DE102013210881A1 - Electromagnetically controllable suction valve for a high-pressure pump - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil (1) für eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere eines Common-Rail-Einspritzsystems, umfassend eine ringförmige Magnetspule (2) sowie einen mit der Magnetspule (2) zusammenwirkenden ferromagnetischen Anker (3) zur Betätigung eines mit dem Anker (3) verbundenen Ventilstößels (4), wobei der Anker (3) unmittelbar oder mittelbar von der Federkraft einer Feder (5) beaufschlagt ist. Erfindungsgemäß ist zur Einwirkung auf den Anker (3) ferner ein Permanentmagnet (6) vorgesehen, dessen Magnetkraft der Federkraft der Feder (5) entgegengesetzt ist, wobei zwischen dem Permanentmagneten (6) und dem Anker (3) ein ferromagnetischer umpolbarer Zwischenkörper (7) angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Hochdruckpumpe mit einem solchen Saugventil.The invention relates to an electromagnetically controllable suction valve (1) for a high-pressure pump of a fuel injection system, in particular a common rail injection system, comprising an annular magnet coil (2) and a ferromagnetic armature (3) which interacts with the magnet coil (2) for actuating a magnet Armature (3) connected valve lifter (4), the armature (3) being acted upon directly or indirectly by the spring force of a spring (5). According to the invention, a permanent magnet (6) is provided for acting on the armature (3), the magnetic force of which is opposite to the spring force of the spring (5), a ferromagnetic intermediate body (7) which can be reversed in polarity between the permanent magnet (6) and the armature (3). is arranged. The invention further relates to a high pressure pump with such a suction valve.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere eines Common-Rail-Einspritzsystems, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Hochdruckpumpe mit einem solchen Saugventil.The invention relates to an electromagnetically controllable suction valve for a high pressure pump of a fuel injection system, in particular a common rail injection system, with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a high pressure pump with such a suction valve.

Stand der TechnikState of the art

Eine Hochdruckpumpe mit einem elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventil geht beispielhaft aus der Offenlegungsschrift DE 10 2010 041 031 A1 hervor. Die Hochdruckpumpe umfasst ein Pumpengehäuse und einen Pumpenzylinder, der von einem Zylinderkopf unter Bildung eines Arbeitsraums abgedeckt ist. In dem Pumpenzylinder ist ein auf und ab beweglicher Pumpenkolben aufgenommen. Der Arbeitsraum ist über ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil und eine Niederdruckpumpe mit einem Kraftstofftank verschaltet und über ein Rückschlagventil mit einem Hochdruckspeicher verbindbar. Zur Funktions- und Kostenoptimierung ist das Saugventil im Arbeitsraum angeordnet. Das Saugventil umfasst ein kugelförmiges Schließelement und einen am Schließelement anliegenden Betätigungsbolzen, der an seinem dem Schließelement abgewandten Ende mit einem Anker verbunden ist. Bei Bestromung einer Magnetspule eines Elektromagneten werden der Anker und der Betätigungsbolzen in Richtung des Arbeitsraums bewegt, wobei der Betätigungsbolzen das Schließelement aus seinem Sitz drückt. Das Saugventil öffnet und der Arbeitraum wird mit Kraftstoff befüllt. Bei Beendigung der Bestromung der Magnetspule wird das kugelförmige Schließelement über die Federkraft einer im Arbeitraum angeordneten Feder zurück in den Sitz gedrückt. Das Ventil schließt. Das Saugventil ist demnach als stromlos geschlossenes Ventil ausgebildet.A high-pressure pump with an electromagnetically controllable suction valve is an example of the published patent application DE 10 2010 041 031 A1 out. The high-pressure pump comprises a pump housing and a pump cylinder, which is covered by a cylinder head to form a working space. In the pump cylinder, a pump piston which is movable up and down is accommodated. The working space is connected via an electromagnetically operated suction valve and a low-pressure pump with a fuel tank and connected via a check valve with a high-pressure accumulator. For functional and cost optimization, the suction valve is arranged in the working area. The suction valve comprises a spherical closing element and an actuating pin lying on the closing element, which is connected at its end remote from the closing element with an armature. When a magnet coil of an electromagnet is energized, the armature and the actuating pin are moved in the direction of the working space, wherein the actuating pin presses the closing element out of its seat. The suction valve opens and the working space is filled with fuel. Upon completion of the energization of the solenoid coil, the spherical closure member is pressed back into the seat via the spring force of a spring arranged in the working space. The valve closes. The suction valve is therefore designed as a normally closed valve.

Darüber hinaus kann ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe als stromlos offenes Ventil ausgebildet sein. In diesem Fall wird das Schließelement von der Federkraft einer Feder in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Dies hat jedoch zur Folge, dass in Betriebspunkten mit keiner oder nur geringer Kraftstoffförderung die Magnetspule bestromt werden muss, um das Ventil geschlossen zu halten. Dies führt zu einem erhöhten Energiebedarf.In addition, an electromagnetically controllable suction valve for a high-pressure pump can be designed as a normally open valve. In this case, the closing element is acted upon by the spring force of a spring in the opening direction. However, this has the consequence that in operating points with little or no fuel delivery, the solenoid must be energized to keep the valve closed. This leads to an increased energy requirement.

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe anzugeben, das einen deutlich geringeren Energiebedarf besitzt.Based on the aforementioned prior art, the present invention seeks to provide an electromagnetically controllable suction valve for a high-pressure pump, which has a much lower energy consumption.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Ferner wird eine Hochdruckpumpe mit einem solchen Saugventil vorgeschlagen.To solve the problem, an electromagnetically controllable suction valve for a high pressure pump with the features of claim 1 is proposed. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims. Furthermore, a high pressure pump is proposed with such a suction valve.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das vorgeschlagene elektromagnetisch ansteuerbare Saugventil umfasst eine ringförmige Magnetspule sowie einen mit der Magnetspule zusammenwirkenden ferromagnetischen Anker zur Betätigung eines mit dem Anker verbundenen Ventilstößels. Der Anker ist dabei unmittelbar oder mittelbar von der Federkraft einer Feder beaufschlagt. Erfindungsgemäß ist zur Einwirkung auf den Anker ferner ein Permanentmagnet vorgesehen, dessen Magnetkraft der Federkraft der Feder entgegengesetzt ist. Des Weiteren erfindungsgemäß ist zwischen dem Permanentmagneten und dem Anker ein ferromagnetischer umpolbarer Zwischenkörper angeordnet.The proposed electromagnetically controllable suction valve comprises an annular magnetic coil and a cooperating with the magnetic coil ferromagnetic armature for actuating a valve connected to the armature tappet. The armature is acted upon directly or indirectly by the spring force of a spring. According to the invention, a permanent magnet is further provided for acting on the armature, the magnetic force of the spring force of the spring is opposite. Furthermore, according to the invention, a ferromagnetic umpolbarer intermediate body is disposed between the permanent magnet and the armature.

In Abhängigkeit von der jeweiligen Polarität des Zwischenkörpers, wird das Magnetfeld des Permanentmagneten entweder soweit aufgehoben, dass der Anker über die Federkraft der Feder in einer ersten Ruhestellung gehalten wird, oder die Magnetfelder ergänzen sich, so dass der Anker entgegen der Federkraft der Feder in einer zweiten Ruhestellung gehalten wird. Um den Anker in einer der beiden Ruhestellungen zu halten, bedarf es keiner Bestromung der Magnetspule, so dass der Energiebedarf deutlich verringert wird. Ferner bedarf es lediglich eines kurzen Stromimpulses, um den Anker aus seinen Ruhestellungen zu bewegen, wobei vorzugsweise über die Bestromung der Magnetspule zugleich die Polarität des Zwischenkörpers vorgegeben wird.Depending on the respective polarity of the intermediate body, the magnetic field of the permanent magnet is either released so far that the armature is held in a first rest position by the spring force of the spring, or the magnetic fields complement each other, so that the armature against the spring force of the spring in a second resting position is held. To keep the armature in one of the two rest positions, there is no need to energize the solenoid, so that the energy requirement is significantly reduced. Furthermore, it requires only a short current pulse to move the armature from its rest positions, wherein preferably at the same time the polarity of the intermediate body is determined by the energization of the magnetic coil.

Der Permanentmagnet wirkt ferner unterstützend, so dass eine kleinere und damit kostengünstigere Magnetspule einsetzbar ist. Durch die unterstützende Wirkung des Permanentmagneten werden zudem die Schaltzeiten des Saugventils optimiert.The permanent magnet also has a supporting effect, so that a smaller and thus less expensive magnetic coil can be used. Due to the supporting effect of the permanent magnet, the switching times of the suction valve are also optimized.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Zwischenkörper aus einem weichmagnetischen Werkstoff gefertigt. Der Permanentmagnet ist demgegenüber bevorzugt aus einem hartmagnetischen Werkstoff gefertigt und besitzt eine definierte Polarität. Das heißt, dass der Permanentmagnet nicht umpolbar ist.According to a preferred embodiment of the invention, the intermediate body is made of a soft magnetic material. The permanent magnet is preferably made of a hard magnetic material and has a defined polarity. This means that the permanent magnet is not reversible.

Vorteilhafterweise sind die ringförmige Magnetspule, der Permanentmagnet und/oder der Zwischenkörper koaxial angeordnet. Beispielsweise ist es möglich, den Permanentmagneten und/oder den Zwischenkörper innerhalb der ringförmigen Magnetspule anzuordnen. Auf diese Weise wird eine kompaktbauende Anordnung erreicht.Advantageously, the annular magnet coil, the permanent magnet and / or the intermediate body are arranged coaxially. For example, it is possible for the permanent magnet and / or the intermediate body within the annular To arrange magnetic coil. In this way, a compact structure arrangement is achieved.

Ferner bevorzugt ist bzw. sind die ringförmige Magnetspule, der Permanentmagnet und/oder der Zwischenkörper in einen Magnetkern eingesetzt. Der Magnetkern kann beispielsweise zur Aufnahme der Magnetspule eine ringförmige Ausnehmung besitzen. Der Permanentmagnet und/oder der Zwischenkörper können in einer zentralen Ausnehmung des Magnetkerns aufgenommen sein. Vorzugsweise werden der Permanentmagnet und/oder der Zwischenkörper durch einen ringförmigen Steg des Magnetkerns von der Magnetspule getrennt.Further, preferably, the annular magnetic coil, the permanent magnet and / or the intermediate body is inserted into a magnetic core. The magnetic core may, for example, have an annular recess for receiving the magnetic coil. The permanent magnet and / or the intermediate body may be received in a central recess of the magnetic core. Preferably, the permanent magnet and / or the intermediate body are separated from the magnetic coil by an annular web of the magnetic core.

Die den Anker unmittelbar oder mittelbar mit einer Federkraft beaufschlagende Feder ist bevorzugt an dem Zwischenkörper abgestützt. In dem Zwischenkörper kann hierzu eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Endes der Feder ausgebildet sein. Alternativ kann der Zwischenkörper auch einen ringförmigen Ansatz zur Aufnahme des Endes der Feder besitzen. Beide Maßnahmen bewirken, dass die Feder in radialer Richtung lagefixiert ist. Das andere Ende der Feder ist bevorzugt an dem Anker abgestützt. Dieser kann hierzu ebenfalls eine Ausnehmung oder einen ringförmigen Ansatz zur Aufnahme des Endes der Feder besitzen.The armature acting directly or indirectly on the armature with a spring force is preferably supported on the intermediate body. In the intermediate body can for this purpose be formed a recess for receiving one end of the spring. Alternatively, the intermediate body may also have an annular projection for receiving the end of the spring. Both measures cause the spring is fixed in position in the radial direction. The other end of the spring is preferably supported on the armature. This can also have a recess or an annular projection for receiving the end of the spring for this purpose.

Der Anker ist vorzugsweise als Flachanker ausgebildet, um die Anordnung des Permanentmagneten und/oder des Zwischenkörpers innerhalb der Magnetspule zu ermöglichen. Grundsätzlich ist jedoch auch die Ausbildung des Ankers als Tauchanker möglich, so dass gemäß einer alternativen Ausführungsform der Anker als Tauchanker ausgebildet ist.The armature is preferably designed as a flat armature in order to allow the arrangement of the permanent magnet and / or the intermediate body within the magnetic coil. In principle, however, the formation of the armature as a solenoid plunger is possible, so that according to an alternative embodiment, the armature is designed as a plunger anchor.

Darüber hinaus wird eine Hochdruckpumpe mit einem erfindungsgemäßen Saugventil vorgeschlagen. Über das Saugventil ist ein Pumpenarbeitsraum der Hochdruckpumpe mit einem Kraftstoffzulauf verbindbar. Das elektromagnetische Saugventil ermöglicht die Zumessung einer definierten Kraftstoffmenge, so dass im Förderbetrieb der Hochdruckpumpe jeweils nur die tatsächlich benötigte Kraftstoffmenge auf Hochdruck gefördert wird.In addition, a high-pressure pump is proposed with a suction valve according to the invention. About the suction valve is a pump working space of the high pressure pump with a fuel inlet connected. The electromagnetic suction valve allows the metering of a defined amount of fuel, so that only the actually required fuel quantity is promoted to high pressure in the delivery mode of the high-pressure pump.

Der Pumpenarbeitsraum wird vorzugsweise von einer Ventilplatte des Saugventils begrenzt, wobei die Ventilplatte weiterhin vorzugsweise eine Axialbohrung besitzt, in welcher der Ventilstößel hubbeweglich aufgenommen ist. Das Saugventil öffnet demnach direkt in den Pumpenarbeitsraum.The pump chamber is preferably limited by a valve plate of the suction valve, wherein the valve plate further preferably has an axial bore, in which the valve stem is received liftable. The suction valve therefore opens directly into the pump working space.

Vorteilhafterweise ist der Ventilstößel koaxial zu einem Pumpenkolben der Hochdruckpumpe angeordnet. Die Bewegungsrichtung des Ventilstößels entspricht somit der Bewegungsrichtung des Pumpenkolbens. Dies wirkt sich günstig auf das Öffnungs- und Schließverhalten des Ventilstößels des Saugventils aus.Advantageously, the valve stem is arranged coaxially with a pump piston of the high-pressure pump. The direction of movement of the valve stem thus corresponds to the direction of movement of the pump piston. This has a favorable effect on the opening and closing behavior of the valve stem of the suction valve.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen:Preferred embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings. These show:

1 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Saugventil gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform in einer ersten Ruhestellung (geöffnet), 1 a schematic longitudinal section through an inventive suction valve according to a first preferred embodiment in a first rest position (open),

2 einen schematischen Längsschnitt durch das Saugventil der 1 in einer zweiten Ruhestellung (geschlossen), 2 a schematic longitudinal section through the suction valve of 1 in a second resting position (closed),

3a–d jeweils einen schematischen Längsschnitt durch das Saugventil der 1 zur Darstellung der verschiedenen Betriebszustände, 3a -D each have a schematic longitudinal section through the suction valve of 1 to show the different operating states,

4 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Saugventil gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform in einer ersten Ruhestellung (geschlossen) und 4 a schematic longitudinal section through an inventive suction valve according to a second preferred embodiment in a first rest position (closed) and

5 einen schematischen Längsschnitt durch das Saugventil der 4 in einer zweiten Ruhestellung (geöffnet). 5 a schematic longitudinal section through the suction valve of 4 in a second resting position (open).

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Das in den 1 und 2 dargestellte Saugventil 1 ist Bestandteil einer Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem. Es umfasst eine Ventilplatte 11 mit einer Axialbohrung 12, in welcher ein Ventilstößel 4 hubbeweglich aufgenommen ist. Die Ventilplatte 11 ist derart in die Hochdruckpumpe eingesetzt, dass sie einen Pumpenarbeitsraum 9 der Hochdruckpumpe in axialer Richtung begrenzt. Der Pumpenarbeitsraum 9 ist in einer Zylinderbohrung 14 eines Gehäuseteils 15 der Hochdruckpumpe ausgebildet und wird ferner durch einen in der Zylinderbohrung 14 hubbeweglich aufgenommenen Pumpenkolben 13 der Hochdruckpumpe begrenzt. In Offenstellung des Saugventils 1 strömt Kraftstoff über einen Kraftstoffzulauf 10 in den Pumpenarbeitsraum 9, so dass sich dieser mit Kraftstoff füllt. Im Förderbetrieb der Hochdruckpumpe wird der im Pumpenarbeitsraum 9 vorhandene Kraftstoff auf Hochdruck gefördert und über eine Hochdruckbohrung 16 sowie einem hierin angeordneten Auslassventil (nicht dargestellt) einem Hochdruckspeicher (nicht dargestellt) zugeführt.That in the 1 and 2 illustrated suction valve 1 is part of a high pressure pump for a fuel injection system. It includes a valve plate 11 with an axial bore 12 in which a valve tappet 4 Hubbeweglich is added. The valve plate 11 is inserted into the high-pressure pump in such a way that it has a pump working space 9 the high pressure pump limited in the axial direction. The pump workroom 9 is in a cylinder bore 14 a housing part 15 the high-pressure pump is formed and is further by a in the cylinder bore 14 liftably received pump piston 13 the high-pressure pump limited. In open position of the suction valve 1 fuel flows through a fuel inlet 10 into the pump workroom 9 so that it fills with fuel. In the delivery mode of the high-pressure pump, the one in the pump working chamber 9 existing fuel is pumped to high pressure and via a high pressure bore 16 and an exhaust valve (not shown) disposed therein, to a high pressure accumulator (not shown).

Das Saugventil 1 der 1 und 2 ist in einer ersten Ruhestellung, d. h. bei stromloser Magnetspule 2, welche der Betätigung des Ventilstößels 4 dient, geöffnet. Es wird über die Federkraft einer Feder 5 in dieser Ruhestellung gehalten. Die Feder 5 ist hierzu an einem mit dem Ventilstößel 4 verbundenen Anker 3 abgestützt (siehe 3a). Der mit dem Ventilstößel 4 verbundene Anker 3 wirkt mit der Magnetspule 2 zusammen. Bei einer Bestromung der Magnetspule 2 mit einer vorgegebenen Polarität wird der Anker 3 einschließlich des Ventilstößels 4 in Richtung der Magnetspule 2 gezogen (siehe 3b), so dass eine am Ventilstößel 4 ausgebildete Dichtkontur 17 in Anlage mit einem Ventilsitz 18 gelangt (siehe 2). Das Saugventil 1 schließt und dichtet den Pumpenarbeitsraum 9 gegenüber dem Kraftstoffzulauf 10 ab.The suction valve 1 of the 1 and 2 is in a first rest position, that is, when the solenoid is de-energized 2 , which is the operation of the valve stem 4 serves, opened. It is about the spring force of a spring 5 held in this rest position. The feather 5 is this at one with the valve lifter 4 related anchor 3 supported (see 3a ). The one with the valve lifter 4 connected anchors 3 acts with the magnetic coil 2 together. When energizing the magnetic coil 2 with a given polarity becomes the anchor 3 including the valve lifter 4 in the direction of the magnetic coil 2 pulled (see 3b ), leaving one on the valve lifter 4 trained sealing contour 17 in contact with a valve seat 18 passes (see 2 ). The suction valve 1 closes and seals the pump work space 9 opposite the fuel inlet 10 from.

Um das Saugventil 1 geschlossen zu halten, bedarf es vorliegend keiner anhaltenden Bestromung der Magnetspule 2. Denn das erfindungsgemäße Saugventil 1 weist einen Permanentmagneten 6 auf, dessen Magnetkraft der Federkraft der Feder 5 entgegengesetzt ist und derart auf den Anker 3 einwirkt, dass der Anker 3 einschließlich des Ventilstößels 4 nach Beendigung der Bestromung der Magnetspule 2 in ihrer Lage festgehalten werden (siehe 3c). In dieser Stellung nimmt das Saugventil 1 eine zweite Ruhestellung ein. Auf diese Weise kann der Energiebedarf zur Ansteuerung des Saugventils 1 deutlich gesenkt werden.To the suction valve 1 In the present case, there is no need for sustained energization of the magnetic coil 2 , Because the suction valve according to the invention 1 has a permanent magnet 6 on whose magnetic force of the spring force of the spring 5 is opposite and so on the anchor 3 acts that anchor 3 including the valve lifter 4 after completion of the energization of the solenoid 2 be held in their position (see 3c ). In this position, the suction valve takes 1 a second rest position. In this way, the energy required to control the suction valve 1 be lowered significantly.

Um die Federkraft der Feder 5 zu überwinden, ist zwischen dem Permanentmagneten 6 und dem Anker 3 ein ferromagnetischer umpolbarer Zwischenkörper 7 angeordnet. Dieser unterstützt den Permanentmagneten 6, da die Polarität des Zwischenkörpers 7 in der zweiten Ruhestellung derart gewählt ist, dass sie das Magnetfeld des Permanentmagneten 6 stärkt und nicht aufhebt. Die Polarität des Zwischenkörpers 7 wird durch eine entsprechende Bestromung der Magnetspule 2 vorgegeben. Der Zwischenkörper 7 ist hierzu in einer zentralen Ausnehmung eines Magnetkerns 8 eingelassen, in der auch der Permanentmagnet 6 angeordnet ist. Um die zentrale Ausnehmung herum weist der Magnetkern 8 eine ringförmige Ausnehmung auf, in der die Magnetspule 2 eingelassen ist.To the spring force of the spring 5 to overcome is between the permanent magnet 6 and the anchor 3 a ferromagnetic umpolbarer intermediate body 7 arranged. This supports the permanent magnet 6 because the polarity of the intermediate body 7 is selected in the second rest position such that it is the magnetic field of the permanent magnet 6 strengthens and does not cancel. The polarity of the intermediate body 7 is due to a corresponding energization of the solenoid 2 specified. The intermediate body 7 is for this purpose in a central recess of a magnetic core 8th embedded, in which also the permanent magnet 6 is arranged. Around the central recess faces the magnetic core 8th an annular recess in which the magnetic coil 2 is admitted.

Um aus der zweiten Ruhestellung das Öffnen des Saugventils 1 einzuleiten, wird die Magnetspule 2 kurz mit umgekehrter Polarität bestromt. Dies hat zur Folge, dass sich die Polarität des Zwischenkörpers 7 umkehrt (siehe 3d), was wiederum zur Aufhebung des Magnetfeldes des Permanentmagneten 6 führt. Der kurze Stromimpuls bewirkt ferner, dass die Magnetspule 2 den Anker 3 einschließlich des Ventilstößels 4 abstößt. Das vollständige Öffnen wird über die Federkraft der Feder 5 bewirkt.To open the suction valve from the second rest position 1 to initiate the solenoid 2 briefly energized with reversed polarity. This has the consequence that the polarity of the intermediate body 7 reverses (see 3d ), which in turn cancel the magnetic field of the permanent magnet 6 leads. The short current pulse also causes the solenoid coil 2 the anchor 3 including the valve lifter 4 repels. Full opening is via the spring force of the spring 5 causes.

Die Ausführungsform der 1, 2 und 3 verdeutlicht die Vorteile der Erfindung. Diese sind insbesondere in einem verringerten Energiebedarf sowie in schnellen Schaltzeiten zu sehen. Dabei ist es nicht erforderlich, dass das Saugventil 1 derart ausgelegt ist, dass es in der ersten Ruhestellung geöffnet und in der zweiten Ruhestellung geschlossen ist. Wie die 4 und 5 zeigen, kann es sich auch umgekehrt verhalten.The embodiment of the 1 . 2 and 3 illustrates the advantages of the invention. These are to be seen in particular in a reduced energy requirement and in fast switching times. It is not necessary that the suction valve 1 is designed such that it is open in the first rest position and closed in the second rest position. As the 4 and 5 it can also behave the other way around.

Bei dem in den 4 und 5 gezeigten weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Saugventils 1 sind der Anker 3 und die Feder 5 oberhalb der Magnetspule 2 angeordnet und der Ventilstößel 4 ist durch den Magnetkern 8, den Permanentmagneten 6 und den Zwischenkörper 7 hindurch geführt. Der Permanentmagnet 6 wird zum Anker 3 hin von dem Zwischenkörper 7 abgedeckt.In the in the 4 and 5 shown further preferred embodiment of a suction valve according to the invention 1 are the anchor 3 and the spring 5 above the magnetic coil 2 arranged and the valve lifter 4 is through the magnetic core 8th , the permanent magnet 6 and the intermediate body 7 passed through. The permanent magnet 6 becomes an anchor 3 out from the intermediate body 7 covered.

In der ersten Ruhestellung ist das Saugventil 1 der 4 und 5 geschlossen, wobei die Federkraft der Feder 5 das Saugventil 1 geschlossen hält (siehe 4). Die Magnetkraft des Permanentmagneten 6 hat in dieser Stellung – aufgrund der Polarität des Zwischenkörpers 7 – keinen Einfluss auf den Anker 3. Um das Öffnen des Saugventils 1 zu bewirken, wird die Magnetspule 2 bestromt, so dass der Anker 3 in Richtung der Magnetspule 2 gezogen wird. Mit der Bestromung der Magnetspule 2 wird die Polarität des Zwischenkörpers 7 umgekehrt, so dass sich die Magnetkräfte von Zwischenkörper 7 und Permanentmagnet 6 ergänzen. Die Magnetkräfte übersteigen die Federkraft der Feder 5, so dass die Bestromung der Magnetspule 2 beendet werden kann. Der Anker 3 verharrt auch ohne Bestromung der Magnetspule 2 in der zweiten Ruhestellung (siehe 5), so dass der Energiebedarf deutlich reduziert wird.In the first resting position is the suction valve 1 of the 4 and 5 closed, with the spring force of the spring 5 the suction valve 1 closed (see 4 ). The magnetic force of the permanent magnet 6 has in this position - due to the polarity of the intermediate body 7 - does not affect the anchor 3 , To open the suction valve 1 to cause the solenoid coil 2 energized, leaving the anchor 3 in the direction of the magnetic coil 2 is pulled. With the energization of the magnetic coil 2 becomes the polarity of the intermediate body 7 vice versa, so that the magnetic forces of intermediate body 7 and permanent magnet 6 complete. The magnetic forces exceed the spring force of the spring 5 , so that the energization of the magnetic coil 2 can be stopped. The anchor 3 remains even without energizing the solenoid 2 in the second resting position (see 5 ), so that the energy requirement is significantly reduced.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (10)

Elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil (1) für eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere eines Common-Rail-Einspritzsystems, umfassend eine ringförmige Magnetspule (2) sowie einen mit der Magnetspule (2) zusammenwirkenden ferromagnetischen Anker (3) zur Betätigung eines mit dem Anker (3) verbundenen Ventilstößels (4), wobei der Anker (3) unmittelbar oder mittelbar von der Federkraft einer Feder (5) beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einwirkung auf den Anker (3) ferner ein Permanentmagnet (6) vorgesehen ist, dessen Magnetkraft der Federkraft der Feder (5) entgegengesetzt ist, wobei zwischen dem Permanentmagneten (6) und dem Anker (3) ein ferromagnetischer umpolbarer Zwischenkörper (7) angeordnet ist.Electromagnetically controllable suction valve ( 1 ) for a high-pressure pump of a fuel injection system, in particular of a common-rail injection system, comprising an annular magnet coil ( 2 ) and one with the magnetic coil ( 2 ) cooperating ferromagnetic anchors ( 3 ) for actuating one with the armature ( 3 ) associated valve tappet ( 4 ), the anchor ( 3 ) directly or indirectly by the spring force of a spring ( 5 ) is acted upon, characterized in that acting on the armature ( 3 ) further a permanent magnet ( 6 ) is provided whose magnetic force of the spring force of the spring ( 5 ), wherein between the permanent magnet ( 6 ) and the anchor ( 3 ) a ferromagnetic umpolbarer intermediate body ( 7 ) is arranged. Saugventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkörper (7) aus einem weichmagnetischen Werkstoff gefertigt ist.Suction valve ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the intermediate body ( 7 ) is made of a soft magnetic material. Saugventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Magnetspule (2), der Permanentmagnet (6) und/oder der Zwischenkörper (7) koaxial angeordnet sind.Suction valve ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the annular magnetic coil ( 2 ), the permanent magnet ( 6 ) and / or the intermediate body ( 7 ) are arranged coaxially. Saugventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Magnetspule (2), der Permanentmagnet (6) und/oder der Zwischenkörper (7) in einen Magnetkern (8) eingesetzt ist bzw. sind.Suction valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the annular magnetic coil ( 2 ), the permanent magnet ( 6 ) and / or the intermediate body ( 7 ) into a magnetic core ( 8th ) is or are used. Saugventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (5) an dem Zwischenkörper (7) abgestützt ist. Suction valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring ( 5 ) on the intermediate body ( 7 ) is supported. Saugventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (3) als Flachanker ausgebildet ist.Suction valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the armature ( 3 ) is designed as a flat armature. Saugventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (3) als Tauchanker ausgebildet ist.Suction valve ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the armature ( 3 ) is designed as a plunger anchor. Hochdruckpumpe mit einem Saugventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verbindung eines Pumpenarbeitsraums (9) der Hochdruckpumpe mit einem Kraftstoffzulauf (10).High pressure pump with a suction valve ( 1 ) according to one of the preceding claims for connecting a pump working space ( 9 ) of the high-pressure pump with a fuel feed ( 10 ). Hochdruckpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenarbeitsraum (9) von einer Ventilplatte (11) des Saugventils(1) begrenzt wird, wobei die Ventilplatte (11) vorzugsweise eine Axialbohrung (12) besitzt, in welcher der Ventilstößel (4) hubbeweglich aufgenommen ist.High-pressure pump according to claim 8, characterized in that the pump working space ( 9 ) of a valve plate ( 11 ) of the suction valve ( 1 ), wherein the valve plate ( 11 ) preferably an axial bore ( 12 ), in which the valve stem ( 4 ) is received in a liftable manner. Hochdruckpumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstößel (4) koaxial zu einem Pumpenkolben (13) der Hochdruckpumpe angeordnet ist.High-pressure pump according to claim 8 or 9, characterized in that the valve tappet ( 4 ) coaxial with a pump piston ( 13 ) of the high-pressure pump is arranged.
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