CN108368810B - 可电磁操纵的进入阀和具有该进入阀的高压泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于高压泵、尤其料喷射系统的高压泵的可电磁操纵的进入阀(24)。该进入阀(24)具有阀元件(34)，所述阀元件能够在打开位态和关闭位态之间运动。设置电磁致动器(60)，所述阀元件(34)能够通过所述电磁致动器运动，其中，电磁致动器(60)具有至少间接作用到阀元件(34)上的衔铁(68)、围绕衔铁(68)的电磁线圈(64)、和磁芯(66)，衔铁(68)在电磁线圈(64)通电时至少间接贴靠在所述磁芯上，其中，衔铁(68)在载体元件(78)中可移动地引导，并且，载体元件(78)和磁芯(66)相互连接。载体元件(78)和磁芯(66)经由套筒形的连接元件(90)相互连接，连接元件与载体元件(78)和/或磁芯(66)在第一连接区域(92)中材料锁合地连接并且在相对于第一连接区域(92)沿连接元件(90)的纵向轴线(91)的方向错开地布置的第二连接区域(94)中形状锁合地连接。

Description

可电磁操纵的进入阀和具有该进入阀的高压泵
技术领域
本发明涉及用于高压泵、尤其燃料喷射系统的高压泵的可电磁操纵的进入阀。此外，本发明涉及一种具有这样的进入阀的高压泵。
背景技术
由DE 10 2013 220 593 A1已知一种用于燃料喷射系统的高压泵的可电磁操纵的进入阀。该高压泵具有至少一个泵元件，该泵元件具有在往复运动中被驱动的泵活塞，该泵活塞限界泵工作室。该泵工作室可经由进入阀与燃料流入端连接。所述进入阀包括阀元件，该阀元件与阀座共同作用用于控制并且可在打开位态和关闭位态之间运动。在阀元件的关闭位态中，阀元件贴靠在阀座上。此外，所述进入阀包括电磁致动器，通过该电磁致动器可使阀元件运动。所述电磁致动器具有至少间接作用到阀元件上的衔铁、围绕该衔铁的电磁线圈和磁芯。所述衔铁可移动地在载体元件中引导，其中，所述载体元件和所述磁芯相互连接。在电磁线圈通电时，衔铁可抵抗复位弹簧的力运动并且至少间接地贴靠在磁芯上。在衔铁和磁芯之间可以布置有由非磁性材料制成的间隔元件，以便保证剩余气隙并且避免衔铁磁性地粘附在磁芯上。当衔铁止挡在磁芯上时，出现所述两个构件的高负载以及所述两个构件之间的连接的高负载，这在较长的运行时长中会导致所述两个构件和/或所述两个构件之间的连接的损坏，由此能够损害进入阀的功能能力。
发明内容
本发明提出一种进入阀，所述进入阀具有：阀元件，所述阀元件能够在打开位态和关闭位态之间运动；电磁致动器，所述阀元件能通过所述电磁致动器而运动，其中，所述电磁致动器具有至少间接作用到所述阀元件上的衔铁、围绕所述衔铁的电磁线圈、和磁芯，在所述电磁线圈通电时所述衔铁至少间接贴靠在所述磁芯上，其中，所述衔铁在载体元件中可移动地被引导，并且其中，所述载体元件和所述磁芯相互连接，其特征在于，所述载体元件和所述磁芯经由套筒形的连接元件相互连接，所述连接元件与所述载体元件、和/或所述连接元件与所述磁芯在第一连接区域中材料锁合地连接并且在相对于所述第一连接区域沿所述连接元件的纵向轴线的方向错开地布置的第二连接区域中形状锁合地连接。根据本发明的进入阀具有以下优点：使得载体元件和磁芯之间的连接能够受高负载并且因此能够实现进入阀并且因此高压泵的长的使用寿命而不会损坏。通过具有形状锁合连接的第二连接区域，具有材料锁合连接的第一连接区域被卸载并且因此改进所述材料锁合连接的耐用性。
在有利构型中，所述第一连接区域布置在所述连接元件的沿所述纵向轴线的方向看的端部区域中，并且，所述第二连接区域关于所述第一连接区域朝向所述连接元件的中间错开地布置。
在有利构型中，所述载体元件和/或所述磁芯在其外周面中具有至少一个凹部，所述连接元件在塑性变形下进入到所述凹部中，用于形状锁合连接。在该有利构型的扩展方式中，所述凹部构造为环绕的凹槽。由此使得能够以简单的方式实现在第二连接区域中的形状锁合连接。
在有利构型中，所述连接元件在所述第一连接区域和所述第二连接区域之间具有沿所述连接元件的纵向轴线的方向的预紧。由此使得能够实现第一连接区域的材料锁合连接的特别有效的卸载。
在有利构型中，所述连接元件在相邻于所述第二连接区域的区段中能够沿所述连接元件的纵向轴线的方向弹性变形。
在有利构型中，所述连接元件与所述载体元件、和/或所述连接元件与所述磁芯在所述第一连接区域中的材料锁合连接是焊接连接。
本发明还提出一种高压泵，具有至少一个泵元件，所述泵元件具有限界泵工作室的泵活塞，其中，所述泵工作室能够经由根据本发明的进入阀与流入端连接。
附图说明
在后面根据附图详细地阐述本发明的两个实施例。附图示出了：
图1高压泵的示意性的纵截面；
图2在放大的示图中示出高压泵的在图1中以II标明的具有进入阀的局部；
图3在进一步放大的示图中示出连接元件的在图2中以III标明的具有连接区域的局部；
图4连接元件的变型。
具体实施方式
在图1中局部地示出高压泵，该高压泵设置为用于在内燃机的燃料喷射系统中的燃料输送。该高压泵具有至少一个泵元件10，该泵元件又具有泵活塞12，该泵活塞通过驱动装置在往复运动中被驱动、在高压泵的壳体部件16的缸孔14中被引导并且在缸孔14中限界泵工作室18。可以设置具有凸轮22或偏心轮的驱动轴20作为用于泵活塞12的驱动装置，泵活塞12直接支撑或通过挺杆、例如滚子挺杆支撑在所述凸轮或偏心轮上。泵工作室18可经由进入阀24与燃料流入端26连接并且经由排出阀28与存储器30连接。在泵活塞12的抽吸行程中，泵工作室可以在进入阀24打开的情况下充注燃料。在泵活塞12的输送行程中，燃料通过该泵活塞从泵工作室18挤出并且输送到存储器30中。
如在图2中所示，在高压泵的壳体部件16中，贯通孔32在缸孔14的背离泵活塞12的一侧上衔接到缸孔14上，该贯通孔通向壳体部件16的外侧，该贯通孔具有与缸孔14相比较小的直径。进入阀24具有活塞形的阀元件34，该阀元件具有在贯通孔32中可移动地引导的杆36和在直径上相对于杆36较大的头部38，该头部布置在泵工作室18中。在从缸孔14到贯通孔32的过渡部处，在壳体部件16上形成阀座40，阀元件34以构造在该阀元件的头部38上的密封面42与该阀座共同作用。
在衔接到阀座40上的区段中，贯通孔32具有与在对阀元件34的杆36进行引导的区段中相比较大的直径，使得形成围绕阀元件34的杆36的环形室44。一个或多个流入孔46通到该环形室44中并且在另一侧通向壳体部件16的外侧。
阀元件34的杆36在壳体部件16的背离泵工作室18的一侧上从贯通孔32伸出并且支撑元件48固定在所述杆上。阀弹簧50支撑在支撑元件48上，该阀弹簧在另一侧上支撑在壳体部件16的围绕阀元件34的杆36的区域52上。阀元件34通过阀弹簧50沿着在其关闭方向上的调节方向A被加载，其中，阀元件34在其关闭位态中以其密封面42贴靠在阀座40上。阀弹簧50例如构造为螺旋压力弹簧。
进入阀24可通过电磁致动器60操纵，该电磁致动器尤其在图2中示出。致动器60通过电子控制装置62根据要供给的内燃机的运行参数操控。电磁致动器60具有电磁线圈64、磁芯66和衔铁68。电磁致动器60布置在进入阀24的背离泵工作室18的一侧上。磁芯66和电磁线圈64布置在致动器壳体70中，该致动器壳体可固定在高压泵的壳体部件16上。致动器壳体70例如可借助抓夹该致动器壳体的螺纹环72固定到壳体部件16上，该螺纹环拧紧在壳体部件16的设有外螺纹的凸缘74上。
衔铁68至少基本上柱形地构造并且通过其外周面在载体元件78的孔76中可移动地引导，该载体元件布置在致动器壳体70中。在载体元件78中的孔76至少近似相对于在壳体部件16中的通孔32并且因此相对于阀元件34同轴地延伸。载体元件78在其背离壳体部件16的端部区域79中具有柱形的外部形状。磁芯66在致动器壳体70中布置在载体元件78的背离壳体部件16的一侧上并且具有柱形的外部形状。
衔铁68具有至少近似相对于衔铁68的纵向轴线69同轴地布置的第一中心孔80，布置在衔铁68的背离阀元件34的一侧上的复位弹簧82伸入到所述第一中心孔中，该复位弹簧支撑在衔铁68上。复位弹簧82在其另一端部处至少间接地支撑在磁芯66上，该磁芯具有第二中心孔84，复位弹簧82伸入到该第二中心孔中。用于复位弹簧82的支撑元件可以接合、例如压入到磁芯66的第二中心孔84中。中间元件86置入到衔铁68的第一中心孔80中，该中间元件可以构造为衔铁销。该衔铁销86优选地被压入到衔铁68的第一中心孔80中。复位弹簧82在第一中心孔80中也可以支撑在衔铁销86上。衔铁68可以具有一个或多个贯通开口67。
在孔76中，通过直径减小在衔铁68和进入阀24之间构成环形肩部88，通过该环形肩部限制衔铁68朝进入阀24的运动。如果致动器壳体70尚未固定在高压泵的壳体部件16上，那么衔铁68通过环形肩部88保险以防由孔76掉出。在环形肩部88和衔铁68之间可以布置有垫片89。
载体元件78和磁芯66借助套筒形的连接元件90相互连接。在此，连接元件90以其一轴向端部区域90a布置在载体元件78的柱形区段79上并且与该柱形区段连接并且以其另一轴向端部区域布置在柱形的磁芯66上并且与该柱形的磁芯连接。连接元件90在布置在该连接元件的轴向端部区域之间的中间区域90c中既不与载体元件78也不与磁芯66连接并且跨接载体元件78和磁芯66之间的轴向间距。
如在图3中所示，连接元件90与载体元件78和/或与磁芯66的连接部分别包括沿连接元件90的纵向轴线91的方向相互错开地布置的两个连接区域92和94。在第一连接区域92中，连接元件90与载体元件78和/或与磁芯66材料锁合地连接。在第一连接区域92中的材料锁合连接尤其可以是焊接连接。在第一连接区域92中的焊接连接优选在连接元件90的周边上完全闭合地实施，使得通过所述焊接连接保证载体元件78和磁芯66之间的过渡部的密封。
在第二连接区域94中，连接元件90与载体元件78和/或与磁芯66形状锁合地连接。在第二连接区域94中，载体元件78和/或磁芯66在其外周面中具有凹部96，该凹部尤其构造为在载体元件78和/或磁芯66的周边上延伸的凹槽。连接元件90为了产生形状锁合的连接在塑性变形下被压入到凹部96中。为了将连接元件90塑性变形进到凹部96中，可以使用压制或挤压工具，通过所述压制或挤压工具，连接元件90沿相对于其纵向轴线91的径向被挤压。凹部96可以在其位于载体元件78和/或磁芯66的外周面上的边缘处相对尖锐地构造，以便使得能够实现连接元件90的可靠的形状锁合。
通过连接元件90在第二连接区域94中的形状锁合连接而减小连接元件90在第一连接区域92中的材料锁合连接的负载，因为，沿连接元件90的纵向轴线91的方向出现的力的一部分被接收在第二连接区域94中。在图3中仅示出连接元件90与载体元件78的连接，其中，替代地或附加地实现连接元件90与磁芯66的连接。
可以设置，在连接元件90与载体元件78和磁芯66连接的情况下，首先在第一连接区域92中实现材料锁合连接、例如呈焊接连接形式的材料锁合连接。随后，将连接元件90通过沿其纵向轴线91的方向施加拉力而预紧并且在该预紧的状态中实现连接元件90塑性变形进到凹部96中，用于在第二连接区域94中产生形状锁合连接。随后，又移除所述拉力，其中，在连接元件90中的预紧在第一连接区域92和第二连接区域94之间保持不变。通过该预紧可以实现，对于具有材料锁合连接的第一连接区域92在运行中仅产生脉动负载而不是像在没有预紧的情况那样产生交变负载。
附加地可以设置，连接元件90可区段地沿其纵向轴线91的方向弹性变形。连接元件90的可弹性变形性例如可以如在图4中所示的通过以下方式实现：在第二连接区域94中，在连接元件90通过压制或挤压工具塑性变形进到凹部96中的情况下，在凹部96到载体元件78和/或磁芯66的外周面的过渡部处产生连接元件90的拱曲，例如具有半径R的拱曲。通过该拱曲，连接元件90相邻于第二连接区域94具有一区段，在该区段中，所述连接元件可沿其纵向轴线91的方向弹性变形。
在后面阐述电磁操纵的进入阀24的功能。在泵活塞12的抽吸行程期间，进入阀24打开，其方式是：所述进入阀的阀元件34位于其打开位态中，在该打开位态中，该阀元件布置成以其密封面42远离阀座40。阀元件34运动到其打开位态中，这由在燃料流入端26和泵工作室18之间存在的压力差抵抗阀弹簧50的力引起。在此，致动器60的电磁线圈64可以通电或未通电。如果电磁线圈64通电，那么衔铁68通过形成的磁场抵抗复位弹簧82的力被吸引向磁芯66。如果电磁线圈64未通电，那么衔铁68通过复位弹簧82的力被压向进入阀24。衔铁68经由衔铁销86贴靠在阀元件34的杆36的端侧上。
在泵活塞12的输送行程期间通过致动器60确定：进入阀24的阀元件34是位于其打开位态中还是关闭位态中。在未通电的电磁线圈64的情况下，衔铁68被复位弹簧82沿根据在图2中的箭头B的调节方向挤压，其中，阀元件34通过衔铁68抵抗阀弹簧50沿调节方向B被压到其打开位态中。作用到衔铁68上的复位弹簧82的力大于作用到阀元件34上的阀弹簧50的力。衔铁68沿调节方向B作用到阀元件34上并且衔铁68和阀元件34一起沿调节方向B运动。只要电磁线圈64未通电，则因此燃料不能通过泵活塞12输送到存储器30中，而是，被泵活塞12挤出的燃料被输送回到燃料流入端26中。如果在泵活塞12的输送行程期间燃料应当被输送到存储器30中，那么给磁性线圈64通电，使得衔铁68沿与调节方向B相反的根据在图2中箭头A的调节方向被吸引向磁芯66。因此，不再通过衔铁68施加力到阀元件34上，其中，衔铁68通过磁场沿调节方向A运动并且阀元件34与衔铁68无关地由阀弹簧50和在泵工作室18和燃料流入端26之间存在的压力差引起地沿调节方向A运动到其关闭位态中。
通过在泵活塞12的输送行程期间借助电磁致动器60打开进入阀34，可以变化地调整高压泵输送到存储器30中的输送量。如果需要少量燃料输送量，那么在泵活塞12的大部分输送行程期间，通过致动器60保持进入阀34打开，并且，如果需要大的燃料输送量，那么仅在泵活塞12的小部分输送行程期间保持进入阀34打开或甚至在泵活塞12的输送行程期间不打开进入阀34。

Claims (10)

1.一种用于高压泵的、能够电磁操纵的进入阀(24)，所述进入阀具有：阀元件(34)，所述阀元件能够在打开位态和关闭位态之间运动；电磁致动器(60)，所述阀元件(34)能通过所述电磁致动器而运动，其中，所述电磁致动器(60)具有至少间接作用到所述阀元件(34)上的衔铁(68)、围绕所述衔铁(68)的电磁线圈(64)、和磁芯(66)，在所述电磁线圈(64)通电时所述衔铁(68)至少间接贴靠在所述磁芯上，其中，所述衔铁(68)在载体元件(78)中可移动地被引导，并且其中，所述载体元件(78)和所述磁芯(66)相互连接，其特征在于，所述载体元件(78)和所述磁芯(66)经由套筒形的连接元件(90)相互连接，所述连接元件与所述载体元件(78)、和/或所述连接元件与所述磁芯(66)在第一连接区域(92)中材料锁合地连接并且在相对于所述第一连接区域(92)沿所述连接元件(90)的纵向轴线(91)的方向错开地布置的第二连接区域(94)中形状锁合地连接。
2.按照权利要求1所述的进入阀，
其特征在于，所述第一连接区域(92)布置在所述连接元件(90)的沿所述纵向轴线(91)的方向看的端部区域中，并且，所述第二连接区域(94)关于所述第一连接区域(92)朝向所述连接元件(90)的中间错开地布置。
3.按照权利要求1或2所述的进入阀，
其特征在于，所述载体元件(78)和/或所述磁芯(66)在其外周面中具有至少一个凹部(96)，所述连接元件(90)在塑性变形下进入到所述凹部中，用于形状锁合连接。
4.按照权利要求3所述的进入阀，
其特征在于，所述凹部(96)构造为环绕的凹槽。
5.按照权利要求1或2所述的进入阀，
其特征在于，所述连接元件(90)在所述第一连接区域(92)和所述第二连接区域(94)之间具有沿所述连接元件的纵向轴线(91)的方向的预紧。
6.按照权利要求1或2所述的进入阀，
其特征在于，所述连接元件(90)在相邻于所述第二连接区域(94)的区段中能够沿所述连接元件的纵向轴线(91)的方向弹性变形。
7.按照权利要求1或2所述的进入阀，
其特征在于，所述连接元件(90)与所述载体元件(78)、和/或所述连接元件(90)与所述磁芯(66)在所述第一连接区域(92)中的材料锁合连接是焊接连接。
8.按照权利要求1或2所述的进入阀，
其特征在于，所述高压泵是燃料喷射系统的高压泵。
9.一种高压泵，具有至少一个泵元件(10)，所述泵元件具有限界泵工作室(18)的泵活塞(12)，其中，所述泵工作室(18)能够经由进入阀(24)与流入端(26)连接，其特征在于，所述进入阀(24)按照前述权利要求中任一项构造。
10.根据权利要求9所述的高压泵，其特征在于，该高压泵是燃料高压泵。
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