DE102014214231A1 - Electromagnetic actuator for a suction valve and suction valve - Google Patents

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Achim Meisiek
Stefan Kolb
Michael Imhof
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Hans Heber
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stelleinheit für ein Saugventil zur Versorgung einer Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere einer Common-Rail-Hochdruckpumpe, mit Kraftstoff, umfassend einen Elektromagneten (1) und einen Anker (2), der in einer Ankerführung (3), welche einen Außenumfangsbereich des Ankers (2) umgibt, axial verschiebbar geführt ist. Erfindungsgemäß dient die Ankerführung (3) zugleich der Lagerung des Ankers, wobei der Anker (2) als Flachanker ausgeführt ist, der einen zwischen dem Anker (2) und dem Elektromagneten (1) ausgebildeten axialen Arbeitsluftspalt (4) begrenzt. Ferner betrifft die Erfindung ein Saugventil mit einer solchen elektromagnetischen Stelleinheit.The invention relates to an electromagnetic actuator for a suction valve for supplying a high-pressure fuel pump, in particular a common rail high-pressure pump, with fuel, comprising an electromagnet (1) and an armature (2) in an armature guide (3), which an outer peripheral region of Ankers (2) surrounds, is guided axially displaceable. According to the invention, the armature guide (3) also serves to support the armature, the armature (2) being designed as a flat armature which limits an axial working air gap (4) formed between the armature (2) and the electromagnet (1). Furthermore, the invention relates to a suction valve with such an electromagnetic actuator.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stelleinheit für ein Saugventil zur Versorgung einer Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere einer Common-Rail-Hochdruckpumpe, mit Kraftstoff, wobei die elektromagnetische Stelleinheit die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 umfasst. Ferner betrifft die Erfindung ein Saugventil mit einer solchen elektromagnetischen Stelleinheit.The invention relates to an electromagnetic actuator for a suction valve for supplying a high-pressure fuel pump, in particular a common-rail high-pressure pump, with fuel, wherein the electromagnetic actuator comprises the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a suction valve with such an electromagnetic actuator.

Stand der TechnikState of the art

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2010 027 745 A1 ist eine Hochdruckpumpe für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen mit einem elektromagnetisch ansteuerbaren Saug- bzw. Einlassventil für die Zumessung von Brennstoff bekannt. In Abhängigkeit von dessen Ansteuerung ist über das Saug- bzw. Einlassventil eine Voll- oder Teilbefüllung eines Pumpenarbeitsraums der Hochdruckpumpe mit Brennstoff realisierbar. Die Ansteuerung des Saug- bzw. Einlassventils erfolgt über eine elektromagnetische Stelleinheit, die eine ringförmige Magnetspule und einen mit der Magnetspule zusammenwirkenden, als Tauchanker ausgebildeten Anker umfasst. Der Anker ist über einen Ringkörper mit einem Ventilstößel des Saug- bzw. Einlassventils fest verbunden, so dass eine axiale Verschiebung des Ankers bei einer Bestromung der Magnetspule zugleich eine axiale Verschiebung des Ventilstößels bewirkt.From the publication DE 10 2010 027 745 A1 is a high-pressure pump for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines with an electromagnetically controllable intake valve for the metering of fuel known. Depending on its activation, a full or partial filling of a pump working chamber of the high-pressure pump with fuel can be realized via the suction or inlet valve. The control of the suction or inlet valve via an electromagnetic actuator, which comprises an annular magnetic coil and a cooperating with the magnetic coil, designed as a plunger anchor. The armature is fixedly connected via a ring body with a valve stem of the suction or inlet valve, so that an axial displacement of the armature when energizing the magnetic coil simultaneously causes an axial displacement of the valve stem.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2005 051 178 A1 ist ferner eine elektromagnetische Stelleinheit bzw. ein Druckregelventil mit einem Elektromagneten und einem Anker zur Einwirkung auf ein Stellglied bekannt. Der Anker ist als Tauchanker ausgebildet und in einer Ankerführung axial verschieblich geführt. Um ein möglichst reibungsarmes Verschieben des Ankers zu ermöglichen, ist innerhalb der Ankerführung mindestens ein geschlitzter Lagerring aufgenommen, der den auf Reibung beanspruchten Kontaktbereich mit dem Anker verringert. Ergänzend wird vorgeschlagen, dass der Lagerring aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere aus einem Gleitlagermaterial, wie beispielsweise Polyetheretherketon (PEEK), gefertigt ist, um die Reibung zwischen dem Lagerring und dem Anker weiter zu verringern. Der Lagerring kann ferner dazu eingesetzt werden, einen Nebenluftspalt zwischen dem Anker und der Ankerführung zu definieren.From the publication DE 10 2005 051 178 A1 Furthermore, an electromagnetic actuator or a pressure regulating valve with an electromagnet and an armature for acting on an actuator is known. The armature is designed as a dip anchor and guided axially displaceably in an armature guide. In order to enable the most possible low-friction displacement of the armature, at least one slotted bearing ring is received within the armature guide, which reduces the friction area on the contact area with the armature. In addition, it is proposed that the bearing ring is made of a plastic material, in particular of a plain bearing material, such as polyetheretherketone (PEEK), in order to further reduce the friction between the bearing ring and the armature. The bearing ring may also be used to define a secondary air gap between the armature and the armature guide.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Stelleinheit für ein Saugventil zur Versorgung einer Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere einer Common-Rail-Hochdruckpumpe, mit Kraftstoff, anzugeben, die besonders kompakt bauend sowie einfach und kostengünstig herstellbar ist.The present invention has for its object to provide an electromagnetic actuator for a suction valve for supplying a high-pressure fuel pump, in particular a common rail high-pressure pump, with fuel specify that is very compact and easy and inexpensive to produce.

Zur Lösung der Aufgabe wird die elektromagnetische Stelleinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ferner wird ein Saugventil mit einer solchen elektromagnetischen Stelleinheit angegeben.To solve the problem, the electromagnetic actuator is proposed with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims. Furthermore, a suction valve is specified with such an electromagnetic actuator.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die für ein Saugventil vorgeschlagene elektromagnetische Stelleinheit umfasst einen Elektromagneten und einen Anker, der in einer Ankerführung, welche einen Außenumfangsbereich des Ankers umgibt, axial verschiebbar geführt ist. Erfindungsgemäß dient die Ankerführung zugleich der Lagerung des Ankers, wobei der Anker als Flachanker ausgeführt ist, der einen zwischen dem Anker und dem Elektromagneten ausgebildeten axialen Arbeitsluftspalt begrenzt. Die Lagerung des Ankers über die Ankerführung, welche einen Außenumfangsbereich des Ankers umgibt, vermag einen zentral angeordneten Ankerbolzen zu ersetzen, der üblicherweise zur Führung und/oder Lagerung eines als Flachanker ausgebildeten Ankers eingesetzt wird. Durch diese Maßnahme kann bei gleicher Funktionalität die Bauhöhe der elektromagnetischen Stelleinheit reduziert werden, so dass eine insbesondere in axialer Richtung kompaktbauende Stelleinheit geschaffen wird. Der Wegfall des Ankerbolzens ermöglicht ferner eine direkte Verbindung des Ankers mit einem Ventilkolben des Saugventils, der hierzu bereichsweise in einer zentralen Ausnehmung des Ankers aufgenommen sein kann.The proposed for a suction valve electromagnetic actuator comprises an electromagnet and an armature, which is axially slidably guided in an armature guide, which surrounds an outer peripheral region of the armature. According to the invention, the armature guide also serves to support the armature, the armature being designed as a flat armature which limits an axial working air gap formed between the armature and the electromagnet. The mounting of the armature via the armature guide, which surrounds an outer peripheral region of the armature, is able to replace a centrally arranged anchor bolt, which is usually used for guiding and / or supporting a flat armature formed anchor. With this measure, the height of the electromagnetic actuator can be reduced with the same functionality, so that a particularly compact in the axial direction actuator is created. The omission of the anchor bolt also allows a direct connection of the armature with a valve piston of the suction valve, which may be partially included for this purpose in a central recess of the armature.

Bevorzugt ist die Ankerführung ein separates Bauteil, das zumindest abschnittsweise hülsenförmig ausgebildet ist und sich vorzugsweise über die gesamte Höhe des Ankers erstreckt. Die Ausbildung als separates Bauteil vereinfacht die Fertigung der Ankerführung, so dass diese mit geringem Spiel ausgelegt werden kann.Preferably, the armature guide is a separate component, which is at least partially sleeve-shaped and preferably extends over the entire height of the armature. The training as a separate component simplifies the manufacture of the anchor guide, so that it can be designed with little play.

Weiterhin bevorzugt besitzt die Ankerführung einen radial verlaufenden Bundabschnitt, der sich in den Arbeitsluftspalt zwischen dem Anker und dem Elektromagneten hinein erstreckt. Das heißt, dass sich der Bundabschnitt der Ankerführung nach radial innen erstreckt. Zur Realisierung eines solchen Bundabschnitts kann die Ankerführung beispielsweise im Wesentlichen topfförmig ausgebildet sein. Die Ankerführung vermag auf diese Weise eine üblicherweise zwischen dem Anker und dem Elektromagneten angeordnete Restluftspaltscheibe zu ersetzen. Dadurch wird die Anzahl der Bauteile weiter verringert, was sich wiederum günstig auf die Herstellungskosten auswirkt.Further preferably, the armature guide has a radially extending collar portion which extends into the working air gap between the armature and the electromagnet inside. That is, the collar portion of the anchor guide extends radially inward. To realize such a collar portion, the anchor guide may be formed, for example, substantially pot-shaped. The armature guide can replace in this way a usually arranged between the armature and the electromagnet residual air gap disc. As a result, the number of components is further reduced, which in turn has a favorable effect on the manufacturing costs.

Vorteilhafterweise bildet die Ankerführung einen Hubanschlag für den Anker aus. Das heißt, dass der Hub des Ankers bzw. dessen Verschiebung in axialer Richtung durch die Ankerführung begrenzt wird. Die Ausbildung des Hubanschlags erfolgt vorzugsweise über einen radial verlaufenden Bundabschnitt der Ankerführung, der sich in den Arbeitsluftspalt hinein erstreckt. Alternativ kann die Ankerführung auch mehrteilig ausgebildet sein und ein hülsenförmiges erstes Teil sowie ein scheibenförmiges zweites Teil zur Ausbildung des Hubanschlags besitzen. Advantageously, the armature guide forms a stroke stop for the armature. This means that the stroke of the armature or its displacement in the axial direction is limited by the armature guide. The formation of the stroke stop is preferably carried out via a radially extending collar portion of the armature guide, which extends into the working air gap. Alternatively, the armature guide can also be designed in several parts and have a sleeve-shaped first part and a disk-shaped second part for forming the stroke stop.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Ankerführung ganz oder teilweise aus einem nicht magnetischen Material gefertigt ist. Dies gilt insbesondere für den sich in den Arbeitsluftspalt hinein erstreckenden radial verlaufenden Bundabschnitt bzw. das scheibenförmige zweite Teil der Ankerführung. Denn dann kann die Ankerführung zugleich zur magnetischen Trennung des Ankers vom Elektromagneten eingesetzt werden, um einem magnetischen Kleben des Ankers am Elektromagneten entgegen zu wirken und auf diese Weise die Dynamik der Stelleinheit zu verbessern.In a further development of the invention it is proposed that the armature guide is wholly or partly made of a non-magnetic material. This applies in particular to the radially extending collar section extending into the working air gap or the disk-shaped second part of the armature guide. Because then the armature guide can be used at the same time for the magnetic separation of the armature from the electromagnet to counteract a magnetic sticking of the armature to the electromagnet and to improve in this way the dynamics of the actuator.

Vorteilhafterweise besitzt die Ankerführung mindestens eine umfangseitige Durchbrechung in Form einer Bohrung und/oder eines Schlitzes. Die Bohrung bzw. der Schlitz erleichtert einen hydraulischen Ausgleich bei einer axialen Verschiebung des Ankers, so dass kurze Schaltzeiten realisierbar sind. Zugleich wird über die Bohrung bzw. den Schlitz die Entlüftung des Ventils verbessert. Bevorzugt sind mehrere Bohrungen vorgesehen, die über den Umfang gleichmäßig verteilt und/oder in einem axialen Abstand zueinander angeordnet sind. Im Falle eines Schlitzes ist dieser bevorzugt als Längsschlitz ausgeführt, um einen axial verlaufenden Strömungskanal auszubilden. Ferner besitzt ein Längsschlitz den Vorteil, dass die Ankerführung einfach und kostengünstig aus einem Folienmaterial herstellbar ist, das zu einer Hülse gerollt wird.Advantageously, the armature guide has at least one peripheral aperture in the form of a bore and / or a slot. The bore or the slot facilitates a hydraulic compensation with an axial displacement of the armature, so that short switching times can be realized. At the same time the venting of the valve is improved via the bore or the slot. Preferably, a plurality of bores are provided, which are evenly distributed over the circumference and / or arranged at an axial distance from each other. In the case of a slot this is preferably designed as a longitudinal slot to form an axially extending flow channel. Furthermore, a longitudinal slot has the advantage that the armature guide is simple and inexpensive to produce from a film material that is rolled into a sleeve.

Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass die Ankerführung mindestens eine außen- und/oder innenumfangseitige Nut, vorzugsweise Längsnut, besitzt. Auch diese Maßnahmen sollen jeweils allein oder in Kombination den hydraulischen Ausgleich bei einer axialen Verschiebung des Ankers erleichtern und somit die Schaltdynamik verbessern. In der bevorzugten Ausgestaltung als Längsnuten werden wiederum axial verlaufende Strömungskanäle geschaffen, über welche ein hydraulischer Ausgleich besonders einfach erreichbar ist.Alternatively or additionally, it is proposed that the armature guide has at least one outer and / or inner circumferential groove, preferably a longitudinal groove. These measures should also alone or in combination facilitate the hydraulic compensation with an axial displacement of the armature and thus improve the switching dynamics. In the preferred embodiment as longitudinal grooves in turn axially extending flow channels are provided, via which a hydraulic compensation is particularly easy to reach.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Elektromagnet eine ringförmige Magnetspule, die in einem topfförmigen Magnetkern aufgenommen ist. Der Magnetkern dient dem Schutz der Magnetspule und bildet zugleich einen ringförmigen Außenpol sowie einen ringförmigen Innenpol aus, welche über einen ringförmigen Steg verbunden sind. Der topfförmige Magnetkern ist demnach bevorzugt lediglich zu einer Seite hin geöffnet, so dass über diese Seite die Magnetspule in den Magnetkern einsetzbar ist. Vorzugsweise ist der einseitig offene Magnetkern derart orientiert, dass der Arbeitsluftspalt zwischen dem Magnetkern und dem Anker ausgebildet wird. Das heißt, dass die offene Seite vorzugsweise die vom Anker abgewandte Seite ist. Die Magnetspule wird auf diese Weise durch den Magnetkern vor einem Kontakt mit Kraftstoff geschützt. Sofern die Ankerführung einen radial verlaufenden Bundabschnitt oder ein scheibenförmiges zweites Teil als Ersatz für eine zwischen dem Anker und dem Elektromagneten angeordnete Restluftspaltscheibe besitzt, kommt dieser bzw. dieses zwischen dem Magnetkern und dem Anker zu liegen. Die Ankerführung dient in diesem Fall der magnetischen Trennung zwischen dem Anker und dem Magnetkern, um ein magnetisches Kleben des Ankers am Magnetkern zu reduzieren, wenn die Magnetspule bestromt wird und sich der Anker zur Verringerung des axialen Arbeitsluftspalts in Richtung der Magnetspule bewegt.According to a preferred embodiment of the invention, the electromagnet comprises an annular magnetic coil which is accommodated in a cup-shaped magnetic core. The magnetic core serves to protect the magnetic coil and at the same time forms an annular outer pole and an annular inner pole, which are connected via an annular web. The pot-shaped magnetic core is therefore preferably open only to one side, so that on this side, the magnetic coil can be inserted into the magnetic core. Preferably, the unilaterally open magnetic core is oriented such that the working air gap between the magnetic core and the armature is formed. That is, the open side is preferably the side away from the anchor. The solenoid is protected in this way by the magnetic core against contact with fuel. If the armature guide has a radially extending collar portion or a disc-shaped second portion as a replacement for a disposed between the armature and the electromagnet residual air gap disc, this or this comes to rest between the magnetic core and the armature. The armature guide in this case serves as the magnetic separation between the armature and the magnetic core to reduce magnetic sticking of the armature to the magnetic core when the solenoid is energized and the armature moves in the direction of the solenoid to reduce the axial working air gap.

Weiterhin bevorzugt ist der Anker von der Federkraft einer Feder beaufschlagt. Die Feder dient der Rückstellung des Ankers in seine Ausgangslage, wenn die Bestromung der Magnetspule beendet wird. Vorzugsweise ist die Feder als Schraubendruckfeder ausgeführt. Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass die Feder die Ankerführung, insbesondere den sich in den axialen Arbeitsluftspalt hinein erstreckenden radial verlaufenden Bundabschnitt oder das dort angeordnete scheibenförmige zweite Teil der Ankerführung, durchsetzt. Denn dann kann die Feder unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise über eine Einstellscheibe, an dem Anker abgestützt werden.Further preferably, the armature is acted upon by the spring force of a spring. The spring serves to return the armature to its initial position when the energization of the solenoid is terminated. Preferably, the spring is designed as a helical compression spring. Alternatively or additionally, it is proposed that the spring pass through the armature guide, in particular the radially extending collar section extending into the axial working air gap, or the disk-shaped second part of the armature guide arranged there. Because then the spring can be supported directly or indirectly, for example via a shim on the anchor.

Eine besonders kompakt bauende Ausgestaltung der Erfindung wird erreicht, wenn der Elektromagnet und/oder die Ankerführung in einer Axialbohrung einer Verschlussschraube aufgenommen sind, über welche ein Ventilkörper des Saugventils in einem Gehäuseteil der Kraftstoffhochdruckpumpe fixierbar ist. Ein separates Gehäuseteil für die elektromagnetische Stelleinheit kann auf diese Weise entfallen. Vorzugsweise ist die Axialbohrung der Verschlussschraube gestuft ausgeführt, um über eine Stufe eine Abstützung des Elektromagneten und/oder der Ankerführung in axialer Richtung zu erreichen.A particularly compact design of the invention is achieved when the electromagnet and / or the armature guide are received in an axial bore of a screw plug, via which a valve body of the suction valve in a housing part of the high-pressure fuel pump is fixed. A separate housing part for the electromagnetic actuator can be omitted in this way. Preferably, the axial bore of the screw plug is designed stepped in order to achieve via a step support of the electromagnet and / or the armature guide in the axial direction.

Das ferner vorgeschlagene Saugventil zur Versorgung einer Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere einer Common-Rail-Hochdruckpumpe, mit Kraftstoff umfasst eine erfindungsgemäße elektromagnetische Stelleinheit, wobei der Anker mit einem Ventilkolben gekoppelt oder koppelbar ist, der eine mit einem Dichtsitz zusammenwirkende Dichtkontur besitzt. Die Kopplung bewirkt, dass der Anker bei einer axialen Verschiebung den Ventilkolben mitnimmt. Die Dichtkontur ist vorzugsweise an einem tellerförmigen Abschnitt des Ventilkolbens ausgebildet, so dass der Ventilkolben zugleich als Ventilschließelement dient.The further proposed suction valve for supplying a high-pressure fuel pump, in particular a common-rail high-pressure pump, with fuel comprises an inventive electromagnetic actuator, wherein the armature is coupled or coupled with a valve piston having a cooperating with a sealing seat sealing contour. The coupling causes the armature entrains the valve piston during an axial displacement. The sealing contour is preferably formed on a plate-shaped portion of the valve piston, so that the valve piston also serves as a valve closing element.

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

1 einen schematischen Längsschnitt durch ein in eine Hochdruckpumpe eingebautes Saugventil mit einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stelleinheit, 1 a schematic longitudinal section through a built-in a high-pressure pump suction valve with an electromagnetic actuator according to the invention,

2 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ankerführung einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stelleinheit, 2 a perspective view of a first armature guide of an electromagnetic actuator according to the invention,

3 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ankerführung einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stelleinheit, 3 a schematic longitudinal section through a second armature guide of an electromagnetic actuator according to the invention,

4 einen schematischen Längsschnitt durch eine dritte Ankerführung einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stelleinheit, 4 a schematic longitudinal section through a third armature guide of an electromagnetic actuator according to the invention,

5 einen schematischen Querschnitt durch eine vierte Ankerführung einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stelleinheit und 5 a schematic cross section through a fourth armature guide of an electromagnetic actuator according to the invention and

6 einen schematischen Querschnitt durch eine fünfte Ankerführung einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stelleinheit. 6 a schematic cross section through a fifth armature guide of an electromagnetic actuator according to the invention.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Das in der 1 dargestellte Saugventil umfasst einen axial verschiebbaren Ventilkolben 17 mit einem tellerförmigen Abschnitt 19, an dem eine mit einem Dichtsitz 18 zusammenwirkende Dichtkontur ausgebildet ist. Der Dichtsitz 18 ist in einem Ventilkörper 15 ausgebildet, der in einer Bohrung 26 eines Gehäuseteils 16 einer Kraftstoffhochdruckpumpe aufgenommen und über eine Verschlussschraube 14 lagefixiert ist. Der Ventilkolben 17 durchsetzt den Ventilkörper 15 und weist einen außerhalb des Ventilkörpers 15 zu liegen kommenden Abschnitt auf, der von einem Federteller 24 zur Abstützung einer Ventilfeder 25 umgeben ist. Über die Federkraft der Ventilfeder 25 ist der Ventilkolben 17 in Schließrichtung beaufschlagt.That in the 1 shown suction valve comprises an axially displaceable valve piston 17 with a plate-shaped section 19 on which one with a sealing seat 18 cooperating sealing contour is formed. The seal seat 18 is in a valve body 15 trained in a hole 26 a housing part 16 taken a high-pressure fuel pump and a screw plug 14 is fixed in position. The valve piston 17 passes through the valve body 15 and has one outside the valve body 15 to lie on coming section, by a spring plate 24 for supporting a valve spring 25 is surrounded. About the spring force of the valve spring 25 is the valve piston 17 acted upon in the closing direction.

Zur Betätigung des Saugventils ist eine elektromagnetische Stelleinheit vorgesehen, die einen Elektromagneten 1 und einen axial verschiebbaren Anker 2 umfasst, der mit dem Ventilkolben 17 gekoppelt ist. Der Anker 2 ist als Flachanker ausgebildet und begrenzt stirnseitig einen axialen Arbeitsluftspalt 4, der zwischen dem Elektromagneten 1 und dem Anker 2 ausgebildet ist. Der Elektromagnet 1 umfasst eine ringförmige Magnetspule 10 sowie einen topfförmigen Magnetkern 11, in dem die Magnetspule 10 aufgenommen ist.For actuating the suction valve, an electromagnetic actuator is provided, which is an electromagnet 1 and an axially displaceable armature 2 includes that with the valve piston 17 is coupled. The anchor 2 is designed as a flat armature and limits the front side an axial working air gap 4 that is between the electromagnet 1 and the anchor 2 is trained. The electromagnet 1 includes an annular solenoid 10 and a cup-shaped magnetic core 11 in which the magnetic coil 10 is included.

Bei einer Bestromung der Magnetspule 10 wird der Anker 2 in Richtung der Magnetspule 10 gezogen, um den axialen Arbeitsluftspalt 4 zu schließen. Dabei wird die axiale Verschiebung des Ankers 2 durch einen Hubanschlag 6 begrenzt, der vorliegend an einem radial verlaufenden Bundabschnitt 5 einer im Übrigen hülsenförmigen Ankerführung 3 ausgebildet ist, welche den Anker 2 umgibt. Zur Rückstellung des Ankers 2 in seine Ausgangslage ist eine Feder 12 vorgesehen, welche den Bundabschnitt 5 der Ankerführung durchsetzt.When energizing the magnetic coil 10 becomes the anchor 2 in the direction of the magnetic coil 10 pulled to the axial working air gap 4 close. In this case, the axial displacement of the armature 2 through a stroke stop 6 limited, the present at a radially extending collar portion 5 an otherwise sleeve-shaped anchor guide 3 is formed, which is the anchor 2 surrounds. To reset the anchor 2 in its initial position is a spring 12 provided, which the waistband section 5 the anchor guide interspersed.

Die den Anker 2 umgebende Ankerführung 3 dient vorrangig der Führung und Lagerung des Ankers 2. Die Ankerführung 3 vermag somit einen zentralen Ankerbolzen zu ersetzen, welcher üblicherweise der Führung und/oder Lagerung des Ankers 2 dient. Die Ankerführung ist vorliegend aus einem nichtmagnetischen Material gefertigt, so dass hierüber zugleich eine magnetische Trennung des Ankers 2 vom Elektromagneten 1 bewirkt wird. Die Ankerführung 3 wirkt somit einem magnetischen Kleben des Ankers 2 am Elektromagneten 1 entgegen, wodurch die Schaltdynamik verbessert wird.The anchor 2 surrounding anchorage 3 Primarily serves the guidance and storage of the anchor 2 , The anchor guide 3 is thus able to replace a central anchor bolt, which usually the leadership and / or storage of the anchor 2 serves. The anchor guide is in this case made of a non-magnetic material, so that at the same time a magnetic separation of the armature 2 from the electromagnet 1 is effected. The anchor guide 3 thus acts a magnetic sticking of the anchor 2 at the electromagnet 1 against, whereby the switching dynamics is improved.

Bevorzugte Ausgestaltungen einer Ankerführung 3 für eine erfindungsgemäße elektromagnetische Stelleinheit sind den 2 bis 6 zu entnehmen.Preferred embodiments of an armature guide 3 for an electromagnetic actuator according to the invention are the 2 to 6 refer to.

Gemäß der in der 2 dargestellten Ausgestaltung kann die Ankerführung 3 als geschlitzte Hülse ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung einer Ankerführung 3 ist besonders einfach und damit kostengünstig zu fertigen. Denn es kann ein Folienmaterial verwendet werden, das zu einer Hülse gerollt wird. Die dabei sich gegenüberliegenden Längskanten der Folie bilden einen axial verlaufenden Schlitz 8 aus, der zugleich als Strömungskanal dient, um den erforderlichen hydraulischen Ausgleich bei einer axialen Verschiebung des Ankers 2 zu schaffen.According to the in the 2 illustrated embodiment, the armature guide 3 be designed as a slotted sleeve. This embodiment of an anchor guide 3 is particularly simple and therefore inexpensive to manufacture. Because it can be used a film material that is rolled into a sleeve. The opposite longitudinal edges of the film form an axially extending slot 8th from, which also serves as a flow channel to the required hydraulic compensation with an axial displacement of the armature 2 to accomplish.

Eine alternative Ausführungsform einer Ankerführung 3 ist in der 3 dargestellt. Hier ist die Ankerführung 3 topfförmig gestaltet, wobei der radial verlaufende Bundabschnitt 5 zur Ausbildung des Hubanschlags 6 eine zentrale Ausnehmung zur Durchführung der Feder 12 begrenzt.An alternative embodiment of an anchor guide 3 is in the 3 shown. Here is the anchor guide 3 designed cup-shaped, wherein the radially extending collar portion 5 for the formation of the stroke stop 6 a central recess for the passage of the spring 12 limited.

Sofern die Ankerführung 3 keinen Schlitz 8 besitzt, ist vorzugsweise wenigstens eine Bohrung 7 vorzusehen, über welche ein hydraulischer Ausgleich und/oder eine Entlüftung bewirkbar ist bzw. sind. Eine hülsenförmige Ankerführung 3 mit mehreren Bohrungen 7 ist beispielhaft in der 4 dargestellt. Die Hülsenform der Ankerführung 3 ist in diesem Zusammenhang jedoch nicht zwingend vorgegeben. Die Ankerführung 3 könnte auch topfförmig gestaltet sein.Unless the anchor guide 3 no slot 8th has, is preferably at least one bore 7 provide over which a hydraulic compensation and / or ventilation can be effected or are. A sleeve-shaped anchor guide 3 with several holes 7 is exemplary in the 4 shown. The sleeve shape of the anchor guide 3 However, this is not mandatory in this context. The anchor guide 3 could also be designed cup-shaped.

Gleiches gilt für die in den 5 und 6 dargestellten Ausgestaltungen einer Ankerführung 3. Diese weisen jeweils mehrere längs verlaufende Nuten 9 auf, die außenumfangseitig (5) oder innenumfangseitig (6) an einer hülsen- oder topfförmigen Ankerführung 3 ausgebildet sind. Die Nuten 9 dienen als Strömungskanäle, um den erforderlichen hydraulischen Ausgleich bei einer axialen Verschiebung des Ankers 2 zu schaffen.The same applies to the in the 5 and 6 illustrated embodiments of an armature guide 3 , These each have a plurality of longitudinal grooves 9 on, the outer peripheral side ( 5 ) or inside peripheral side ( 6 ) on a sleeve or cup-shaped anchor guide 3 are formed. The grooves 9 serve as flow channels to provide the required hydraulic compensation with an axial displacement of the armature 2 to accomplish.

Die Ankerführung 3 einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stelleinheit ist vorzugsweise – wie in der 1 dargestellt – unmittelbar in einer Axialbohrung 13 der Verschlussschraube 14 aufgenommen, so dass die Stelleinheit und damit das Saugventil in axialer wie auch in radialer Richtung besonders kompakt bauend ausgeführt werden kann. In die Axialbohrung 13 ist vorliegend ferner der Elektromagnet 1 eingesetzt, wobei zum Schutz des Elektromagneten 1 eine Umspritzung 20 die Axialbohrung 13 nach außen hin abdichtet. Die Umspritzung 20 bildet zugleich einen Steckeranschluss 22 für den elektrischen Anschluss der Magnetspule 10 aus. Ein Spulendrahtende 21 der Magnetspule 10 ist hierzu bis zu einem Kontaktpin 23 des Steckeranschlusses 22 geführt.The anchor guide 3 an electromagnetic actuator according to the invention is preferably - as in the 1 shown - directly in an axial bore 13 the screw plug 14 taken so that the actuator and thus the suction valve in the axial and in the radial direction can be made very compact design. In the axial bore 13 is present also the electromagnet 1 used, with the protection of the electromagnet 1 an encapsulation 20 the axial bore 13 seals to the outside. The encapsulation 20 at the same time forms a plug connection 22 for the electrical connection of the magnetic coil 10 out. A coil wire end 21 the solenoid 10 This is up to a contact pin 23 of the plug connection 22 guided.

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Claims (11)

Elektromagnetische Stelleinheit für ein Saugventil zur Versorgung einer Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere einer Common-Rail-Hochdruckpumpe, mit Kraftstoff, umfassend einen Elektromagneten (1) und einen Anker (2), der in einer Ankerführung (3), welche einen Außenumfangsbereich des Ankers (2) umgibt, axial verschiebbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerführung (3) zugleich der Lagerung des Ankers dient, wobei der Anker (2) als Flachanker ausgeführt ist, der einen zwischen dem Anker (2) und dem Elektromagneten (1) ausgebildeten axialen Arbeitsluftspalt (4) begrenzt.Electromagnetic actuator for a suction valve for supplying a high-pressure fuel pump, in particular a common-rail high-pressure pump, with fuel, comprising an electromagnet ( 1 ) and an anchor ( 2 ) in an anchor guide ( 3 ), which encloses an outer peripheral region of the armature ( 2 ), is axially displaceably guided, characterized in that the armature guide ( 3 ) at the same time serves for the storage of the anchor, wherein the anchor ( 2 ) is designed as a flat anchor, the one between the anchor ( 2 ) and the electromagnet ( 1 ) formed axial working air gap ( 4 ) limited. Stelleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerführung (3) ein separates Bauteil ist, das zumindest abschnittsweise hülsenförmig ausgebildet ist und sich vorzugsweise über die gesamte Höhe des Ankers (2) erstreckt.Actuating unit according to claim 1, characterized in that the armature guide ( 3 ) is a separate component, which is at least partially sleeve-shaped and preferably over the entire height of the armature ( 2 ). Stelleinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerführung (3) einen radial verlaufenden Bundabschnitt (5) besitzt, der sich in den Arbeitsluftspalt (4) hinein erstreckt, wobei vorzugsweise die Ankerführung (3) im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist.Actuating unit according to claim 1 or 2, characterized in that the armature guide ( 3 ) a radially extending collar portion ( 5 ) located in the working air gap ( 4 ), wherein preferably the armature guide ( 3 ) is substantially cup-shaped. Stelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerführung (3) einen Hubanschlag (6) für den Anker (2) ausbildet.Actuating unit according to one of the preceding claims, characterized in that the armature guide ( 3 ) a stroke stop ( 6 ) for the anchor ( 2 ) trains. Stelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerführung (3) ganz oder teilweise aus einem nicht magnetischen Material gefertigt ist. Actuating unit according to one of the preceding claims, characterized in that the armature guide ( 3 ) is wholly or partly made of a non-magnetic material. Stelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerführung (3) mindestens eine umfangseitige Durchbrechung in Form einer Bohrung (7) und/oder eines Schlitzes (8) besitzt.Actuating unit according to one of the preceding claims, characterized in that the armature guide ( 3 ) at least one circumferential opening in the form of a bore ( 7 ) and / or a slot ( 8th ) owns. Stelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerführung (3) mindestens eine außenund/oder innenumfangseitige Nut (9), vorzugsweise Längsnut, besitzt.Actuating unit according to one of the preceding claims, characterized in that the armature guide ( 3 ) at least one outer and / or inner peripheral side groove ( 9 ), preferably longitudinal groove possesses. Stelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (1) eine ringförmige Magnetspule (10) umfasst, die in einem topfförmigen Magnetkern (11) aufgenommen ist, wobei vorzugsweise der Arbeitsluftspalt (4) zwischen dem Magnetkern (11) und dem Anker (2) ausgebildet ist.Actuating unit according to one of the preceding claims, characterized in that the electromagnet ( 1 ) an annular magnet coil ( 10 ), which in a cup-shaped magnetic core ( 11 ), wherein preferably the working air gap ( 4 ) between the magnetic core ( 11 ) and the anchor ( 2 ) is trained. Stelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (2) von der Federkraft einer Feder (12) beaufschlagt ist, die vorzugsweise als Schraubendruckfeder ausgeführt ist und/oder die Ankerführung (3) durchsetzt.Actuating unit according to one of the preceding claims, characterized in that the armature ( 2 ) of the spring force of a spring ( 12 ) is acted upon, which is preferably designed as a helical compression spring and / or the armature guide ( 3 ) interspersed. Stelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (1) und/oder die Ankerführung (3) in einer vorzugsweise gestuft ausgeführten Axialbohrung (13) einer Verschlussschraube (14) aufgenommen sind, über welche ein Ventilkörper (15) des Saugventils in einem Gehäuseteil (16) der Kraftstoffhochdruckpumpe fixierbar ist.Actuating unit according to one of the preceding claims, characterized in that the electromagnet ( 1 ) and / or the anchor guide ( 3 ) in a preferably stepped executed axial bore ( 13 ) a locking screw ( 14 ) are received, via which a valve body ( 15 ) of the suction valve in a housing part ( 16 ) of the high-pressure fuel pump is fixable. Saugventil zur Versorgung einer Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere einer Common-Rail-Hochdruckpumpe, mit Kraftstoff, umfassend eine elektromagnetische Stelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anker (2) mit einem Ventilkolben (17) gekoppelt oder koppelbar ist, der eine mit einem Dichtsitz (18) zusammenwirkende Dichtkontur besitzt, die vorzugsweise an einem tellerförmigen Abschnitt (19) des Ventilkolbens (17) ausgebildet ist.Suction valve for supplying a high-pressure fuel pump, in particular a common-rail high-pressure pump, with fuel, comprising an electromagnetic actuator unit according to one of the preceding claims, wherein the armature ( 2 ) with a valve piston ( 17 ) coupled or coupleable, the one with a sealing seat ( 18 ) has cooperating sealing contour, preferably on a plate-shaped portion ( 19 ) of the valve piston ( 17 ) is trained.
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