EP0929086A2 - Schaltmagnet - Google Patents
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- 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
- F02M59/466—Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means
Definitions
- the invention relates to a switching magnet for a high pressure pump the genus of the main claim. Such a switching magnet is registered older.
- the delivery of the high pressure pump begins monitors the conveyance of. via a suction valve opened by the suction flow
- Fuel in a high pressure tank is temporarily interruptible at the time of delivery to be able to determine.
- a switching magnet it becomes an ordinary magnet used.
- Such a magnet is hardly protected against corrosive environmental influences. It also has the disadvantage that those occurring in a common rail system Vibration stress loosen the wires of the coil so that they are against each other rub.
- the known magnet is relatively large and heavy.
- the switching magnet according to the invention with the characteristic features of The main claim has the advantage that it is very small and light, that it uses very little energy and that it is protected from harmful influences is. Further advantages of the invention result from the features of the subclaims as well as from the description and the drawing.
- a switching magnet 1 has a hat-shaped housing 2, into which a likewise hat-shaped brass sleeve 3 and a pole piece 5 provided with a flange 4 are inserted from below. Between an upper conical surface 6 of the pole piece 5 and an end wall 7 of the brass sleeve 3 there is an armature 8 which is subject to the force of a spring 9 which tends to push it upwards away from the pole piece 5.
- a plunger 10 is fastened, which projects with its free end 11 through the pole piece 5 and through a pump cover 12 of a high-pressure pump, not shown, and engages there on a valve plate 13 of a suction valve, also not shown.
- bracket 15 On the brass sleeve 3 is a complicated structure, stamped from sheet metal and provided in its upper part with a fold 14 bracket 15 (see also FIG. 2), which between two flanges 16 u. 17 accommodates a coil 18.
- the bracket 15 sits on a weakly cranked holding plate 19, which rests on the pump cover 12 just like the flange 4 it engages, the holding plate 19 being screwed to the pump cover 12 and the flange 4 being inside and having an annular recess into which an O-ring 20 is inserted, which seals the passage of the plunger 10 and thus the inside of the switching magnet 1 to the outside.
- the armature 8 is arranged in an armature space 21 which is filled with liquid, ie fuel, so that the armature 8 floats in the fuel.
- the armature 8 is provided with an at least largely axially parallel compensation bore 22.
- an annular groove 24 is machined, which receives a second O-ring. This lies on the inside of the brass sleeve 3 and seals the armature space 21 with respect to the coil 18 and to the outside.
- electrical connections 26 are inserted for the switching magnet 1, which are overlapped and protected by a sleeve extension 27.
- the entire housing 2 with the sleeve extension 27 is made of plastic and is produced in one injection molding operation.
- the switching magnet 1 and the plug connection in the sleeve attachment 26 are produced cost-effectively.
- the extrusion coating also protects the contacts against corrosive environmental influences.
- the overmolding also protects the winding against corrosive environmental influences and against the vibration stresses occurring in a common rail system, in that the wires are firmly fixed and cannot rub against one another.
- the fold 14 of the bracket 15 ensures a good magnetic transition to the armature 8, which means that the switching magnet 1 can be made small and light.
- the sealing of the switching magnet 1 with the two O-rings 20 and 25 and the brass sleeve 3 ensures absolute tightness of the switching magnet 1 to the outside and against the excess pressure of 2 to 4 bar prevailing in the low-pressure circuit.
- the compensating bore 22 in the armature 8 causes the armature 8 to move easily in the anchorage space 21, as a result of which the switching is accelerated.
- FIGs 1 u. 2 shows the rest position I of the switching magnet on the left of the center line and the switching position II of the switching magnet on the right of the center line.
- a magnetic field is generated by energizing the coil 18. This magnetic field is passed through the bracket 15, the pole piece 5 and the armature 8 so that the armature 8 moves from the rest position I to the switching position II. Characterized the valve plate 13 is then lifted from its seat in the pump cover 12 of the common rail high-pressure pump via the plunger 10, so that a pump element of the high-pressure pump is switched off. When the power supply is switched off, the spring 9 returns the armature 8 together with the plunger to its rest position II.
- the switching magnet 1 is screwed to the pump cover 12 via the bracket 15.
- the pole piece 5 seals with the O-ring 20 the interior of the switching magnet 1 against the pump cover 12. A further seal is made with the O-ring 25 and the brass sleeve 3. This brass sleeve 3 also serves at the same time as a slide bearing element for the armature 8.
- the compensating bore 22 enables the switching magnet 1 to be switched quickly.
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Abstract
Es wird ein Schaltmagnet (1) vorgeschlagen, mit dem ein Ventilplättchen (13) einer Hochdruckpumpe von seinem Sitz abgehoben werden kann, um ein Pumpenelement der Hochdruckpumpe abzuschalten. Der Schaltmagnet (1) ist in einem Gehäuse (2) angeordnet, das als Kunststoff-Spritzteil hergestellt ist. Innen im Gehäuse sind ein in einem Ankerraum (21) schwimmender Anker (8) und eine Messinghülse (3) angeordnet, die über ein Polstück (5) gestülpt ist. Das Polstück (5) trägt einen O-Ring (25), der innen an der Messinghülse (3) anliegt und den Anketraum (21) nach außen und zur Spule (18) hin abdichtet. Ein zweiter O-Ring (20) dichtet einen Durchgang eines Stößels (10) Pumpendeckel (12) der Hochdruckpumpe ab. Der Schaltmagnet (1) ist zur Verwendung bei einer Hochdruckpumpe einer Common Rail-Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine bestimmt. <IMAGE>
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schaltmagneten für eine Hochdruckpumpe nach
der Gattung des Hauptanspruches. Ein derartiger Schaltmagnet ist älter angemeldet.
Mit einem solchen Schaltmagneten wird der Förderbeginn der Hochdruckpumpe
überwacht, indem über ein vom Saugstrom geöffnetes Saugventil die Förderung von
Kraftstoff in einen Hochdruckbehälter zeitweise unterbrechbar ist, um den Förderzeitpunkt
festlegen zu können. Dabei wird als Schaltmagnet ein gewöhnlicher Magnet
verwendet. Ein solcher Magnet ist kaum vor korrosiven Umwelteinflüssen geschützt.
Außerdem hat er den Nachteil, daß die in einem Common Rail-System auftretenden
Schwingungsbeanspruchungen die Drähte der Spule lockern, so daß sie aneinander
reiben. Außerdem ist der bekannte Magnet verhältnismäßig groß und
schwer.
Der erfindungsgemäße Schaltmagnet mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß er sehr klein und leicht baut,
daß er sehr wenig Energie benötigt und daß er vor schädlichen Einflüssen geschützt
ist. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche
sowie aus der Beschreibung und der Zeichnung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
- Fig. 1
- den Schaltmagneten im Schnitt,.
- Fig. 2
- einen Schnitt nach der Linie II-II in Figur 1 und
- Fig. 3
- eine Draufsicht auf den Schaltmagneten.
Ein Schaltmagnet 1 hat ein hutförmiges Gehäuse 2, in das von unten eine ebenfalls
hutförmige Messinghülse 3 und ein mit einem Flansch 4 versehenes Polstück 5 eingesetzt
sind. Zwischen einer oberen Kegelfläche 6 des Polstückes 5 und einer Endwand
7 der Messinghülse 3 ist ein Anker 8 angeordnet, der der Kraft einer Feder 9
unterliegt, die bestrebt ist, ihn von dem Polstück 5 weg nach oben zu drücken. Im
Anker 8 ist ein Stößel 10 befestigt, der mit seinem freien Ende 11 durch das
Polstück 5 und durch einen unter dem Polstück 5 liegenden Pumpendeckel 12 einer
nicht näher dargestellten Hochdruckpumpe hindurchragt und dort an einem Ventilplättchen
13 eines ebenfalls nicht dargestellten Saugventils angreift.
Auf der Messinghülse 3 ist ein kompliziert aufgebauter, aus Blech gestanzter und in seinem Oberteil mit einer Faltung 14 versehener Bügel 15 angeordnet (vgl. auch Figur 2), der zwischen zwei Flanschen 16 u. 17 eine Spule 18 aufnimmt. Unten sitzt der Bügel 15 auf einer schwach gekröpften Halteplatte 19, die geradeso wie der von ihr übergriffene Flansch 4 an dem Pumpendeckel 12 anliegt, wobei die Halteplatte 19 mit dem Pumpendeckel 12 verschraubt ist und der Flansch 4 innen liegt und eine Ringaussparung hat, in die ein O-Ring 20 eingelegt ist, der den Durchtritt des Stößels 10 und damit das Innere des Schaltmagneten 1 nach außen abdichtet.
Der Anker 8 ist in einem Ankerraum 21 angeordnet, der mit Flüssigkeit, d.h. Kraftstoff gefüllt ist, so daß der Anker 8 im Kraftstoff schwimmt. [Zum Druckausgleich ist der Anker 8 mit einer zumindest weitgehend achsparallel verlaufenden Ausgleichsbohrung 22 versehen.] In einer Mantelfläche 23 des Polstückes 5 ist eine Ringnut 24 eingearbeitet, die einen zweiten O-Ring aufnimmt. Dieser liegt innen an der Messinghülse 3 an und dichtet den Ankerraum 21 gegenüber der Spule 18 und nach außen ab.
Oben sind in das Gehäuse 2 elektrische Anschlüsse 26 für den Schaltmagneten 1 eingesetzt, die von einem Hülsenansatz 27 übergriffen und geschützt sind. Das gesamte Gehäuse 2 mit dem Hülsenansatz 27 besteht aus Kunststoff und ist in einem Spritzarbeitsgang hergestellt. Auf diese Weise sind die meisten Teile des Schaltmagneten umspritzt und werden vom Gehäuse 2 mechanisch zusammengehalten. Das ermöglicht eine kostengünstige Herstellung des Schaltmagneten 1 und der Steckverbindung im Hülsenansatz 26. Durch die Umspritzung ist außerdem ein Schutz der Kontaktierungen gegen korrosive Umwelteinflüsse gewährleistet. Schließlich schützt die Umspritzung auch die Wicklung gegen korrosive Umwelteinflüsse und gegen die in einem Common Rail-System auftretenden Schwingungsbeanspruchungen, indem die Drähte fest fixiert werden und nicht aneinander reiben können.
Die Faltung 14 des Bügels 15 gewährleistet einen guten magnetischen Übergang zum Anker 8, was bewirkt, daß der Schaltmagnet 1 klein und leicht ausgelegt werden kann. Desweiteren gewährleistet die Abdichtung des Schaltmagneten 1 mit den zwei O-Ringen 20 und 25 und der Messinghülse 3 eine absolute Dichtheit des Schaltmagneten 1 nach außen und gegen den im Niederdruckkreis herrschenden Überdruck von 2 bis 4 bar. Die Ausgleichsbohrung 22 im Anker 8 bewirkt eine leichte Beweglichkeit des Ankers 8 im Anketraum 21, wodurch das Schalten beschleunigt wird.
Auf der Messinghülse 3 ist ein kompliziert aufgebauter, aus Blech gestanzter und in seinem Oberteil mit einer Faltung 14 versehener Bügel 15 angeordnet (vgl. auch Figur 2), der zwischen zwei Flanschen 16 u. 17 eine Spule 18 aufnimmt. Unten sitzt der Bügel 15 auf einer schwach gekröpften Halteplatte 19, die geradeso wie der von ihr übergriffene Flansch 4 an dem Pumpendeckel 12 anliegt, wobei die Halteplatte 19 mit dem Pumpendeckel 12 verschraubt ist und der Flansch 4 innen liegt und eine Ringaussparung hat, in die ein O-Ring 20 eingelegt ist, der den Durchtritt des Stößels 10 und damit das Innere des Schaltmagneten 1 nach außen abdichtet.
Der Anker 8 ist in einem Ankerraum 21 angeordnet, der mit Flüssigkeit, d.h. Kraftstoff gefüllt ist, so daß der Anker 8 im Kraftstoff schwimmt. [Zum Druckausgleich ist der Anker 8 mit einer zumindest weitgehend achsparallel verlaufenden Ausgleichsbohrung 22 versehen.] In einer Mantelfläche 23 des Polstückes 5 ist eine Ringnut 24 eingearbeitet, die einen zweiten O-Ring aufnimmt. Dieser liegt innen an der Messinghülse 3 an und dichtet den Ankerraum 21 gegenüber der Spule 18 und nach außen ab.
Oben sind in das Gehäuse 2 elektrische Anschlüsse 26 für den Schaltmagneten 1 eingesetzt, die von einem Hülsenansatz 27 übergriffen und geschützt sind. Das gesamte Gehäuse 2 mit dem Hülsenansatz 27 besteht aus Kunststoff und ist in einem Spritzarbeitsgang hergestellt. Auf diese Weise sind die meisten Teile des Schaltmagneten umspritzt und werden vom Gehäuse 2 mechanisch zusammengehalten. Das ermöglicht eine kostengünstige Herstellung des Schaltmagneten 1 und der Steckverbindung im Hülsenansatz 26. Durch die Umspritzung ist außerdem ein Schutz der Kontaktierungen gegen korrosive Umwelteinflüsse gewährleistet. Schließlich schützt die Umspritzung auch die Wicklung gegen korrosive Umwelteinflüsse und gegen die in einem Common Rail-System auftretenden Schwingungsbeanspruchungen, indem die Drähte fest fixiert werden und nicht aneinander reiben können.
Die Faltung 14 des Bügels 15 gewährleistet einen guten magnetischen Übergang zum Anker 8, was bewirkt, daß der Schaltmagnet 1 klein und leicht ausgelegt werden kann. Desweiteren gewährleistet die Abdichtung des Schaltmagneten 1 mit den zwei O-Ringen 20 und 25 und der Messinghülse 3 eine absolute Dichtheit des Schaltmagneten 1 nach außen und gegen den im Niederdruckkreis herrschenden Überdruck von 2 bis 4 bar. Die Ausgleichsbohrung 22 im Anker 8 bewirkt eine leichte Beweglichkeit des Ankers 8 im Anketraum 21, wodurch das Schalten beschleunigt wird.
In den Figuren 1 u. 2 ist jeweils links der Mittellinie die Ruhestellung I des Schaltmagneten
und rechts der Mittellinie die Schaltstellung II des Schaltmagneten dargestellt.
Durch Bestromung der Spule 18 wird ein Magnetfeld erzeugt. Dieses Magnetfeld wird durch den Bügel 15, das Polstück 5 und den Anker 8 so geleitet, daß sich der Anker 8 von der Ruhestellung I in die Schaltstellung II bewegt. Dadurch wird dann über den Stößel 10 das Ventilplättchen 13 von seinem Sitz im Pumpendeckel 12 der Common Rail-Hochdruckpumpe abgehoben, so daß ein Pumpenelement der Hochdruckpumpe abgeschaltet wird.
Bei Abschaltung der Betromung bringt die Feder 9 den Anker 8 samt Stößel wieder in seine Ruhestellung II zurück.
Der Schaltmagnet 1 wird über den Bügel 15 mit dem Pumpendeckel 12 verschraubt. Dabei dichtet das Polstück 5 mit dem O-Ring 20 den Innenraum des Schaltmagneten 1 gegen den Pumpendeckel 12 ab. Eine weitere Abdichtung erfolgt mit dem O-Ring 25 und der Messinghülse 3. Diese Messinghülse 3 dient außerdem gleichzeitig als Gleitlagerelement für den Anker 8. Durch die Ausgleichsbohrung 22 wird ein schnelles Schalten des Schaltmagneten 1 ermöglicht.
Durch Bestromung der Spule 18 wird ein Magnetfeld erzeugt. Dieses Magnetfeld wird durch den Bügel 15, das Polstück 5 und den Anker 8 so geleitet, daß sich der Anker 8 von der Ruhestellung I in die Schaltstellung II bewegt. Dadurch wird dann über den Stößel 10 das Ventilplättchen 13 von seinem Sitz im Pumpendeckel 12 der Common Rail-Hochdruckpumpe abgehoben, so daß ein Pumpenelement der Hochdruckpumpe abgeschaltet wird.
Bei Abschaltung der Betromung bringt die Feder 9 den Anker 8 samt Stößel wieder in seine Ruhestellung II zurück.
Der Schaltmagnet 1 wird über den Bügel 15 mit dem Pumpendeckel 12 verschraubt. Dabei dichtet das Polstück 5 mit dem O-Ring 20 den Innenraum des Schaltmagneten 1 gegen den Pumpendeckel 12 ab. Eine weitere Abdichtung erfolgt mit dem O-Ring 25 und der Messinghülse 3. Diese Messinghülse 3 dient außerdem gleichzeitig als Gleitlagerelement für den Anker 8. Durch die Ausgleichsbohrung 22 wird ein schnelles Schalten des Schaltmagneten 1 ermöglicht.
- 1
- Schaltmagnet
- 2
- Gehäuse
- 3
- Messinghülse
- 4
- Flansch
- 5
- Polstück
- 6
- Kegelfläche
- 7
- Endwand
- 8
- Anker
- 9
- Feder
- 10
- Stößel
- 11
- Ende
- 12
- Pumpendeckel
- 13
- Ventilplättchen
- 14
- Faltung
- 15
- Bügel
- 16
- Flansch
- 17
- Flansch
- 18
- Spule
- 19
- Halteplatte
- 20
- O-Ring
- 21
- Ankerraum
- 22
- Ausgleichsbohrung
- 23
- Mantelfläche
- 24
- Ringnut
- 25
- O-Ring
- 26
- Anschlüsse
- 27
- Hülsenansatz
Claims (7)
- Schaltmagnet für eine Hochdruckpumpe, insbesondere einer Hochdruckpumpe einer Common Rail-Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, mit einem Saugventil, an dem ein Stößel des Schaltmagneten angesetzt ist, mit dem die Funktion des Suagventils ausschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (10) mit einem Anker (8) des Schaltmagneten (1) in Wirkverbindung steht, der im Kraftstoff schwimmend angeordnet ist..
- Schaltmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (8) in einer nach außen abgedichteten, kraftstoffgefüllten Messinghülse (3) beweglich ist.
- Schaltmagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messinghülse (3) topfförmig ausgebildet ist und ein Polstück (5) übergreift, in dessen Mantelfläche (23) ein gegenüber der Messinghülse (3) abdichtender O-Ring (25) eingesetzt ist.
- Schaltmagnet nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polstück (5) mittels eines zweiten O-Ringes (20) gegenüber einem Pumpendeckel (12) des Hochdruckpumpe abgedichtet ist.
- Schaltmagnet nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (8) mit einer zumindest weitgehend achsparallel verlaufenden Ausgleichsbohrung (22) versehen ist.
- Schaltmagnet nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Schaltmagneten (1) umgreifender Bügel (15) ein Blechteil ist, das im Bereich des Ankers (8) mehrfach gefaltet ist.
- Schaltung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (2) des Schaltmagneten (1) aus Kunststoff in einem Spritzvorgang hergestellt ist.
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| US09/228,190 US6148796A (en) | 1998-01-12 | 1999-01-11 | Switching magnet for a high pressure pump |
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| EP0929086B1 EP0929086B1 (de) | 2005-02-02 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE2503355A1 (de) * | 1975-01-28 | 1976-07-29 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen |
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| JPS571881A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-07 | Aisin Seiki Co Ltd | Proportional flow control valve |
| DE3732553A1 (de) * | 1987-09-26 | 1989-04-13 | Bosch Gmbh Robert | Magnetventil |
| JPH0234877U (de) * | 1988-08-30 | 1990-03-06 | ||
| DE3934953A1 (de) * | 1989-10-20 | 1991-04-25 | Bosch Gmbh Robert | Magnetventil, insbesondere fuer kraftstoffeinspritzpumpen |
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| US5533480A (en) * | 1995-06-07 | 1996-07-09 | Mtn International, Llc | Low force actuatable fuel injector |
| EP0816672B1 (de) * | 1996-07-05 | 2003-04-09 | Nippon Soken, Inc. | Hochdruckpumpe |
-
1998
- 1998-01-12 DE DE29800346U patent/DE29800346U1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-06 EP EP98121087A patent/EP0929086B1/de not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-01-11 US US09/228,190 patent/US6148796A/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
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|---|
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Also Published As
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|---|---|
| US6148796A (en) | 2000-11-21 |
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