DE102007052224A1 - Volume control valve device for use in high pressure fuel pump, has pot-shaped magnetic flux housing including frame-like bracket element that encloses coil arrangement at opposite front sides, where bracket element is formed from plate - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Mengensteuerventileinrichtung für eine Hochdruckkraftstoffpumpe mit einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung, welche eine Magnetbaugruppe mit einem Magnetflussgehäuse und einer in diesem wenigstens bereichsweise aufgenommenen Spulenanordnung aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Mengensteuerventileinrichtung und eine Hochdruckkraftstoffpumpe.The The invention relates to a quantity control valve device for a high-pressure fuel pump with an electromagnetic actuator, which a magnetic assembly with a magnetic flux housing and a in this at least partially recorded coil assembly having. The invention further relates to a process for the preparation such a quantity control valve device and a high-pressure fuel pump.
Aus
der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mengensteuerventileinrichtung zu schaffen, die einfach und kostengünstig herstellbar ist und dennoch zuverlässig arbeitet.task the invention is to provide a quantity control valve device which is easy and inexpensive to produce and still works reliably.
Diese Aufgabe wird durch eine Mengensteuerventileinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren zur Herstellung einer Mengensteuerventileinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie durch eine Hochdruckkraftstoffpumpe nach Anspruch 12 gelöst.These Task is by a quantity control valve device with the features of claim 1. The task is also by a Method for producing a quantity control valve device with the features of claim 10 and by a high pressure fuel pump solved according to claim 12.
Bei der Realisierung der erfindungsgemäßen Mengensteuerventileinrichtung wird das topfförmige Magnetflussgehäuse der bekannten Mengensteuerventileinrichtung durch ein relativ leicht herzustellendes rahmenartiges Bügelelement ersetzt. Dadurch dass das vorzugsweise einstückig ausgebildete Bügelelement die Spulenordnung an ihren gegenüberliegenden Stirnseiten umgreift, kann mittels des Bügelelements ein magnetischer Rückschluss zum Schließen eines magnetischen Kreises um die Spulenanordnung herum erzielt werden, ohne dass hierfür ein weiteres Bauteil erforderlich ist. Dies führt zu einem Magnetflussgehäuse, das besonders wenige Bauteile umfasst, die zudem einfach herstellbar sind, und somit zu einer besonders kostengünstigen Mengensteuerventileinrichtung. Ferner wird durch das rahmenartige Bügelelement eine besonders gute Fixierung der Spulenanordnung in Längsrichtung gewährleistet.at the realization of the quantity control valve device according to the invention is the cup-shaped magnetic flux housing of the known Mengensteuerventileinrichtung by a relatively easy to produce replaced frame-like bracket element. By that preferably integrally formed bracket member the coil order engages around its opposite ends, can by means of the bracket element, a magnetic return for closing a magnetic circuit around the coil assembly be achieved without this being another component is required. This leads to a magnetic flux housing, which includes very few components, which also easy to manufacture are, and thus a particularly cost quantity control valve device. Furthermore, by the frame-like bracket element is a special ensures good fixation of the coil arrangement in the longitudinal direction.
Hierbei ist besonders bevorzugt, dass das Bügelelement einen Halterungsabschnitt zum Befestigen der Magnetbaugruppe an einer Ventilbaugruppe aufweist. Hierdurch kann die Magnetbaugruppe ohne zusätzliche Bauteile an der Ventilbaugruppe befestigt werden, wodurch der Aufbau der Mengensteuerventileinrichtung weiter vereinfacht wird. Dies ermöglicht eine noch kostengünstigere Herstellung der Mengensteuerventileinrichtung.in this connection it is particularly preferred that the stirrup element has a mounting portion for securing the magnet assembly to a valve assembly. This allows the magnet assembly without additional components be attached to the valve assembly, whereby the construction of the Quantity control valve device is further simplified. this makes possible an even more cost-effective production of the quantity control valve device.
Das Bügelelement lässt sich besonders einfach herstellen, wenn vorgesehen wird, dass das Bügelelement aus einer Platte, vorzugsweise einer Metallplatte gebildet ist, die mehrere gebogene Abschnitte aufweist. Vorzugsweise ist das Bügelelement von der Seite gesehen rechteckig; die Platte weist dann vier rechtwinklig gebogene Abschnitte auf. Wird das Bügelelement aus einer Metallplatte gebildet, so ergibt sich ein guter magnetischer Rückschluss durch das Bügelelement. Zudem ermöglicht ein aus der Metallplatte gebildetes Bügelelement eine gute Ableitung von Wärme, die beim Betrieb der Spulenanordnung aufgrund ohmscher Verluste erzeugt wird.The Bracket element is particularly easy to manufacture, if it is provided that the stirrup element consists of a plate, Preferably, a metal plate is formed, which has a plurality of curved Has sections. Preferably, the bracket element rectangular from the side; the plate then has four perpendicular curved sections on. If the bracket element from a Metal plate formed, so there is a good magnetic conclusion through the bracket element. In addition, one allows The metal plate formed bracket element a good derivative of heat due to operation of the coil assembly ohmic losses is generated.
Um eine hohe mechanische Steifigkeit des Bügelelements zu erzielen, ist bevorzugt, dass das Bügelelement einen Bereich aufweist, an welchem sich ein erster Endabschnitt der Platte mit einem zweiten Endabschnitt der Platte überlappt und/oder an welchem der erste Endabschnitt und der zweite Endabschnitt der Platte miteinander verbunden sind. Um außer der hohen mechanischen Steifigkeit auch einen guten Übergang des magnetischen Flusses zwischen dem Bügelelement und der Spulenanordnung zu erreichen, befindet sich der Bereich, an dem sich die beiden Endabschnitte überlappen, vorzugsweise an einer der beiden Stirnseiten der Spulenanordnung. Die beiden Endabschnitte der Platte sind vorzugsweise durch Verkrimpen oder Laserschweißen miteinander verbunden.Around a high mechanical stiffness of the bracket element too it is preferred that the stirrup element be an area has, at which a first end portion of the plate with overlaps and / or on a second end portion of the plate which the first end portion and the second end portion of the plate connected to each other. In addition to the high mechanical Stiffness also a good transition of the magnetic Flow between the bracket member and the coil assembly to reach, is the area where the two End portions overlap, preferably at one of the two End faces of the coil arrangement. The two end sections of the plate are preferably by crimping or laser welding connected with each other.
Um die Ableitung der beim Betrieb der Spulenanordnung erzeugten Wärme weiter zu verbessern, kann vorgesehen werden, dass das Bügelelement auf mindestens einer der Spulenanordnung zugewandten Seite mindestens eine vorzugsweise als Anprägung ausgebildete Ausnehmung aufweist. Aufgrund der auf diese Weise verbesserten thermischen Kopplung der Spulenanordnung mit dem Bügelelement (vergrößerter Bereich mit einem geringen Abstand zwischen Spulenanordnung und Bügelelement) können auch solche Spulenanordnungen eingesetzt werden, die eine vergleichsweise hohe ohmsche Verlustleistung aufweisen. Dies ermöglicht wiederum die Realisierung von Spulenanordnungen mit einer relativ hohen Leistungsdichte, so dass bei einer vorgegebenen Gesamtleistung der Spulenanordnung Magnetbaugruppen bereitgestellt werden können, die vergleichsweise klein bauen. Zudem wird durch die Anprägung sowohl eine gute Drehfixierung als auch eine gute Fixierung der Spulenanordnung in lateraler Richtung erzielt. Wird die Ausnehmung als Anprägung ausgebildet, so kann sie auf einfache Weise durch Pressen hergestellt werden.In order to further improve the dissipation of the heat generated during operation of the coil assembly, it can be provided that the temple ment on at least one of the coil arrangement facing side has at least one preferably formed as an embossment recess. Due to the improved in this way thermal coupling of the coil assembly with the bracket element (enlarged area with a small distance between the coil assembly and bracket member) and such coil assemblies can be used, which have a relatively high ohmic power loss. This in turn allows the realization of coil assemblies with a relatively high power density, so that at a given total power of the coil assembly magnetic assemblies can be provided that build comparatively small. In addition, the embossing achieves both good rotational fixation and good fixation of the coil arrangement in the lateral direction. If the recess is formed as an embossing, it can be produced in a simple manner by pressing.
Zur Befestigung der Magnetbaugruppe an der Ventilbaugruppe kann vorgesehen werden, dass der Halterungsabschnitt mittels eines Verbindungsstücks mit der Ventilbaugruppe verbunden ist und das Bügelelement an einer dem Verbindungsstück der Ventilbaugruppe zugewandten Seite eine Öffnung aufweist, die von einem Kragen begrenzt ist, in welchem ein Verbindungsabschnitt des Verbindungsstücks angebracht, vorzugsweise eingepresst, ist. Dadurch wird die Magnetbaugruppe zuverlässig mit der Ventilbaugruppe verbunden, wobei die Verbindung insbesondere dann, wenn sie als Pressverbindung ausgeführt ist, kostengünstig hergestellt werden kann.to Attachment of the magnet assembly to the valve assembly may be provided be that the support portion by means of a connector is connected to the valve assembly and the bracket member at one of the connecting piece of the valve assembly facing Side has an opening bounded by a collar is in which a connecting portion of the connector attached, preferably pressed, is. This will make the magnet assembly Reliably connected to the valve assembly, the Compound especially if they are designed as a press connection is, can be produced inexpensively.
Es ist bevorzugt, dass die Spulenanordnung innerhalb des Bügelelements durch eine Kunststoffumspritzung gehalten ist. Mittels der Kunststoffumspritzung wird ein einfaches Abdichten der Magnetbaugruppe, eine gute Befestigung der Spulenanordnung an dem Bügelelement sowie eine aufgrund einer im Vergleich zu in der Umgebung befindlichen Luft hohen Wärmeleitfähigkeit der Kunststoffumspritzung noch bessere Ableitung der Wärme, die von der Spulenanordnung bei deren Betrieb erzeugt wird, ermöglicht.It it is preferred that the coil arrangement within the bracket element is held by a plastic extrusion. By means of plastic extrusion will be a simple sealing of the magnet assembly, a good attachment the coil assembly to the bracket element and a due a high thermal conductivity compared to ambient air the plastic extrusion even better dissipation of heat, which is generated by the coil assembly during its operation allows.
Um eine robuste und insbesondere gut gegen Spritzwasser abgedichtete Spulenanordnung zu realisieren, ist bevorzugt, dass die Spulenanordnung eine auf einem Spulenträger angeordnete Spule aufweist, wobei der Spulenträger mindestens eine abragende Rippe zur Verankerung des Spulenträgers in der Kunststoffumspritzung aufweist. Durch den Spulenträger wird ein sicherer Halt der Spule gewährleistet, und durch die abragende Rippe wird eine abgedichtete und mechanisch stabile Verbindung zwischen dem Spulenträger und der Kunststoffumspritzung erreicht. Die abragende Rippe ist vorzugsweise als eine sogenannte Schmelzrippe ausgeführt, die während eines Umspritzens der Spulenanordnung mit der Kunststoffumspritzung verschmilzt. Der Spulenträger und die mindestens eine Schmelzrippe sind vorzugsweise einstückig aus Kunststoff gebildet.Around a robust and especially well sealed against splashing water To realize coil arrangement, it is preferred that the coil arrangement a Having arranged on a bobbin coil, wherein the coil carrier at least one projecting rib for anchoring having the bobbin in the plastic extrusion. By the coil carrier is a secure hold of the coil ensures, and by the protruding rib is a sealed and mechanically stable connection between the bobbin and the plastic extrusion achieved. The projecting rib is preferably designed as a so-called melting rib, during an overmolding of the coil assembly with the Plastic extrusion merges. The coil carrier and the at least one melting rib are preferably in one piece made of plastic.
Um verschiedene Varianten der Mengensteuerventileinrichtung kostengünstig herstellen zu können, welche sich lediglich in der Ausgestaltung eines Steckabschnitts unterscheiden, kann vorgesehen werden, dass die Kunststoffumspritzung der Magnetbaugruppe einen Übergangsabschnitt aufweist, der zwischen einem die Spulenanordnung zumindest teilweise umgebenden ersten Abschnitt der Kunststoffumspritzung und einem einen Steckabschnitt der Magnetbaugruppe bildenden zweiten Abschnitt der Kunststoffumspritzung angeordnet ist. Dadurch dass der Übergangsabschnitt vorgesehen ist, kann ein Umspritzungswerkzeug (Spritzgussform) zur Herstellung der Kunststoffumspritzung aus zwei Werkzeugteilen gebildet werden, wobei eines der beiden Werkzeugteile zum Einformen des Steckabschnitts in die Kunststoffumspritzung und das andere Werkzeugteil zum Bilden des Rests der Kunststoffumspritzung ausgebildet ist. Zum Herstellen der verschiedenen Varianten braucht lediglich das Werkzeugteil zum Einformen des Steckabschnitts ausgetauscht werden, während das Werkzeugteil zum Bilden des Rests der Kunststoffumspritzung für alle Varianten beibehalten werden kann.Around Various variants of the quantity control valve device cost to be able to produce, which only in the embodiment distinguish a plug-in section, it can be provided that the plastic extrusion of the magnet assembly a transition section that between at least partially the coil assembly surrounding first section of plastic extrusion and a a plug portion of the magnet assembly forming the second section the plastic extrusion is arranged. Because of the transition section is provided, a Umspritzungswerkzeug (injection mold) for Production of Kunststoffumspritzung formed from two tool parts be, with one of the two tool parts for molding the male section in the plastic extrusion and the other tool part for forming the remainder of the plastic extrusion is formed. For manufacturing Of the different variants only needs the tool part for molding of the male portion while the tool part for forming the remainder of the plastic extrusion for all Variants can be maintained.
Hierbei kann vorgesehen werden, dass der Übergangsabschnitt eine ebene Fläche aufweist, die einen um den Steckabschnitt umlaufenden Rand bildet, wobei die ebene Fläche zumindest in etwa rechtwinklig zum Steckabschnitt angeordnet ist. Aufgrund der ebenen Fläche kann jedes der beiden Werkzeugteile eine Dichtfläche zum Abdichten der beiden Werkzeugteile gegeneinander beim Herstellen der Kunststoffumspritzung aufweisen.in this connection can be provided that the transition section a having flat surface, the one around the male section forms circumferential edge, wherein the flat surface at least is arranged approximately at right angles to the plug-in section. Due to the flat surface, each of the two tool parts one Sealing surface for sealing the two tool parts against each other have in producing the plastic extrusion.
Als weitere Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur Herstellung einer Mengensteuerventileinrichtung vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es folgende Schritte umfasst: Ausstanzen einer Abwicklung in Form einer Platte des Bügelelements, Biegen der Platte zu dem Bügelelement, Anordnen der Spulenanordnung derart, dass das Bügelelement der Spulenanordnung an gegenüberliegenden Stirnseiten umgreift, Umspritzen der Magnetbaugruppe unter Verwendung der Spritzgussform. Dieses Verfahren ermöglicht eine schnelle und kostengünstige Herstellung der Mengensteuerventileinrichtung. Insbesondere kann das Magnetflussgehäuse mit einem einzigen Teil zum magnetischen Rückschluss, nämlich dem Bügelelement, ausgeführt werden. Als Material zur Herstellung des Bügelelements kann plattenförmiges Material ("Flachmaterial") verwendet werden, aus dem die Abwicklung des Bügelelements ausgestanzt wird. Vorzugsweise wird beim Ausstanzen der Abwicklung die Anprägung durch Pressen gebildet. Das Ausstanzen und das Pressen werden dadurch vorteilhafterweise zu einem einzigen Arbeitsgang kombiniert.As a further solution to the problem, a method for producing a quantity control valve device is proposed, which comprises the following steps: punching out a development in the form of a plate of the stirrup element, bending the plate to the stirrup element, arranging the coil arrangement such that the stirrup element the coil assembly engages on opposite end faces, encapsulating the magnet assembly using the injection mold. This method allows a quick and inexpensive production of the quantity control valve device. In particular, the magnetic flux housing with a single part to the magnetic yoke, namely the bracket element, are executed. As material for the production of the stirrup element plate-shaped material ("flat material") can be used, from which the settlement of the stirrup element is punched out. Preferably, the Punching the settlement formed the impression by pressing. The punching and pressing are thereby advantageously combined into a single operation.
Hierbei ist bevorzugt, dass eine bestimmte Variante der Mengensteuerventileinrichtung hergestellt wird, die aus einer Mehrzahl vordefinierter Varianten ausgewählt ist, wobei sich die einzelnen vordefinierten Varianten in der Ausgestaltung ihres Steckabschnitts unterscheiden, und dass das Verfahren die folgenden zusätzlichen Schritte umfasst: Bereitstellen eines ersten Werkzeugteils der Spritzgussform zum Bilden eines die Spulenanordnung zumindest teilweise umgebenden ersten Abschnitts der Kunststoffumspritzung, Bereitstellen je eines zweiten Werkzeugteils zum Einformen eines einen Steckabschnitt der Magnetbaugruppe bildenden zweiten Abschnitts der Kunststoffumspritzung für jede der vordefinierten Varianten der Mengensteuerventileinrichtung. Es ist also ein erstes Werkzeugteil mit einem abnehmbaren bzw. austauschbaren zweiten Werkzeugteil vorgesehen. Das erste Werkzeugteil kann für alle Varianten verwendet werden, während lediglich das zweite Werkzeugteil spezifisch für die bestimmte Variante ist. Für jede der vordefinierten Varianten muss lediglich eine Variante des zweiten Werkzeugteils entwickelt und hergestellt werden. Dadurch ergeben sich verhältnismäßig geringe gesamte Kosten für das Spritzgusswerkzeug, was besonders bei einer hohen Anzahl an vordefinierten Varianten zu relativ geringen Herstellkosten der Mengensteuerventileinrichtung führt. Weiterhin können – verglichen mit einem Herstellungsverfahren, das nur eine Variante vorsieht – die verschiedenen Varianten mit einem geringen, im Idealfall mit einem vernachlässigbaren zusätzlichen zeitlichen Rüstaufwand realisiert werden.in this connection It is preferred that a particular variant of the quantity control valve device is made of a plurality of predefined variants is selected, with each predefined Differentiate variants in the design of their plug-in section, and that the procedure has the following additional steps comprising: providing a first tool part of the injection mold for forming a coil assembly at least partially surrounding first section of plastic extrusion, each providing one second tool part for forming a plug-in portion of Magnet assembly forming the second portion of the plastic extrusion for each of the predefined variants of the quantity control valve device. So it is a first tool part with a removable or interchangeable provided second tool part. The first tool part can for all variants are used while only the second tool part specific to the particular variant is. For each of the predefined variants only a variant of the second tool part developed and manufactured become. This results in proportionate low total cost of the injection mold, what especially with a high number of predefined variants too relatively low production costs of the quantity control valve device leads. Furthermore - compared with a manufacturing process that provides only one variant - the different variants with a low, ideally with one negligible additional setup time will be realized.
Es kann vorgesehen werden, dass vor dem Umspritzen der Magnetbaugruppe das zweite Werkzeugteil aus mindestens zwei trennbaren Werkzeugabschnitten zusammengesetzt wird und nach dem Umspritzen die Werkzeugabschnitte wieder von einander getrennt werden. Auf diese Weise wird eine einfache Herstellung eines seitlich vom Steckabschnitt abragenden Bereichs wie beispielsweise ein Rasthaken zum Verrasten eines Steckers mit dem Steckabschnitt ermöglicht. Denn der zweite Werkzeugteil kann nach dem Umspritzen vom Steckabschnitt entfernt werden, ohne dass er in Längsrichtung von diesem abgezogen werden muss.It can be provided that before the encapsulation of the magnet assembly the second tool part of at least two separable tool sections is assembled and after molding the tool sections be separated again from each other. This will be a simple one Production of a laterally protruding from the plug portion range such as a latching hook for locking a plug with allows the plug section. Because the second part of the tool Can be removed after insert molding from the male section, without that it must be pulled in the longitudinal direction of this.
Als noch weitere Lösung der Aufgabe wird eine Hochdruckkraftstoffpumpe nach Anspruch 12 vorgeschlagen. Diese Hochdruckkraftstoffpumpe kann, da sie die besonders kostengünstig herstellbare Mengensteuerventileinrichtung umfasst, entsprechend kostengünstig hergestellt werden.When Yet another solution to the problem is a high pressure fuel pump proposed according to claim 12. This high pressure fuel pump can, since they are the particularly cost-producible quantity control valve device includes, are produced in accordance with cost.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in welcher exemplarische Ausführungsformen anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description in which exemplary embodiments will be explained in more detail with reference to the drawings. Showing:
Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention
Die
Kunststoffumspritzung
Außerdem
umfasst die Magnetbaugruppe
Die
elektromagnetische Betätigungseinrichtung
Die
Ventilbaugruppe
An
einer von der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung
Im
Folgenden wird anhand der
Eine
erste Stirnseite
An
einem Bereich
Des
Weiteren umfasst das Bügelelement
Die
Beim
Betrieb des Kraftstoffsystems
Wie
aus
Bei
der Beaufschlagung der Spule
Die
gezeigte Ausführungsform der Mengensteuerventileinrichtung
Anschließend
wird überprüft (Schritt
Zur
Abdichtung eines Raumes, der während des Umspritzvorgangs
von der Spritzgussform und dem Bügelelement
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 102005033634 A1 [0002] DE 102005033634 A1 [0002]
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DE200710052224 DE102007052224A1 (en) | 2007-10-31 | 2007-10-31 | Volume control valve device for use in high pressure fuel pump, has pot-shaped magnetic flux housing including frame-like bracket element that encloses coil arrangement at opposite front sides, where bracket element is formed from plate |
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