solches Magnetsystem für ein Kraftstoffeinspritzventil
angegeben (vergl. Fig. 3), das zur Verdeutlichung seines prinzipiellen Aufbaus in
Fig. 1 skizziert ist.
[0003] Das bekannte Magnetsystem gemäß Fig. 1 weist einen Elektromagneten 1 mit einer Erregerspule
2 auf, die einen einen Magnetpol mit Polfläche bildenden zylindrischen Magnetkern
3 umgibt. Koaxial zum Magnetkern 3 ist die Erregerspule 2 von einem Magnetgehäuse
4 umschlossen, das einerseits über ein Rückschlußjoch 5 an der von der Polfläche abgekehrten
Stirnseite des Magnetkerns 3 und andererseits über einen Ringsteg 6 mit magnetischer
Engstelle 7 nahe der Polfläche des Magnetkerns 3 mit diesem magnetisch leitend verbunden
ist. Auf dem Ringsteg 6 sitzt koaxial zum Magnetkern 3 ein dünner, scheibenförmiger
Permanentmagnet 8, der von einem ringförmigen Polplättchen 9 abgedeckt ist. Dem von
dem Magnetkern 3 gebildeten Magnetpol liegt ein Anker 10 gegenüber, der sich teilweise
über das Polplättchen 9 erstreckt und zur Polfläche einen Arbeitsluftspalt 11 ausbildet.
Die Anordung des Permanentmagneten 8 und die Durchflutung der Erregerspule 2 ist so
getroffen, daß die Magnetflüsse von Permanentmagnet 8 und Elektromagnet 1 im Arbeitsluftspalt
11 einander entgegengerichtet sind. Der mit dem Ventilglied des Magnetventils fest
verbundene Anker 10 ist freifliegend ausgebildet. Bei unerregtem Elektromagneten 1
wird er von dem Permanentmagneten 8 entgegen dem in der Ventilkammer auf das Ventilglied
wirkenden hydraulischen Druck am Magnetkern 3 angezogen gehalten. Mit Erregung des
Elektromagneten 1 wird der Magnetfluß des Permanentmagneten 8 im Arbeitsluftspalt
11 geschwächt, so daß dessen auf den Anker 10 wirkende Haltekraft soweit abnimmt,
bis der Anker 10 aufgrund der hydraulischen Gegenkraft vom Magnetkern 3 abhebt und
dadurch das Ventil öffnet.
[0004] Der von der Erregerspule 2 erzeugte Magnetfluß ist in Fig. 1 mit 4)
E und der vom Permanentmagnet 8 erzeugte Magnetfluß mit 4)p bezeichnet. Deutlich ist
zu erkennen, daß der Magnetfluß 4)
E, sich über Anker 10, Arbeitslufspalt 11, Magnetkern 3, Rückschlußjoch 5, Magnetgehäuse
4, Permanentmagnet 8 und Polplättchen 9 in zwei zur Achse des Magnetsystems symmetrischen
Magnetkreisen ausbildet. Da der Permanentmagnet 8 eine Permeabilität wie die von Luft
hat, erzeugt er in dem Magnetkreis des Elektromagneten 1 einen relativ hohen magnetischen
Widerstand, der durch erhöhte Ansteuerleistung der Erregerspule kompensiert werden
muß. Zur Reduzierung des magnetischen Widerstandes macht man daher die Querschnittsfläche
des Permanentmagneten 8 relativ groß, während sich die dadurch geringe mögliche Dicke
des Permanentmagneten 8 aus der erforderlichen magnetischen Spannung und der möglichst
großen Koerzitivfeldstärke ergibt. Wegen seiner größeren Fläche werden auch die Wirbelstromverluste
in dem Permanentmagneten 8 größer. Dünne, große Permanentmagnete 8 sind bei ihrer
Bearbeitung einer erheblichen Bruchgefahr ausgesetzt, was die Herstellungskosten beträchtlich
erhöht. Zur Reduzierung der Wirbelstromverluste ist der Permanentmagnet 8 aus Kobalt-Samarium
hergestellt, das relativ niederohmig ist, dafür allerdings sehr spröde, so daß die
Bruchgefahr bei der Magnetbearbeitung noch weiter verstärkt wird. Wie bereits erwähnt,
wird der freifliegende Anker 10 ausschließlich von dem auf das Ventilglied des Magnetventils
wirkenden hydraulischen Gegendruck vom Magnetpol abgehoben. Der hydraulische Gegendruck
nimmt während der Öffnungsphase des Magnetventils stark ab und wird teilweise sogar
negativ. Daher wäre zum sicheren Offenhalten des Ventils eine umpolende Magnetkraft
erwünscht. Auch bei Umkehrung des Magnetflusses im Anker 10 ist dies unmöglich, da
die Magnetkraft proportional zu (4)p - φ
E)
2 ist, also proportional zum Quadrat der Magnetflußdifferenz.
Vorteile der Erfindung
[0005] Das erfindungsgemäße Magnetsystem mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
1 hat den Vorteil, daß der Magnetkreis des Elektromagneten sich nunmehr über den Gegenpol,
den zweiten Arbeitsluftspalt, den Anker, den ersten Arbeitsluftspalt, den Magnetkern,
das Rückschlußjoch und das Magnetgehäuse schließt und damit der Permanentmagnet mit
seinem großen magnetischen Widerstand nicht mehr im Magnetkreis des Elektromagneten
liegt. Dadurch wird einerseits die Ansteuerleistung für den Elektromagneten geringer,
insbesondere bei vom Permanentmagneten abgefallenen Anker, und andererseits eine größere
Freiheit in der Dimensionierung des Permanentmagneten und in dessen Materialauswahl
gewonnen. Der Permanentmagnet braucht nicht mehr nach dem Gesichtspunkt des minimierten
magnetischen Widerstandes bemessen zu werden. Der Permanentmagnet kann damit dicker
gemacht werden, so daß seine Bruchfestigkeit vergrößert wird. Als Magnetmaterial kann
anstelle des bisher wegen seines geringen Temperaturkoeffizienten der Remanenz verwendeten
Kobalt-Samarium jetzt auch Eisen-Neodym verwendet werden, das bei vergleichbarer magnetischer
Energie etwa doppelt so hochohmig ist und wegen seines hohen Temperaturkoeffizienten
der Remanenz bisher nicht in Betracht gezogen wurde. Eisen-Neodym ist nicht so spröde
wie Kobalt-Samarium und läßt sich besser verarbeiten. Insgesamt läßt sich bei dem
erfindungsgemäßen Magnetsystem der Permanentmagnet wesentlich kostengünstiger fertigen.
[0006] Bei der konstruktiven Ausbildung des erfindungsgemäßen Magnetsystems mit Gegenpol
und zweitem Arbeitsluftspalt wird mit Erregung des Elektromagneten auf den Anker eine
Abhebekraft ausgeübt, die der Anzugskraft des Permanentmagneten entgegengerichtet
ist. Wie Fig. 3 zeigt, nimmt die auf den Anker wirkende Anzugskraft von Permanentmagnet
und Elektromagnet (bei konstantem Arbeitsluftspalt) mit zunehmender Erregung des Elektromagneten
ab und wird schließlich negativ, so daß der Anker nicht nur vom Hydraulikdruck im
Magnetventil vom Magnetpol abgezogen wird, sondern zusätzlich durch eine elektromagnetisch
erzeugte Abhebekraft. Diese negative Magnetkraft ist bei der Verwendung des Magnetsystems
in Hydraulikventilen, insbesondere Kraftstoffeinspritzventilen, erwünscht, da bei
diesen der über das Ventilglied auf den Anker wirkende hydraulische Druck während
des Öffnungshubs des Magnetsystems sehr klein wird und nicht mehr ausreichend ist,
den Anker in einer definierten Endlage, in welcher das Magnetventil definiert geöffnet
ist, zu halten. Diese "negative Anzugskraft" auf den Anker wird ohne Stromumkehr in
der Erregerspule des Elektromagneten erzeugt, so daß ein Eingriff in die Steuerelektronik
nicht erforderlich ist. Bei abgeschalteter Magneterregung wirkt auf den Anker eine
maximale Anzugskraft F
max. Mittels der magnetischen Spannung am Streuluftspalt zwischen Magnetgehäuse und Gegenpol
kann der Arbeitsbereich zwischen F
max-an und F
min-an (an
= angezogen) über die Durchflutung I
.w, entsprechend der strichlinierten Linie in Fig. 3 parallel verschoben werden. Die
in Fig. 3 punktiert gezeichnete Kennlinie für den abfallenden Anker kann ebenfalls
längs der Durchflutung verschoben werden. Die Umschaltpunkte w°Ian,w°Iab, bei welchen
die Anzugskraft F gleich der auf den Anker wirkenden Hydraulikkraft F
hy
dr ist, (bei Verwendung des Magnetsystems in einem hydraulischen Magnetventil)sind so
einstellbar. Ohne magnetische Spannung am Streuluftspalt lägen sie außerhalb des gewünschten
Bereichs.
[0007] Die Hysterese l
an - l
ab der elektrischen Erregung des Elektromagneten, d.h. die zum Bewegen des Ankers aus
den beiden Anschlagstellungen erforderliche Erregung des Elektromagneten, ist bei
ansonst gleichen Daten um den Faktor 12 kleiner als bei dem bekannten Magnetsystem.
Damit geht der zur Aussteuerung der Hysterese erforderliche Leistungsbedarf um die
Hälfte zurück. Dies ermöglicht entweder eine Stromreduzierung und damit eine Reduktion
der Wirbelstromverluste oder eine Reduktion der Windungszahl der Erregerspule und
damit eine Verringerung deren Induktivität.
[0008] Das erfindungsgemäße Magnetsystem zeichnet sich ferner durch eine ausreichend große
Änderungsgeschwindigkeit der auf den Anker wirkenden Magnetkraft über den Erregerstrom
aus. Damit reduziert sich der Einfluß von variablen Kräften F
hy
dr. an den Ankeranschlägen auf die Schaltzeit.
[0009] Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen
und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Schaltungsanordnung möglich.
[0010] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die vom Rückschlußjoch
abgekehrte Stirnseite des Magnetgehäuses über einen vorzugsweise damit einstückigen
Ringsteg mit dem Magnetkern nahe dessen Polfläche verbunden. Der Permanentmagnet liegt
auf dem Ringsteg auf und wird lediglich durch seine Magnetkraft an diesem gehalten.
Im Ringsteg ist eine in Radialrichtung wirkende magnetische Engstelle eingebracht.
Durch entsprechende Ausbildung dieser Engstelle kann die Aussteuerung des Magnetflusses
im Magnetkern optimal eingestellt werden. Durch gezielte Sättigung der magnetischen
Engstelle läßt sich außerdem verhindern, daß kein Streufluß des Elektromagneten über
die Engstelle fließt.
[0011] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Gegenpol mit Flußleitelement
durch eine Polplatte realisiert, die mittels eines Halters am Magnetgehäuse befestigt
ist. Der Halter besteht aus unmagnetischem Material oder aus weichmagnetischem Material,
z.B. Nickel-Eisen, mit einer Curie-Temperatur von ca. 80°C. Das weichmagnetische Material
wird dann verwendet, wenn der Permanentmagnet aus Eisen-Neodym hergestellt wird, um
den hohen Temperaturgang des aus Eisen-Neodym gefertigten Permanentmagneten mit dem
großen Temperaturgang der niedrig liegenden Sättigungsinduktion des Nickel-Eisen exakt
zu kompensieren.
Zeichnung
[0012] Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt eines Magnetsystems gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Magnetsystems,
Fig. 3 Diagramme der Magnetkraft des Magnetsystems in Fig. 2 über den Strom in der
Erregerspule,
Fig. 4 einen Längsschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils, mit integrierten Magnetsystem
gemäß Fig. 2,
Fig. 5 eine Detaildarstellung eines Ausschnitts des Kraftstoffeinspritzventils in
Fig. 4.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
[0013] In Fig. 2 ist schematisch ein Längsschnitt eines Magnetsystems für Magnetventile
zur Steuerung von Flüssigkeiten dargestellt, der den prinzipiellen Aufbau des Magnetsystems
verdeutlicht. Das Magnetsystem besteht aus einem Elektromagneten 38 und aus einem
Permanentmagneten 21. Der Elektromagnet 20 weist in bekannter Weise eine Erregerspule
38 auf, die einen einen Magnetpol 22 mit Polfläche 23 bildenden Magnetkern 24 ringförmig
umgibt und ihrerseits von einem Magnetgehäuse 25 umschlossen ist. Das Magnetgehäuse
25 ist einerseits über ein Rückschlußjoch 26 mit der von der Polfläche 23 abgekehrten
Stirnseite des Magnetkerns 24 und andererseits über einen Ringsteg 27 nahe der Polfläche
23 mit dem Magnetkern 24 verbunden. Magnetkern 24, Magnetgehäue 25, Rückschlußjoch
26 und Ringsteg 27 bestehen aus dem gleichen ferromagnetischen Material. Der ringförmige
Permanentmagnet 21 liegt auf dem Ringsteg 27 auf und umschließt den Magnetkern 24.
Er wird am Ringsteg 27 ausschließlich durch seine Magnetkraft gehalten und überdeckt
nur einen Teil der Fläche des Ringstegs 27. Der Permanentmagnet kann aus Eisen-Neodym
hergestellt sein.
[0014] Dem Magnetpol 22 liegt ein scheibenförmiger Anker 28 unter Ausbildung eines ersten
Arbeitsluftspaltes 31 freifliegend gegenüber und überdeckt einen Teilbereich des Permanentmagneten
21 unter Ausbildung eines größeren Ringluftspaltes 33. Auf der vom Arbeitsluftspalt
31 abgekehrten Seite des Ankers 28 liegt ein magnetischer Gegenpol 29, dessen Polfläche
30 zum Anker 28 einen zweiten Arbeitsluftspalt 32 ausbildet. Der Gegenpol 29 mit seiner
ringförmigen Polfläche 30 ist auf einer Polplatte 35 ausgebildet, die mit einem Randsteg
36 den Permanentmagneten 21 umgreift und über einen ringförmigen Streuluftspalt 34
an dem Ringsteg 27 und damit am Magnetgehäuse 25 angekoppelt ist. Die Polplatte 35
ist mit einem Halteelement 37 an dem Magnetgehäuse 25 befestigt und weist eine kreisförmige
Ausnehmung zum Durchtritt eines mit dem Anker 28 zu verbindendes Ventilglieds auf.
Das Halteelement 37 besteht entweder aus unmagnetischem Material oder aus weichmagnetischem
Material mit einer Curie-Temperatur von ca. 80°C. Ein solches Beispiel für ein weichmagnetisches
Material ist Nickel-Eisen. Letzteres wird bevorzugt dann verwendet, wenn der Permanentmagnet
21 aus Eisen-Neodym hergestellt ist. Mit dem großen Temperaturgang der niedrig liegenden
Sättigungsinduktion des Nickel-Eisens kann der hohe Temperaturgang des Permanentmagneten
21 aus Eisen-Neodym exakt kompensiert werden. Die durch eingetragene Symbole charakterisierte
Durchflutung der Erregerspule 38 des Elektromagneten 20 und die Anordnung des in Axialrichtung
magnetisierten Permamentmagneten 21 ist so getroffen, daß die Magnetflüsse 4)
E und 4)p von Elektromagnet 20 und Permanentmagnet 21 im Arbeitsluftspalt 31 einander
entgegengerichtet sind. Die beiden Magnetflüsse bilden sich symmetrisch zur Achse
des Magnetsystems aus. Der Übersichtlichkeit halber ist in Fig. 2 der jeweilige Magnetfluß
nur in einer Symmetriehälfte dargestellt. Der Magnetfluß φ
P des Permanentmagneten 21 teilt sich in zwei Teilflüsse φ
P1 und φ
P2 auf. Ein Streufluß φ
P3 bildet sich über den Streuluftspalt 34 aus. 4)p2 geht in dem den Anker 28 überragenden
Bereich 67 des Permanentmagneten 21 nicht über den Anker 21 und dient der magnetischen
Vorspannung des Streuluftspaltes 34.
[0015] In dem Ringsteg 27 ist durch Einbringen einer Ringnut 39 eine magnetische Engstelle
40 ausgebildet. Diese Engstelle 40 reduziert den Teilfluß φ
P2 auf einen Wert, der für die Aussteuerung des Flusses im Magnetkern 24 in beiden Richtungen
optimal ist. Außerdem kann die Engstelle 40 gezielt gesättigt werden, so daß verhindert
wird, daß ein Streufluß von 4)
E über diesen Pfad fließt. Die Bewegung des Ankers 28 ist durch hier nicht dargestellte
Anschläge begrenzt, so daß jeweils ein Restluftspalt zwischen den Polflächen 23 bzw.
30 und dem am Anschlag liegenden Anker verbleibt. Der Ringluftspalt 33 ist etwa doppelt
so groß bemessen wie der maximale Arbeitsluftspalt 31 bzw. der maximale Arbeitsluftspalt
32, der dem maximalen Hub des Ankers 28 entspricht. Die ringförmige Querschnittsfläche
des Permanentmagneten 21 ist dabei etwa 1,5 mal größer gemacht als die Summe der Polflächen
23,30 von Magnetpol 22 und Gegenpol 29.
[0016] Die Kraft F, die auf den Anker 28 nach oben, d.h. zum Magnetpol 22 hin, wirkt, ist
in Fig. 3 in Abhängigkeit von der Durchflutung e für die beiden Anschlagstellungen
des Ankers (an = angezogen; ab = abgefallen) dargestellt. Ist die Durchflutung e der
Erregerspule 38 Null, so wird der Anker 28 mit maximalen Kräften F
max-
an,F
max-
ab beaufschlagt, die ausschließlich vom Permanentmagneten 21 erzeugt werden. Mit zunehmender
Durchflutung e der Erregerspule 38 oder durch Veränderung des Streuluftspaltes 34
wird der Magnetfluß des Permanentmagneten 21 im Arbeitsluftspalt 31 geschwächt. Zugleich
wird im Arbeitsluftspalt 32 eine den Anker 28 in Gegenrichtung beaufschlagende Gegenkraft
erzeugt. Die auf den Anker 28 nach oben wirkende Kraft nimmt gemäß Fig. 3 ab und wird
schließlich negativ.
[0017] In Fig. 4 ist im Längsschnitt ein Kraftstoffeinspritzventil dargestellt, in dem das
beschriebene Magnetsystem eingesetzt ist. Soweit Bauteile mit denen in Fig. 2 übereinstimmen,
sind sie mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Magnetsystem ist in einem Siebgehäuse
41 eingesetzt, in dem ein Kraftstoffzufluß 42 und ein Kraftstoffabfluß 43 vorgesehen
sind. Kraftstoffzufluß 42 und Kraftstoffabfluß 43 sind durch ein eingespritztes Filter
oder Sieb 44 von axialen Axialkanälen 45,66 getrennt, die sich bis zur Polplatte 35
des Magnetsystems erstrecken. Zwischen den Axialkanälen 45,66 sind eine Mehrzahl von
Kraftstoffleitstücken 55 eingesetzt (Fig. 5). Die Polplatte 35 schließt das Siebgehäuse
41 stirnseitig ab und ist mit unmagnetischen bzw. temperaturabhängig magnetisch gesättigten
Anschlußstücken 46, die dem Halteelement 37 in Fig. 2 entsprechen, an dem Magnetgehäuse
25 angeschweißt. Durch die kreisförmige Aussparung 47 der Polplatte 35 tritt ein Ventilkörper
48 hindurch, der fest mit dem Anker 28 verbunden ist. Konzentrisch zu der Aussparung
47 trägt die Polplatte 35 auf der von dem Anker 28 abgekehrten Seite eine Aussparung
49, an welcher ein Ventilsitz 50 ausgebildet ist, mit dem der Ventilkörper 48 zum
Schließen und Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils zusammenwirkt. Oberhalb des Ventilsitzes
50 trägt der Ventilkörper 48 eine Umlaufnut 51, die über in der Polplatte 35 im Bereich
der Durchtrittsöffnung 47 angeordnete Radialschlitze 52 mit einem den Anker 28 kreisförmig
umgebenden Strömungsspalt 53 in Verbindung steht, der seinerseits über Kanäle 56 mit
den Axialkanälen 66 in Verbindung steht. Die Kraftstoffströmung in Kanälen 54 zwischen
den Axialkanälen 45 und 66 soll vorzugsweise die Polplatte 35 kühlen. Die Kraftstoffströmung
im Strömungsspalt 53 kühlt den vorderen Bereich des Ventils. Bei Heißstart kann sich
der flüssige Teil des Kraftstoffs unterhalb der Kanäle 54 in dem Raum 56 (Fig. 4)
sammeln und von den gasförmigen Komponenten so trennen, daß nur flüssiger Kraftstoff
eingespritzt wird.
[0018] Die Bereiche 57 des Siebgehäuses 41 sind federnd ausgebildet, so daß sich das Siebgehäuse
41 unabhängig von der Größe eines O-Rings 58 gegen einen Anschlag 59 an der Polplatte
35 anpreßt. Die Erregerwicklung 38 des Elektromagneten 20 wird von einem Spulenkörper
60 getragen und ist mit Anschlußstiften 61 verbunden. Diese wiederum sind mit Steckerstiften
62 in einem Steckergehäuse 63 verschweißt. Das Steckergehäuse 63 ist mit dem Magnetgehäuse
25 durch eine Umbördelung 64 fest verbunden. Der Magnetkern 24 mit daran einstückig
befestigtem Rückschlußjoch 26 und Erregerspule 38 sind im Magnetgehäuse 25 durch eine
Vergußmasse 65 vergossen.
1. Magnetsystem für Magnetventile zur Steuerung von Füssigkeiten, insbesondere für
Kraftstoffeinspritzventile, mit einem Elektromagneten, der einen einen Magnetpol bildenden
Magnetkern, eine den Magnetkern umschließende Erregerspule und ein dazu koaxiales,
die Erregerspule umgebendes Magnetgehäuse aufweist, das als magnetischer Rückschluß
über ein Rückschlußjoch mit der von der Polfläche abgekehrten Stirnseite des Magnetkerns
verbunden ist, mit einem ringförmigen Permanentmagneten mit axialer Magnetisierungsrichtung,
der koaxial zum Magnetkern nahe dessen Polfläche angeordnet ist, und mit einem etwa
scheibenförmigen Anker, der dem Magnetpol unter Ausbildung eines Arbeitsluftspaltes
zu dessen Polfläche freifliegend gegenüberliegt, wobei die Durchflutung der Erregerspule
und die Anordnung des Permanenmagneten so getroffen ist, daß die Magnetflüsse von
Elektromagnet und Permanentmagnet im Arbeitsluftspalt einander entgegengerichtet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der vom Arbeitsluftspalt (31) abgekehrten Seite des
Ankers (28) ein magnetischer Gegenpol (29) unter Ausbildung eines zweiten Arbeitsluftspaltes
(32) zwischen dessen Polfläche (30) und dem Anker (28) angeordnet ist, der über ein
den Permanentmagneten (21) umgreifendes Flußleitelement (35) an das Magnetgehäuse
(25) angekoppelt ist.
2. Magnetsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankopplung des Gegenpols
(29) mit Flußleitelement (35) an dem Magnetgehäuse (25) über einen Streuluftspalt
(34) vorgenommen ist.
3. Magnetsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Rückschlußjoch
(26) abgekehrte Stirnseite des Magnetgehäuses (25) über einen vorzugsweise einstückigen
Ringsteg (27) mit dem Magnetkern (24) nahe dessen Polfläche (30) verbunden ist, daß
der Permanentmagnet (21) auf dem Ringsteg (27) aufliegt und daß der Ringsteg (27)
eine in Radialrichtung wirkende Engstelle (40) aufweist.
4. Magnetsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Engstelle
(40) so ausgebildet ist, daß sie magnetisch gesättigt ist oder bei Anlegen eines elektrischen
Erregerstroms an die Erregerspule (38) diesen Sättigungszustand sehr schnell erreicht.
5. Magnetsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische
Engstelle (40) durch eine in den Ringsteg (27) eingebrachte Ringnut (39) realisiert
ist.
6. Magnetsystem nach einem der Ansprüche 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenpol
(29) mit Flußleitelement als einstückige Polplatte (35) ausgebildet ist, die den Permanentmagneten
(21) mit Radialabstand umgreift und an dem Ringsteg (27) und/oder Magnetgehäuse (25)
anliegt.
7. Magnetsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Polplatte
(35) und dem Ringsteg (27) bzw. dem Magnetgehäuse (25) ein Streuluftspalt (34) ausgebildet
ist, der mittels eines Magnetflusses magnetisch vorgespannt wird, der am Permanentmagneten
(21) in dessen den Anker (28) überragenden Bereich (67) abgegriffen ist.
8. Magnetsystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Polplatte
(35) eine konzentrische Durchtrittsöffnung (47) für ein mit dem Anker (28) fest verbundenes
Ventilglied (48) des Magnetventils aufweist.
9. Magnetsystem nach einem der Ansprüche 6 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Polplatte
(35) über einen Halter (37) am Magnetgehäuse (25) befestigt ist und daß der Halter
(37) aus unmagnetischem Material oder aus weichmagnetischem Material mit einer Curie-Temperatur
von 80°C, z.B. Eisen-Nickel, besteht.
10. Magnetsystem nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel
zur Polfläche (23) des Magnetpols (23) gegenüber dem Anker (28) liegende ringförmige
Querschnittsfläche des Permanentmagneten etwa 1,5mal größer ist als die Summe der
Polflächen (23,30) von Magnetpol (22) und Gegenpol (29).
11. Magnetsystem nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß der
Permanentmagnet (21) aus Eisen-Neodym hergestellt ist.
12. Magnetsystem nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß der
Anker (28) den Permanentmagneten (21) unter Ausbildung eines Ringspaltes (33) mindestens
teilweise übergreift und der Permanentmagnet (21) zur Polfläche (23) des Magnetpols
(23) so weit zurückversetzt ist, daß bei minimalem Arbeitsluftspalt (31) zwischen
dem Anker (28) und der Polfläche (23) des Magnetpols (22) der Ringluftspalt (33) zwischen
Anker (28) und Permanentmagnet (21) dem maximalem Hub des Ankers (28) entspricht.