DE102015217968A1 - Elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe und Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetisch betätigbaren Saugventils - Google Patents

Elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe und Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetisch betätigbaren Saugventils Download PDF

Info

Publication number
DE102015217968A1
DE102015217968A1 DE102015217968.0A DE102015217968A DE102015217968A1 DE 102015217968 A1 DE102015217968 A1 DE 102015217968A1 DE 102015217968 A DE102015217968 A DE 102015217968A DE 102015217968 A1 DE102015217968 A1 DE 102015217968A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
stop element
armature
anchor
suction valve
profiling
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102015217968.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Stefan Kolb
Joerg Morlok
Martin Hoeller
Minzhi Xia
Steffen Holm
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102015217968.0A priority Critical patent/DE102015217968A1/de
Publication of DE102015217968A1 publication Critical patent/DE102015217968A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366Valves being actuated electrically
    • F02M59/368Pump inlet valves being closed when actuated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46Valves
    • F02M59/464Inlet valves of the check valve type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/48Assembling; Disassembling; Replacing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/007Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of the groups F02M63/0014 - F02M63/0059
    • F02M63/0075Stop members in valves, e.g. plates or disks limiting the movement of armature, valve or spring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404Details or component parts
    • F04B1/0452Distribution members, e.g. valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/108Valves characterised by the material
    • F04B53/1082Valves characterised by the material magnetic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644One-way valve
    • F16K31/0655Lift valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/50Arrangements of springs for valves used in fuel injectors or fuel injection pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/80Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
    • F02M2200/8053Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving mechanical deformation of the apparatus or parts thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/80Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
    • F02M2200/8061Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving press-fit, i.e. interference or friction fit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0031Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0033Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0031Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0043Two-way valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-Einspritzsystem, umfassend einen Elektromagneten (1) zur Einwirkung auf einen hubbeweglichen Anker (2), der mittelbar über ein im Anker (2) zumindest abschnittsweise aufgenommenes, bolzenförmiges Anschlagelement (3) mit einem hubbeweglichen Ventilstößel (4) mechanisch koppelbar ist, um das Saugventil zu öffnen, ferner umfassend eine den Anker (2) in Richtung des Ventilstößels (4) belastende Ankerfeder (5) sowie eine den Ventilstößel (4) in Richtung des Ankers (2) belastende Ventilfeder (6), deren Federkraft kleiner als die der Ankerfeder (5) ist. Erfindungsgemäß ist das Anschlagelement (3) formschlüssig im Anker (2) aufgenommen, wobei der Formschluss über eine außenumfangseitige Profilierung (7) des Anschlagelements (3) hergestellt ist, die der Anker (2) hintergreift. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetisch betätigbaren Saugventils.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-Einspritzsystem, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetisch betätigbaren Saugventils.
  • Stand der Technik
  • Ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems ist aus der Offenlegungsschrift DE 10 2014 201 101 A1 bekannt. Dieses umfasst einen Ventilstößel, der in einer Axialbohrung eines Ventilkörpers hubbeweglich aufgenommen und in Schließrichtung von der Federkraft einer Ventilfeder beaufschlagt ist. Das bekannte Saugventil umfasst ferner einen mit einer Magnetspule eines Magnetaktors zusammenwirkenden hubbeweglichen Anker, der in Richtung des Ventilstößels von der Federkraft einer Ankerfeder beaufschlagt ist, wobei die Federkraft der Ankerfeder größer als die der Ventilfeder ist, so dass das Saugventil bei unbestromter Magnetspule geöffnet ist. Zum Schließen des Saugventils wird die Magnetspule bestromt, so dass ein Magnetfeld aufgebaut wird, dessen Magnetkraft die Federkraft der Ankerfeder überwindet und den Anker in Richtung eines Polkerns bewegt. Dabei verliert der Anker den Kontakt zum Ventilstößel, so dass dieser entlastet wird und die Federkraft der Ventilfeder den Ventilstößel in einen Ventilsitz zu ziehen vermag. Zum erneuten Öffnen des Saugventils wird die Bestromung der Magnetspule beendet, so dass die Federkraft der Ankerfeder den Anker in seine Ausgangslage zurückstellt. Dabei schlägt der Anker am Ventilstößel an und hebt diesen aus dem Ventilsitz. Um die Robustheit des Ankers im Bereich im Bereich der Anschlagfläche zu erhöhen, kann in den Anker ein Anschlagelement eingesetzt werden. Bei dem bekannten Saugventil ist dieses bolzenförmig ausgestaltet und abschnittsweise im Anker aufgenommen, so dass das Anschlagelement den Anker in axialer Richtung überragt. Die Kontaktierung des Ventilstößels erfolgt somit ausschließlich über das Anschlagelement.
  • Die Schaltbewegungen des Ankers im Betrieb eines solchen Saugventils sind hochdynamisch. Das heißt, dass sich der Anker einschließlich des Anschlagelements mit hoher Geschwindigkeit auf den Ventilstößel zu bewegt. Beim Anschlagen am Ventilstößel wird demnach der Ankerbaugruppe stark belastet. Dies kann zur Folge haben, dass sich die Verbindung zwischen dem Anker und dem Anschlagelement löst, so dass eine präzise Ansteuerung des Saugventils nicht mehr möglich ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil mit einer Ankerbaugruppe anzugeben, deren Belastbarkeit gesteigert ist. Auf diese Weise soll ein Saugventil für eine Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit verlängerter Lebensdauer geschaffen werden.
  • Zur Lösung der Aufgabe werden das elektromagnetisch betätigbare Saugventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das für eine Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-Einspritzsystem, vorgeschlagene elektromagnetisch betätigbare Saugventil umfasst einen Elektromagneten zur Einwirkung auf einen hubbeweglichen Anker, der mittelbar über ein im Anker zumindest abschnittsweise aufgenommenes, bolzenförmiges Anschlagelement mit einem hubbeweglichen Ventilstößel mechanisch koppelbar ist, um das Saugventil zu öffnen. Das Saugventil umfasst ferner eine den Anker in Richtung des Ventilstößels belastende Ankerfeder sowie eine den Ventilstößel in Richtung des Ankers belastende Ventilfeder, deren Federkraft kleiner als die der Ankerfeder ist. Das Saugventil ist demnach als stromlos offenes Ventil ausgebildet. Erfindungsgemäß ist das Anschlagelement formschlüssig im Anker aufgenommen, wobei der Formschluss über eine außenumfangseitige Profilierung des Anschlagelements hergestellt ist, die der Anker hintergreift.
  • Der Formschluss verbessert den Halt des Anschlagelements im Anker, so dass die Belastbarkeit der Ankerbaugruppe steigt. Insbesondere wirkt der Formschluss einer Relativbewegung des Anschlagelements gegenüber dem Anker in axialer Richtung entgegen. Mit der Belastbarkeit der Ankerbaugruppe steigt auch die Robustheit des Saugventils, so dass dieses eine lange Lebensdauer aufweist.
  • Die Herstellung des Formschlusses zwischen dem Anker und dem Anschlagelement erfolgt vorzugsweise beim bzw. nach dem Fügen der beiden Bauteile. Das heißt, dass die beiden Bauteile separat gefertigt und dann erst gefügt werden.
  • Vor dem Fügen weist das Anschlagelement im Bereich der Profilierung ein Pressübermaß gegenüber einer Ausnehmung im Anker zur Aufnahme des Anschlagelements auf. Das Anschlagelement wird demnach in die Ausnehmung eingepresst. Nach dem Einpressen drückt sich die Profilierung des Anschlagelements aufgrund des Pressübermaßes in den Werkstoff des Ankers, so dass dieser plastisch verformt wird und die Profilierung hintergreift. Auf diese Weise wird ein Formschluss im Pressverband erreicht. Dies gilt insbesondere, wenn es sich bei dem Werkstoff des Ankers um einen Werkstoff mit hoher Duktilität handelt.
  • Bevorzugt ist der Anker aus einem weichmagnetischen Werkstoff, insbesondere einer Eisen-Kobalt-Legierung, gefertigt. Derartige weichmagnetische Werkstoffe weisen nicht nur hervorragende magnetische Eigenschaften, sondern ferner eine hohe Duktilität auf, welche die Herstellung des Formschlusses zwischen dem Anker und dem Anschlagelement begünstigt.
  • Das Anschlagelement ist demgegenüber bevorzugt aus einem hochfesten Werkstoff gefertigt, so dass der Verschleiß im Kontaktbereich mit dem Ventilstößel minimiert wird. Das heißt, dass sich die Wahl des Werkstoffs ebenfalls robustheitssteigernd auswirkt. Magnetische Eigenschaften muss der Werkstoff des Anschlagelements nicht besitzen.
  • Die Verwendung eines hochfesten Werkstoffs zur Ausbildung des Anschlagelements trägt ebenfalls zur Herstellung des Formschlusses zwischen dem Anker und dem Anschlagelement bei. Denn dadurch ist sichergestellt, dass sich die Profilierung des Anschlagelements in den vergleichsweise „weichen“ Werkstoff des Ankers drückt, so dass dieser die Profilierung umgreift. Angestrebt wird demnach eine plastische Verformung des Ankers im Bereich der Profilierung des Anschlagelements, um den Formschluss zu erzielen.
  • Bevorzugt ist das Anschlagelement als rotationssymmetrischer Körper ausgebildet. Als solcher ist das Anschlagelement einfach und kostengünstig herstellbar.
  • Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass die Profilierung des Anschlagelements mindestens eine umlaufende Nut umfasst. Im Bereich der Nut besitzt das Anschlagelement bevorzugt kein Pressübermaß gegenüber einer das Anschlagelement aufnehmenden Ausnehmung des Ankers. Das heißt, dass der im Bereich eines Presssitzes plastisch verformte Ankerwerkstoff in die Nut ausweichen kann. Der Presssitz wird vorzugsweise über die mindestens eine Nut begrenzenden Außenumfangsflächen des Anschlagelements erreicht.
  • Des Weiteren bevorzugt umfasst die Profilierung mehrere umlaufende Nuten die in einem axialen Abstand zueinander angeordnet sind. Die Profilierung bildet demnach bevorzugt umlaufende Rippen und Rillen aus.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Profilierung mindestens eine Nut, deren Querschnitt trapezförmig ist. Der trapezförmige Querschnitt der mindestens einen Nut führt vorzugsweise zu einer sägezahnähnlichen Außenkontur des Anschlagelements. Das heißt, dass zumindest eine Nutflanke gegenüber einer Radialebene geneigt ist, so dass eine Auflauframpe ausgebildet wird, welche das Einpressen des Anschlagelements in den Anker erleichtert. Die andere Nutflanke ist demgegenüber bevorzugt senkrecht zum Nutgrund gewählt, so dass eine ringförmige Stützfläche geschaffen wird, über welche sich das Anschlagelement innen im Anker abstützen kann. Die zur Abstützung vorgesehene Nutflanke ist daher bevorzugt zum Ventilstößel hin orientiert.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Anschlagelement einen Bundabschnitt aufweist, über den es an einer Stirnfläche des Ankers axial abgestützt ist. Der Bundabschnitt führt zu einer verbesserten Lastverteilung, wenn das Anschlagelement am Ventilstößel anschlägt. Zugleich wird ein weiterer Formschluss in Bewegungsrichtung der Ankerbaugruppe bewirkt.
  • Zur Reduzierung der bewegten Masse ist vorzugsweise das Anschlagelement zumindest abschnittsweise als Hohlkörper ausgeführt. Die Reduzierung der bewegten Masse hat wiederum zur Folge, dass sich die Dynamik der Ankerbaugruppe erhöht und ein schnell schaltendes Ventil geschaffen wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Anschlagelement zumindest abschnittsweise in einer zentralen Ausnehmung des Ankers aufgenommen ist, die den Anker durchsetzt. Auf diese Weise kann die bewegte Masse weiter reduziert werden. Ferner kann die den Anker durchsetzende Ausnehmung zur Zentrierung und/oder Führung der Ankerfeder genutzt werden. Die Ankerfeder ist hierzu zumindest abschnittsweise in der Ausnehmung aufgenommen. Vorzugsweise ist die Ankerfeder am Anschlagelement axial abgestützt.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass im Anker mindestens eine Druckausgleichsöffnung ausgebildet ist. Die Druckausgleichsöffnung ermöglicht einen Druckausgleich zwischen zwei Druckräumen innerhalb des Ankerbewegungsraums, so dass sich der Anker weitgehend ungehindert bewegen kann. Hierzu ist die Druckausgleichsöffnung bevorzugt als dezentral angeordnete Axialbohrung ausgeführt. Vorzugsweise weist der Anker mehrere solcher Druckausgleichsöffnungen in gleichem Winkelabstand zueinander auf.
  • Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird ferner ein Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetisch betätigbaren Saugventils für eine Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem vorgeschlagen, bei dem ein bolzenförmiges Anschlagelement zumindest abschnittsweise in einen Anker eingesetzt, vorzugsweise eingepresst, wird. Das heißt, dass die Bauteile Anker und Anschlagelement separat hergestellt und anschließend gefügt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Anschlagelement mit einer außenumfangseitigen Profilierung verwendet wird, das im Bereich der Profilierung ein Pressübermaß gegenüber einer Ausnehmung im Anker besitzt, so dass bei und/oder nach dem Einpressen des Anschlagelements in die Ausnehmung des Ankers dieser im Bereich der Profilierung plastisch verformt wird und die Profilierung hintergreift. Auf diese Weise wird ein Formschluss zwischen dem Anker und dem Anschlagelement hergestellt, der die Belastbarkeit der Ankerbaugruppe erhöht.
  • Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Saugventils.
  • Bevorzugt wird bei der Herstellung ein Anker aus einem weichmagnetischen Werkstoff, insbesondere aus einer Eisen-Kobalt-Legierung, verwendet. Derartige Werkstoffe weisen in der Regel eine hohe Duktilität auf, welche die Herstellung des Formschlusses zwischen dem Anker und dem Anschlagelement fördert.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
  • 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes elektromagnetisch betätigbares Saugventil, das in eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem integriert ist,
  • 2 einen schematischen Längsschnitt durch die Ankerbaugruppe des Saugventils der 1,
  • 3 einen vergrößerten Ausschnitt der 2 und
  • 4 eine perspektivische Schnittansicht der Ankerbaugruppe des Saugventils der 1.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • Das in der 1 schematisch dargestellte elektromagnetisch betätigbare Saugventil dient der Befüllung eines Hochdruck-Elementraums 15 einer Hochdruckpumpe mit Kraftstoff. Der Hochdruck-Elementraum 15 ist innerhalb einer Zylinderbohrung 16 eines Gehäuseteils 13 ausgebildet, in der zur Komprimierung des im Hochdruck-Elementraum 15 vorhandenen Kraftstoffs ein Pumpenkolben 19 hubbeweglich aufgenommen ist.
  • Das Saugventil umfasst einen hubbeweglichen Ventilstößel 4, der mit einem im Gehäuseteil 13 ausgebildeten Ventilsitz 14 in der Weise zusammenwirkt, dass der Ventilstößel 4 in den Hochdruck-Elementraum 15 öffnet. In Schließrichtung ist der Ventilstößel 4 von der Federkraft einer Ventilfeder 6 beaufschlagt, die den Ventilstößel 4 bereichsweise umgibt und einerseits am Gehäuseteil 13, andererseits an einem Federteller 18 abgestützt ist, der auf den Ventilstößel 4 aufgepresst ist.
  • Ferner umfasst das Saugventil einen hubbeweglichen Anker 2, der mit dem Ventilstößel 4 über ein Anschlagelement 3 mechanisch koppelbar ist. Der Anker 2 ist in Richtung des Ventilstößels 4 von der Federkraft einer Ankerfeder 5 beaufschlagt, dessen Federkraft größer als die der Ventilfeder 6 ist, so dass bei unbestromtem Elektromagneten 1 die Federkraft der Ankerfeder 5 das Saugventil geöffnet hält.
  • Wird der Elektromagnet 1 bestromt, baut sich ein Magnetfeld auf, dessen Magnetkraft den Anker 2 entgegen der Federkraft der Ankerfeder 5 in Richtung eines Polkerns 20 zieht, der einen oberen Hubanschlag 21 für den Anker 2 ausbildet. Während dieser Bewegung löst sich der Anker 2 vom Ventilstößel 4, so dass dieser entlastet wird und die Federkraft der Ventilfeder 6 den Ventilstößel 4 in den Ventilsitz 14 zu ziehen vermag. Das Saugventil schließt. Um das Saugventil erneut zu öffnen, wird die Bestromung des Elektromagneten 1 beendet, so dass die Federkraft der Ankerfeder 5 den Anker 2 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt. Dabei schlägt das in den Anker 2 eingesetzte Anschlagelement 3 am Ventilstößel 4 an und hebt diesen aus dem Ventilsitz 14. Bei geöffnetem Saugventil wird der Hochdruck-Elementraum 15 mit Kraftstoff aus einem Niederdruckraum 17 befüllt.
  • Da das Anschlagelement 3, insbesondere im Kontaktbereich mit dem Ventilstößel 4, besonders verschleißbehaftet ist, ist dieses aus einem hochfesten Werkstoff gefertigt. Der Anker 2 ist demgegenüber aus einem weichmagnetischen Werkstoff hergestellt. Das heißt, dass der Werkstoff des Anschlagelements 3 gegenüber dem Werkstoff des Ankers 2 eine deutlich höhere Härte besitzt.
  • Bei dem Saugventil der 1 wurden der Anker 2 und das Anschlagelement 3 separat gefertigt und dann gefügt. Wie den 2 und 3 zu entnehmen ist, weist das Anschlagelement 3 eine außenumfangseitige Profilierung 7 auf, die bereichsweise ein Pressübermaß gegenüber einer Ausnehmung 11 im Anker 2 besitzt. Aufgrund der Härte des Werkstoffs des Anschlagelements 3 drückt sich die Profilierung 7 beim bzw. nach dem Einpressen in die Ausnehmung 11 in den vergleichsweise „weichen“ Werkstoff des Ankers 2. Dieser weicht dem Druck aus und dringt in Nuten 8 der Profilierung 7 ein. Vorliegend füllt der Ankerwerkstoff die Nuten 8 vollständig aus. Auf diese Weise wird ein Formschluss zwischen dem Anker 2 und dem Anschlagelement 3 erzielt, der den Halt des Anschlagelements 3 im Anker 2 verbessert und somit die Robustheit der Ankerbaugruppe steigert.
  • Wie den 2 und 3 ferner zu entnehmen ist, weist die Profilierung 7 mehrere axial beabstandete umlaufende Nuten 8 mit jeweils einem trapezförmigen Querschnitt auf. Auf diese Weise wird eine sägezahnähnliche Außenkontur geschaffen, die sich leichter in den Werkstoff des Ankers 2 eingräbt.
  • Das Anschlagelement 3 weist zudem einen Bundabschnitt 9 auf, über den sich das Anschlagelement 3 an einer Stirnfläche 10 des Ankers 2 abstützt. Dadurch wird ein weiterer Formschluss zwischen dem Anker 2 und dem Anschlagelement 3 geschaffen. Der Formschluss über den Bundabschnitt 9 wirkt – wie der Formschluss über die Profilierung 7 – einer Relativbewegung des Anschlagelements 3 gegenüber dem Anker 2 in axialer Richtung entgegen.
  • Wie insbesondere aus der 4 ersichtlich, weist der Anker 2 Druckausgleichsöffnungen 12 auf, die den Anker 2 in axialer Richtung durchsetzen. Sie ermöglichen auf diese Weise einen Druckausgleich zwischen einem oberhalb und einem unterhalb des Ankers 2 ausgebildeten Druckraum, wenn sich der Anker 2 nach oben oder nach unten bewegt. Ferner reduzieren sie die bewegte Masse der Ankerbaugruppe, was sich günstig auf die Dynamik auswirkt. Aus gleichem Grund ist das Anschlagelement 3 zumindest abschnittsweise als Hohlkörper ausgeführt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014201101 A1 [0002]

Claims (9)

  1. Elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-Einspritzsystem, umfassend einen Elektromagneten (1) zur Einwirkung auf einen hubbeweglichen Anker (2), der mittelbar über ein im Anker (2) zumindest abschnittsweise aufgenommenes, bolzenförmiges Anschlagelement (3) mit einem hubbeweglichen Ventilstößel (4) mechanisch koppelbar ist, um das Saugventil zu öffnen, ferner umfassend eine den Anker (2) in Richtung des Ventilstößels (4) belastende Ankerfeder (5) sowie eine den Ventilstößel (4) in Richtung des Ankers (2) belastende Ventilfeder (6), deren Federkraft kleiner als die der Ankerfeder (5) ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (3) formschlüssig im Anker (2) aufgenommen ist, wobei der Formschluss über eine außenumfangseitige Profilierung (7) des Anschlagelements (3) hergestellt ist, die der Anker (2) hintergreift.
  2. Saugventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (2) aus einem weichmagnetischen Werkstoff, insbesondere einer Eisen-Kobalt-Legierung, gefertigt ist, der vorzugsweise im Bereich der Profilierung (7) des Anschlagelements (3) plastisch verformt worden ist.
  3. Saugventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (3) als rotationssymmetrischer Körper ausgebildet ist und/oder die Profilierung (7) des Anschlagelements (3) mindestens eine umlaufende Nut (8) umfasst, deren Querschnitt vorzugsweise trapezförmig ist, so dass das Anschlagelement (3) eine sägezahnähnliche Außenkontur aufweist.
  4. Saugventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (3) einen Bundabschnitt (9) aufweist, über den es an einer Stirnfläche (10) des Ankers (2) axial abgestützt ist.
  5. Saugventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (3) zur Reduzierung der bewegten Masse zumindest abschnittsweise als Hohlkörper ausgeführt ist.
  6. Saugventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (3) zumindest abschnittsweise in einer zentralen Ausnehmung (11) des Ankers (2) aufgenommen ist, die den Anker (2) durchsetzt.
  7. Saugventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Anker (2) mindestens eine Druckausgleichsöffnung (12) ausgebildet ist, die vorzugsweise als dezentral angeordnete Axialbohrung ausgeführt ist.
  8. Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetisch betätigbaren Saugventils für eine Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem, bei dem ein bolzenförmiges Anschlagelement (3) zumindest abschnittsweise in einen Anker (2) eingesetzt, vorzugsweise eingepresst, wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlagelement (3) mit einer außenumfangseitigen Profilierung (7) verwendet wird, das im Bereich der Profilierung (7) ein Pressübermaß gegenüber einer Ausnehmung (11) im Anker besitzt, so dass bei und/oder nach dem Einpressen des Anschlagelements (3) in die Ausnehmung (11) des Ankers (2) dieser im Bereich der Profilierung (7) plastisch verformt wird und die Profilierung (7) hintergreift.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anker (2) aus einem weichmagnetischen Werkstoff, insbesondere aus einer Eisen-Kobalt-Legierung, verwendet wird.
DE102015217968.0A 2015-09-18 2015-09-18 Elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe und Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetisch betätigbaren Saugventils Withdrawn DE102015217968A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015217968.0A DE102015217968A1 (de) 2015-09-18 2015-09-18 Elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe und Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetisch betätigbaren Saugventils

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015217968.0A DE102015217968A1 (de) 2015-09-18 2015-09-18 Elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe und Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetisch betätigbaren Saugventils

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015217968A1 true DE102015217968A1 (de) 2017-03-23

Family

ID=58224491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015217968.0A Withdrawn DE102015217968A1 (de) 2015-09-18 2015-09-18 Elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe und Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetisch betätigbaren Saugventils

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015217968A1 (de)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014201101A1 (de) 2014-01-22 2015-07-23 Robert Bosch Gmbh Elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014201101A1 (de) 2014-01-22 2015-07-23 Robert Bosch Gmbh Elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015220383A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe sowie Hochdruckpumpe
DE102016218846A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Einlassventil und Kraftstoff-Hochdruckpumpe
DE102016208956A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Saugventil und Kraftstoff-Hochdruckpumpe
DE102015222091A1 (de) Elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe, Hochdruckpumpe
DE102016206963A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe
DE102016202947A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Saugventil und Kraftstoff-Hochdruckpumpe
DE102016224722A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Einlassventil und Hochdruckpumpe mit Einlassventil
DE102016208973A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Saugventil und Kraftstoff-Hochdruckpumpe
DE102015217968A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe und Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetisch betätigbaren Saugventils
EP3523166B1 (de) Magnetventil mit einstellbarer federkraft
EP3387247B1 (de) Elektromagnetisch betätigbares einlassventil und hochdruckpumpe mit einlassventil
DE102008002611A1 (de) Abstützkörper, Rückschlagventil sowie Kraftstoff-Hochdruckpumpe
DE10352024A1 (de) Elektromagnetventil
WO2019233662A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares saugventil und kraftstoff-hochdruckpumpe
DE102015214269A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe sowie Hochdruckpumpe
DE102016214884A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Saugventil und Kraftstoff-Hochdruckpumpe
DE102015212380A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe sowie Hochdruckpumpe
DE102008040161A1 (de) Magnetventil für einen Kraftstoff-Injektor sowie Kraftstoff-Injektor
DE102016219244A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Saugventil und Kraftstoff-Hochdruckpumpe
DE102015218387A1 (de) Hochdruckpumpe mit integriertem Saugventil
DE102015212382A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe sowie Hochdruckpumpe
DE102016219722A1 (de) Steuerbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe, Hochdruckpumpe
DE102016205889A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Saugventil
DE102016213984A1 (de) Magnetkreis, elektromagnetisch betätigbares Saugventil und Kraftstoff-Hochdruckpumpe
DE102015220677A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Einlassventil und Hochdruckpumpe mit Einlassventil

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee