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 PDFInfo
- 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- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
- F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
- F02M59/366—Valves being actuated electrically
- F02M59/368—Pump inlet valves being closed when actuated
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/44—Details, 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
- F02M59/46—Valves
- F02M59/464—Inlet valves of the check valve type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/44—Details, 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
- F02M59/48—Assembling; Disassembling; Replacing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other 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
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/007—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of the groups F02M63/0014 - F02M63/0059
- F02M63/0075—Stop members in valves, e.g. plates or disks limiting the movement of armature, valve or spring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
- F04B1/0404—Details or component parts
- F04B1/0452—Distribution members, e.g. valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
- F04B53/108—Valves characterised by the material
- F04B53/1082—Valves characterised by the material magnetic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
- F16K31/0644—One-way valve
- F16K31/0655—Lift valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/50—Arrangements of springs for valves used in fuel injectors or fuel injection pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/80—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
- F02M2200/8053—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving mechanical deformation of the apparatus or parts thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/80—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
- F02M2200/8061—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving press-fit, i.e. interference or friction fit
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other 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
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
- F02M63/0033—Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other 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
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
- F02M63/0043—Two-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 der1 , -
3 einen vergrößerten Ausschnitt der2 und -
4 eine perspektivische Schnittansicht der Ankerbaugruppe des Saugventils der1 . - Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
- Das in der
1 schematisch dargestellte elektromagnetisch betätigbare Saugventil dient der Befüllung eines Hochdruck-Elementraums15 einer Hochdruckpumpe mit Kraftstoff. Der Hochdruck-Elementraum15 ist innerhalb einer Zylinderbohrung16 eines Gehäuseteils13 ausgebildet, in der zur Komprimierung des im Hochdruck-Elementraum15 vorhandenen Kraftstoffs ein Pumpenkolben19 hubbeweglich aufgenommen ist. - Das Saugventil umfasst einen hubbeweglichen Ventilstößel
4 , der mit einem im Gehäuseteil13 ausgebildeten Ventilsitz14 in der Weise zusammenwirkt, dass der Ventilstößel4 in den Hochdruck-Elementraum15 öffnet. In Schließrichtung ist der Ventilstößel4 von der Federkraft einer Ventilfeder6 beaufschlagt, die den Ventilstößel4 bereichsweise umgibt und einerseits am Gehäuseteil13 , andererseits an einem Federteller18 abgestützt ist, der auf den Ventilstößel4 aufgepresst ist. - Ferner umfasst das Saugventil einen hubbeweglichen Anker
2 , der mit dem Ventilstößel4 über ein Anschlagelement3 mechanisch koppelbar ist. Der Anker2 ist in Richtung des Ventilstößels4 von der Federkraft einer Ankerfeder5 beaufschlagt, dessen Federkraft größer als die der Ventilfeder6 ist, so dass bei unbestromtem Elektromagneten1 die Federkraft der Ankerfeder5 das Saugventil geöffnet hält. - Wird der Elektromagnet
1 bestromt, baut sich ein Magnetfeld auf, dessen Magnetkraft den Anker2 entgegen der Federkraft der Ankerfeder5 in Richtung eines Polkerns20 zieht, der einen oberen Hubanschlag21 für den Anker2 ausbildet. Während dieser Bewegung löst sich der Anker2 vom Ventilstößel4 , so dass dieser entlastet wird und die Federkraft der Ventilfeder6 den Ventilstößel4 in den Ventilsitz14 zu ziehen vermag. Das Saugventil schließt. Um das Saugventil erneut zu öffnen, wird die Bestromung des Elektromagneten1 beendet, so dass die Federkraft der Ankerfeder5 den Anker2 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt. Dabei schlägt das in den Anker2 eingesetzte Anschlagelement3 am Ventilstößel4 an und hebt diesen aus dem Ventilsitz14 . Bei geöffnetem Saugventil wird der Hochdruck-Elementraum15 mit Kraftstoff aus einem Niederdruckraum17 befüllt. - Da das Anschlagelement
3 , insbesondere im Kontaktbereich mit dem Ventilstößel4 , besonders verschleißbehaftet ist, ist dieses aus einem hochfesten Werkstoff gefertigt. Der Anker2 ist demgegenüber aus einem weichmagnetischen Werkstoff hergestellt. Das heißt, dass der Werkstoff des Anschlagelements3 gegenüber dem Werkstoff des Ankers2 eine deutlich höhere Härte besitzt. - Bei dem Saugventil der
1 wurden der Anker2 und das Anschlagelement3 separat gefertigt und dann gefügt. Wie den2 und3 zu entnehmen ist, weist das Anschlagelement3 eine außenumfangseitige Profilierung7 auf, die bereichsweise ein Pressübermaß gegenüber einer Ausnehmung11 im Anker2 besitzt. Aufgrund der Härte des Werkstoffs des Anschlagelements3 drückt sich die Profilierung7 beim bzw. nach dem Einpressen in die Ausnehmung11 in den vergleichsweise „weichen“ Werkstoff des Ankers2 . Dieser weicht dem Druck aus und dringt in Nuten8 der Profilierung7 ein. Vorliegend füllt der Ankerwerkstoff die Nuten8 vollständig aus. Auf diese Weise wird ein Formschluss zwischen dem Anker2 und dem Anschlagelement3 erzielt, der den Halt des Anschlagelements3 im Anker2 verbessert und somit die Robustheit der Ankerbaugruppe steigert. - Wie den
2 und3 ferner zu entnehmen ist, weist die Profilierung7 mehrere axial beabstandete umlaufende Nuten8 mit jeweils einem trapezförmigen Querschnitt auf. Auf diese Weise wird eine sägezahnähnliche Außenkontur geschaffen, die sich leichter in den Werkstoff des Ankers2 eingräbt. - Das Anschlagelement
3 weist zudem einen Bundabschnitt9 auf, über den sich das Anschlagelement3 an einer Stirnfläche10 des Ankers2 abstützt. Dadurch wird ein weiterer Formschluss zwischen dem Anker2 und dem Anschlagelement3 geschaffen. Der Formschluss über den Bundabschnitt9 wirkt – wie der Formschluss über die Profilierung7 – einer Relativbewegung des Anschlagelements3 gegenüber dem Anker2 in axialer Richtung entgegen. - Wie insbesondere aus der
4 ersichtlich, weist der Anker2 Druckausgleichsöffnungen12 auf, die den Anker2 in axialer Richtung durchsetzen. Sie ermöglichen auf diese Weise einen Druckausgleich zwischen einem oberhalb und einem unterhalb des Ankers2 ausgebildeten Druckraum, wenn sich der Anker2 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 Anschlagelement3 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)
- 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. - 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. - 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. - 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. - Saugventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (
3 ) zur Reduzierung der bewegten Masse zumindest abschnittsweise als Hohlkörper ausgeführt ist. - 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. - 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. - 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. - Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anker (
2 ) aus einem weichmagnetischen Werkstoff, insbesondere aus einer Eisen-Kobalt-Legierung, verwendet wird.
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)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014201101A1 (de) | 2014-01-22 | 2015-07-23 | Robert Bosch Gmbh | Elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil |
-
2015
- 2015-09-18 DE DE102015217968.0A patent/DE102015217968A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
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 |