DE102015221301A1 - Electromagnetically controllable suction valve and high-pressure pump - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-Einspritzsystem, umfassend eine ringförmige Magnetspule (1) zur Einwirkung auf einen zwischen zwei Endlagen (2, 3) hubbeweglichen Anker (4), wobei eine erste Endlage (2) unmittelbar oder mittelbar durch einen Polkern (5) vorgegeben ist, der zumindest abschnittsweise von einer Hülse (6) umgeben ist, die mit dem Polkern (5) verschweißt ist. Erfindungsgemäß weist die Hülse (6) einen sich nach radial innen erstreckenden Bund (7) auf, über den die Hülse (6) in axialer Richtung am Polkern (5) abgestützt ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Hochdruckpumpe mit einem solchen Saugventil.The invention relates to an electromagnetically controllable suction valve for a high pressure pump in a fuel injection system, in particular in a common rail injection system comprising an annular solenoid (1) for acting on a between two end positions (2, 3) liftable armature (4), wherein a first end position (2) is predetermined directly or indirectly by a pole core (5), which is at least partially surrounded by a sleeve (6) which is welded to the pole core (5). According to the invention, the sleeve (6) has a radially inwardly extending collar (7) over which the sleeve (6) is supported in the axial direction on the pole core (5). Furthermore, the invention relates to a high pressure pump with such a suction valve.
Description
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Das Saugventil dient der Versorgung einer Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere eines Common-Rail-Einspritzsystems, mit Kraftstoff. Ferner betrifft die Erfindung eine Hochdruckpumpe mit einem solchen Saugventil.The invention relates to an electromagnetically controllable suction valve with the features of the preamble of
Stand der TechnikState of the art
Aus der
Um dem entgegen zu wirken, wird in der
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil anzugeben, dessen Robustheit, insbesondere gegenüber den Anschlagkräften eines Ankers, weiter erhöht ist. Auf diese Weise soll ein Saugventil geschaffen werden, das eine hohe Lebensdauer besitzt.Based on the above-mentioned prior art, the present invention seeks to provide an electromagnetically controllable suction valve whose robustness, especially against the impact forces of an anchor, is further increased. In this way, a suction valve is to be created, which has a long service life.
Zur Lösung der Aufgabe wird das elektromagnetisch ansteuerbare Saugventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.To solve the problem, the electromagnetically controllable suction valve with the features of
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das für eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere eines Common-Rail-Einspritzsystems, vorgeschlagene elektromagnetisch ansteuerbare Saugventil umfasst eine ringförmige Magnetspule zur Einwirkung auf einen zwischen zwei Endlagen hubbeweglichen Anker, wobei eine erste Endlage unmittelbar oder mittelbar durch einen Polkern vorgegeben ist, der zumindest abschnittsweise von einer Hülse umgeben ist, die mit dem Polkern verschweißt ist. Erfindungsgemäß weist die Hülse einen sich nach radial innen erstreckenden Bund auf, über den die Hülse in axialer Richtung am Polkern abgestützt ist.The electromagnetically controllable suction valve proposed for a high-pressure pump of a fuel injection system, in particular a common-rail injection system comprises an annular solenoid for acting on an armature liftable between two end positions, wherein a first end position is predetermined directly or indirectly by a pole core which is at least partially separated from surrounded by a sleeve which is welded to the pole core. According to the invention, the sleeve has a radially inwardly extending collar over which the sleeve is supported in the axial direction of the pole core.
Durch die axiale Abstützung der Hülse am Polkern wird ein Formschluss in Bewegungsrichtung des Ankers bewirkt. Mit Anschlagen des Ankers am Polkern, wird die Anschlagkraft über den Polkern auf den Bund der Hülse übertragen. Die Hülse wird demnach in axialer Richtung belastet, wobei der Formschluss eine hohe Dauerhaltbarkeit der Verbindung der Hülse mit dem Polkern gewährleistet. In der Folge steigt die Robustheit des Saugventils gegenüber den Anschlagkräften des Ankers.Due to the axial support of the sleeve on the pole core a positive connection in the direction of movement of the armature is effected. By striking the anchor on the pole core, the impact force is transmitted via the pole core on the collar of the sleeve. The sleeve is therefore loaded in the axial direction, the positive locking ensures a high durability of the connection of the sleeve with the pole core. As a result, the robustness of the suction valve against the impact forces of the armature increases.
Um den Formschluss zwischen der Hülse und dem Polkern in Bewegungsrichtung des Ankers zu gewährleisten, liegt vorzugsweise der Bund der Hülse an einer radial verlaufenden Fläche, beispielsweise an der dem Anker abgewandten Stirnfläche, des Polkerns an. Die Hülse erstreckt sich in diesem Fall über die gesamte Höhe des Polkerns, so dass ihr Bund zur Anlage an der Stirnfläche des Polkerns gelangt.In order to ensure the positive connection between the sleeve and the pole core in the direction of movement of the armature, preferably the collar of the sleeve is located on a radially extending surface, for example on the end face facing away from the armature, of the pole core. The sleeve extends in this case over the entire height of the pole core, so that its collar comes to rest on the end face of the pole core.
Alternativ kann der Bund der Hülse in axialer Richtung an einem ringförmigen Absatz des Polkerns abgestützt sein. Die Hülse muss in diesem Fall lediglich bis zum ringförmigen Absatz des Polkerns geführt werden, so dass der Bund der Hülse den ringförmigen Absatz des Pokerns zu hintergreifen vermag. Die Hülse kann dementsprechend kürzer gestaltet werden, was Material und Gewicht einspart. Zur Ausbildung des ringförmigen Absatzes am Polkern ist vorzugsweise die Außenkontur des Polkerns gestuft ausgeführt.Alternatively, the collar of the sleeve can be supported in the axial direction on an annular shoulder of the pole core. The sleeve must be performed in this case only to the annular shoulder of the pole core, so that the collar of the sleeve is able to engage behind the annular paragraph of the poker. The sleeve can therefore be made shorter, which saves material and weight. To form the annular shoulder on the pole core, the outer contour of the pole core is preferably stepped.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Schweißverbindung zwischen der Hülse und dem Polkern über eine im Bereich des Bunds angeordnete Schweißnaht hergestellt ist. Auch diese Maßnahme wirkt sich robustheitssteigernd aus. Denn eine im Bundbereich der Hülse angeordnete Schweißnaht wird mit Anschlagen des Ankers am Polkern lediglich auf Druck und nicht auf Scherung beansprucht.In a further development of the invention, it is proposed that the welded connection between the sleeve and the pole core is made via a weld arranged in the region of the collar. This measure also has a robusting effect. Because a arranged in the collar region of the sleeve weld is claimed by striking the anchor on the pole core only to pressure and not shear.
Vorteilhafterweise ist die Schweißnaht umlaufend ausgebildet, so dass eine Abdichtung eines Axialspalts zwischen dem Polkern und dem Bund der Hülse erreicht wird. Da die Schweißnaht aufgrund ihrer Lage lediglich auf Druck und nicht auf Scherung beansprucht wird, wirkt sich die Robustheitssteigerung der Schweißnaht positiv auf eine langanhaltende hohe Dichtigkeit des Axialspalts aus. Advantageously, the weld is formed circumferentially, so that a seal of an axial gap between the pole core and the collar of the sleeve is achieved. Since the weld is stressed only by pressure and not shear because of its position, the increase in robustness of the weld has a positive effect on a long-lasting high impermeability of the axial gap.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Hülse an ihrem dem Polkern abgewandten Ende einen Kragenabschnitt eines Ventilkörpers umgibt, in dem der Anker hubbeweglich aufgenommen ist. Über den Kragenabschnitt des Ventilkörpers kann zugleich eine Führung des Ankers bewirkt werden. Ferner kann ein besonders kompakt bauendes Saugventil geschaffen werden, insbesondere, wenn der Ventilkörper eine Ventilschraube ersetzt.Furthermore, it is proposed that the sleeve surrounds at its end facing away from the pole core a collar portion of a valve body in which the armature is received in a liftable manner. At the same time a guide of the anchor can be effected via the collar portion of the valve body. Furthermore, a particularly compact suction valve can be provided, in particular when the valve body replaces a valve screw.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gibt der Ventilkörper unmittelbar oder mittelbar über einen Anschlagring die zweite Endlage des Ankers vor. Hierzu ist weiterhin bevorzugt im Ventilkörper ein ringförmiger Absatz ausgebildet, der entweder selbst als Hubanschlag dient oder einen als Hubanschlag dienenden Anschlagring stützt. Über die Lage des Polkerns zum Ventilkörper kann somit der Hub des Ankers vorgegeben werden. Dient ein in den Ventilkörper eingesetzter Anschlagring als Hubanschlag, kann über die Höhe des Anschlagrings Einfluss auf den Hub des Ankers genommen werden.According to a preferred embodiment of the invention, the valve body directly or indirectly via a stop ring, the second end position of the armature before. For this purpose, an annular shoulder is preferably further formed in the valve body, which either serves itself as a stroke stop or supports a stroke stop serving as a stop ring. On the position of the pole core to the valve body thus the stroke of the armature can be specified. If a stop ring inserted into the valve body serves as a stroke stop, the stroke of the anchor can be influenced by the height of the stop ring.
Vorteilhafterweise ist die Hülse mit dem Ventilkörper verschweißt. Über die Schweißverbindung kann die Lage des Polkern zum Ventilkörper dauerhaft festgelegt bzw. fixiert werden. Vorzugsweise ist die Schweißverbindung über eine außenumfangseitig am Ventilkörper angeordnete Schweißnaht hergestellt. Das heißt, dass die Hülse – anders als im Verbindungsbereich mit dem Polkernden Kragenabschnitt des Ventilkörpers nicht hintergreift. Vor dem Setzen der Schweißnaht kann demnach die Hülse in axialer Richtung gegenüber dem Ventilkörper verschoben werden, um eine genaue Hubeinstellung vorzunehmen. Anschließend wird außenumfangseitig, am Ende des Überlappungsbereichs der Hülse mit dem Kragenabschnitt des Ventilkörpers, die Schweißnaht gesetzt.Advantageously, the sleeve is welded to the valve body. The position of the pole core to the valve body can be permanently fixed or fixed via the welded connection. Preferably, the welded connection is produced via a weld seam arranged on the outer circumference of the valve body. This means that the sleeve - unlike in the connection region with the Polkernden the collar portion of the valve body does not engage behind. Accordingly, before setting the weld, the sleeve can be displaced in the axial direction relative to the valve body in order to perform a precise stroke adjustment. Subsequently, the outer peripheral side, set at the end of the overlapping region of the sleeve with the collar portion of the valve body, the weld.
Bevorzugt ist die Schweißnaht umlaufend ausgebildet, so dass zugleich eine Abdichtung eines Radialspalts zwischen der Hülse und dem Ventilkörper erreicht wird.Preferably, the weld is formed circumferentially, so that at the same time a sealing of a radial gap between the sleeve and the valve body is achieved.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Anker unmittelbar oder mittelbar über einen Kontaktstift mit einem hubbeweglichen Ventilglied mechanisch koppelbar und in Richtung des Ventilgliedes von der Federkraft einer Feder beaufschlagt ist. Über den Anker und den Kontaktstift – sofern vorhanden – kann auf diese Weise auf das Ventilglied eingewirkt werden. Die Feder dient der Rückstellung des Ankers und des Kontaktstifts.Furthermore, it is proposed that the armature is mechanically coupled directly or indirectly via a contact pin with a liftable valve member and acted upon in the direction of the valve member by the spring force of a spring. Via the armature and the contact pin - if present - can be acted upon in this way on the valve member. The spring serves to reset the armature and the contact pin.
Vorzugsweise ist die Federkraft der Feder größer als die Federkraft einer Feder gewählt, die das Ventilglied in Schließrichtung beaufschlagt. Bei unbestromter Magnetspule vermag somit die Federkraft der ersten Feder das Saugventil geöffnet zu halten bzw. zu öffnen. Erst mit Bestromung der Magnetspule und dem Hub des Ankers entgegen der Federkraft der ersten Feder wird das Ventilglied soweit entlastet, dass die weitere Feder das Ventilglied in den Ventilsitz zu ziehen vermag und das Saugventil schließt.Preferably, the spring force of the spring is greater than the spring force of a spring chosen, which acts on the valve member in the closing direction. When the solenoid is de-energized, the spring force of the first spring thus allows the suction valve to be kept open or opened. Only with energization of the solenoid and the stroke of the armature against the spring force of the first spring, the valve member is relieved to the extent that the other spring is able to pull the valve member into the valve seat and closes the suction valve.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Saugventil in die Hochdruckpumpe integriert ist. Durch Integration des Saugventils in die Hochdruckpumpe kann eine besonders kompakt bauende Anordnung erreicht werden. Denn der Ventilsitz des Saugventils wird in diesem Fall von einem Gehäuseteil der Hochdruckpumpe ausgebildet, so dass eine separate Ventilplatte zur Ausbildung des Ventilsitzes entfallen kann.It is also proposed that the suction valve is integrated in the high-pressure pump. By integrating the suction valve in the high pressure pump, a particularly compact structure can be achieved. For the valve seat of the suction valve is formed in this case by a housing part of the high-pressure pump, so that a separate valve plate for forming the valve seat can be omitted.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:A preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. These show:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Das in der
Das Ventilglied
Im Betrieb des Saugventils bewegt sich der Anker
Da die Lage des Polkerns
Die Schweißverbindung der Hülse
Andernends ist die Hülse
Die Schweißnaht
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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