DE102016202947A1 - Electromagnetically operated suction valve and high-pressure fuel pump - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil (1) für eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe (2), umfassend eine ringförmige Magnetspule (3) zur Einwirkung auf einen in einer Ausnehmung (4) eines Ventilkörpers (5) hubbeweglich aufgenommenen Anker (6), der gemeinsam mit einem Polkern (7) einen Arbeitsluftspalt (8) begrenzt. Erfindungsgemäß ist in einer Außenumfangsfläche (9) des Ankers (6) und/oder in einer der Führung des Ankers (6) dienenden Innenumfangsfläche (10) des Ventilkörpers (5) mindestens eine umlaufende Nut (11) ausgebildet. Ferner betrifft die Erfindung eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe (2) mit einem solchen Saugventil (1).The invention relates to an electromagnetically controllable suction valve (1) for a high-pressure fuel pump (2), comprising an annular magnet coil (3) for acting on a in a recess (4) of a valve body (5) liftably received anchor (6), the common with a pole core (7) limits a working air gap (8). According to the invention, at least one circumferential groove (11) is formed in an outer peripheral surface (9) of the armature (6) and / or in an inner circumferential surface (10) of the valve body (5) serving to guide the armature (6). Furthermore, the invention relates to a high-pressure fuel pump (2) with such a suction valve (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Das Saugventil dient der Versorgung einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit Kraftstoff. Ferner betrifft die Erfindung eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit einem solchen Saugventil.The invention relates to an electromagnetically operated suction valve for a high-pressure fuel pump with the features of the preamble of claim 1. The suction valve is used to supply a fuel high-pressure pump with fuel. Furthermore, the invention relates to a high pressure fuel pump with such a suction valve.
Stand der TechnikState of the art
Aus der
Bei einem Saugventil der vorstehend genannten Art ist der Anker in der Regel von Kraftstoff umgeben. Das heißt, dass er bei einer Aufwärts- oder Abwärtsbewegung Kraftstoff verdrängen muss. Andernfalls wird die Bewegung des Ankers durch den Kraftstoff abgebremst.In a suction valve of the aforementioned type, the armature is usually surrounded by fuel. This means that he has to displace fuel during an upward or downward movement. Otherwise, the movement of the armature is slowed down by the fuel.
Aus der
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe anzugeben, das einen hubbeweglichen Anker umfasst, dessen Bewegung optimiert ist.Based on the above-mentioned prior art, the present invention seeks to provide an electromagnetically actuated suction valve for a high-pressure fuel pump, which includes a liftable armature whose movement is optimized.
Zur Lösung der Aufgabe wird das elektromagnetisch betätigbare Saugventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ferner wird eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit einem solchen Saugventil angegeben.To solve the problem, the electromagnetically actuated suction valve with the features of claim 1 is proposed. Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims. Furthermore, a high-pressure fuel pump is specified with such a suction valve.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das für eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe vorgeschlagene elektromagnetisch betätigbare Saugventil umfasst eine ringförmige Magnetspule zur Einwirkung auf einen in einer Ausnehmung eines Ventilkörpers hubbeweglich aufgenommenen Anker, der gemeinsam mit einem Polkern einen Arbeitsluftspalt begrenzt. Erfindungsgemäß ist in einer Außenumfangsfläche des Ankers und/oder in einer der Führung des Ankers dienenden Innenumfangsfläche des Ventilkörpers mindestens eine umlaufende Nut ausgebildet.The electromagnetically actuated suction valve proposed for a high-pressure fuel pump comprises an annular magnet coil for acting on an armature liftably received in a recess of a valve body which, together with a pole core, delimits a working air gap. According to the invention, at least one peripheral groove is formed in an outer circumferential surface of the armature and / or in an inner peripheral surface of the valve body serving as the guide of the armature.
Die Nut erweitert einen zwischen dem Ventilkörper und dem Anker ausgebildeten Führungspalt, so dass dieser im Bereich der Nut einen vergrößerten freien Strömungsquerschnitt besitzt. Die Nut erleichtert somit einen hydraulischen Ausgleich zwischen einem oberhalb und einem unterhalb des Ankers ausgebildeten Druckraums.The groove expands a guide gap formed between the valve body and the armature, so that it has an enlarged free flow cross-section in the region of the groove. The groove thus facilitates hydraulic compensation between a pressure chamber formed above and below the armature.
Die Nut vermag somit eine im Anker ausgebildete Druckausgleichsöffnung zu ersetzen. Da eine umlaufende Nut einfacher als eine den Anker durchsetzende Druckausgleichsöffnung herzustellen ist, verringern sich die Herstellungskosten.The groove is thus able to replace a pressure equalization opening formed in the armature. Since a circumferential groove is easier to make than a pressure-equalizing opening passing through the armature, the manufacturing costs are reduced.
Die mit Kraftstoff gefüllte umlaufende Nut führt ferner zu einer Verbesserung der Ankerzentrierung, da der Anker über seinen Außenumfang gleichmäßig von Kraftstoff beaufschlagt ist. Auf diese Weise wird die Gefahr einer Verkippung des Ankers reduziert. In der Folge kann auch der Verschleiß am Anker und/oder an den mit dem Anker zusammenwirkenden Anschlagflächen reduziert werden, da einem Anschlagen des Ankers an der Anschlagfläche über einen Kantenbereich entgegen gewirkt wird.The fuel-filled circumferential groove also leads to an improvement in the anchor centering, since the armature is uniformly acted upon by fuel over its outer circumference. In this way, the risk of tilting of the armature is reduced. As a result, the wear on the armature and / or on the abutment surfaces cooperating with the armature can also be reduced, since an abutment of the armature against the abutment surface is counteracted over an edge region.
Durch den sich in der Nut sammelnden Kraftstoff können darüber hinaus auf den Anker einwirkende, seitliche Adhäsionskräfte gemindert werden. Auf diese Weise kann die Ankerbewegung weiter verbessert werden.In addition, due to the fuel collecting in the groove, lateral adhesion forces acting on the armature can be reduced. In this way, the armature movement can be further improved.
Sofern mindestens eine Nut in der Außenumfangsfläche des Ankers vorgesehen ist, trägt diese zu einer Gewichtreduzierung des Ankers bei. Dies wiederum hat zur Folge, dass die Dynamik der Ankerbewegung steigt. Folglich können kurze Schaltzeiten realisiert werden.If at least one groove is provided in the outer circumferential surface of the armature, this contributes to a weight reduction of the armature. This in turn means that the momentum of the anchor movement is increasing. Consequently, short switching times can be realized.
Unabhängig davon, ob die mindestens eine Nut in einer Außenumfangsfläche des Ankers oder in einer Innenumfangsfläche des Ventilkörpers ausgebildet ist, kann sie als ringförmige oder als wendelförmige Nut ausgebildet sein. Die wendelförmige Nut besitzt den Vorteil, dass sie die Strömung des Kraftstoffs durch den Führungsspalt optimiert. Sofern mindestens eine ringförmige Nut vorgesehen ist, kann diese in einer Radialebene liegend oder gegenüber einer Radialebene gekippt angeordnet sein. Regardless of whether the at least one groove is formed in an outer peripheral surface of the armature or in an inner circumferential surface of the valve body, it may be formed as an annular or a helical groove. The helical groove has the advantage that it optimizes the flow of the fuel through the guide gap. If at least one annular groove is provided, it may be located lying in a radial plane or tilted with respect to a radial plane.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Nut gegenüber mindestens einer Stirnfläche des Ankers zurückgesetzt ist. Das heißt, dass die Nut dreiseitig umschlossen ist und sich lediglich zum Führungspalt hin öffnet. Auf diese Weise ist eine über den Außenumfang des Ankers gleichmäßige Beaufschlagung mit Kraftstoff sichergestellt, die eine optimale Zentrierung des Ankers bewirkt.In a development of the invention, it is proposed that the groove is set back relative to at least one end face of the armature. This means that the groove is enclosed on three sides and opens only to the guide gap. In this way, a uniform over the outer circumference of the armature impingement with fuel is ensured, which causes an optimal centering of the armature.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere ringförmige Nuten in der Außenumfangsfläche des Ankers und/oder in der Innenumfangsfläche des Ventilkörpers in gleichem axialen Abstand zueinander ausgebildet. Beispielsweise kann bzw. können die Außenumfangsfläche des Ankers und/oder die Innenumfangsfläche des Ventilkörpers mit einer Profilierung in Form einer Rillung versehen sein. Durch Ausbildung mehrerer Nuten können die zuvor beschriebenen vorteilhaften Wirkungen der mindestens einen Nut noch verstärkt werden.According to a preferred embodiment of the invention, a plurality of annular grooves in the outer peripheral surface of the armature and / or in the inner peripheral surface of the valve body are formed at the same axial distance from each other. For example, the outer peripheral surface of the armature and / or the inner circumferential surface of the valve body can be provided with a profiling in the form of a groove. By forming a plurality of grooves, the advantageous effects of the at least one groove described above can be enhanced.
Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass mindestens eine wendelförmige Nut mit konstanter Steigung in der Außenumfangsfläche des Ankers und/oder in der Innenumfangsfläche des Ventilkörpers ausgebildet ist. Bei einer konstanten Steigung weisen die Windungen ebenfalls gleichmäßige Abstände zueinander auf.Alternatively or additionally, it is proposed that at least one helical groove with a constant pitch is formed in the outer peripheral surface of the armature and / or in the inner circumferential surface of the valve body. At a constant slope, the turns also have uniform distances to each other.
Vorteilhafterweise ist der Anker in Richtung eines ersten Endanschlags von der Federkraft einer Feder beaufschlagt. Die Feder dient der Rückstellung des Ankers, wenn die Bestromung der Magnetspule beendet wird. Zugleich kann die Federkraft der Feder unerwünschten Klebeeffekten entgegen wirken, die im Bereich eines zweiten Endanschlags des Ankers auftreten.Advantageously, the armature is acted upon in the direction of a first end stop by the spring force of a spring. The spring serves to reset the armature when the energization of the solenoid is terminated. At the same time, the spring force of the spring can counteract unwanted adhesive effects that occur in the region of a second end stop of the armature.
Bevorzugt ist der erste Endanschlag durch einen ringförmigen Absatz des Ventilkörpers oder einer hieran abgestützten Anschlagscheibe ausgebildet. Durch Vorsehen einer Anschlagscheibe, die gegenüber dem Ventilkörper aus einem besonders verschleißfesten Material gefertigt sein kann, kann der Verschleiß im Bereich des ersten Endanschlags weiter gemindert werden.Preferably, the first end stop is formed by an annular shoulder of the valve body or a stop disc supported thereon. By providing a stop disc, which can be made with respect to the valve body made of a particularly wear-resistant material, the wear in the region of the first end stop can be further reduced.
Des Weiteren bevorzugt umfasst der Anker einen bolzenförmigen Ansatz oder einen Kontaktstift zur Kontaktierung eines Ventilstößels des Saugventils. Der bolzenförmige Ansatz bzw. der Kontaktstift erleichtert die Kontaktierung des Ventilstößels. Die Kontaktierung erfolgt jeweils über die einander zugewandten Stirnflächen. Vorzugsweise entspricht der Außendurchmesser des Ansatzes bzw. des Kontaktstifts dem Außendurchmesser des Ventilstößels. Sofern der Anker einen Kontaktstift umfasst, ist dieser mit dem Anker fest verbunden.Furthermore, the armature preferably comprises a bolt-shaped projection or a contact pin for contacting a valve tappet of the suction valve. The bolt-shaped projection or the contact pin facilitates the contacting of the valve stem. The contacting takes place via the mutually facing end faces. Preferably, the outer diameter of the lug or of the contact pin corresponds to the outer diameter of the valve tappet. If the anchor comprises a contact pin, this is firmly connected to the anchor.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird ferner eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem erfindungsgemäßen Saugventil vorgeschlagen. Das Saugventil ist dabei in ein Gehäuseteil der Kraftstoff-Hochdruckpumpe integriert. Das heißt, dass der Ventilstößel des Saugventils über eine Bohrung des Gehäuseteils der Kraftstoff-Hochdruckpumpe geführt ist und/oder mit einem im Gehäuseteil der Kraftstoff-Hochdruckpumpe ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt. Durch die Integration des Saugventils in die Kraftstoff-Hochdruckpumpe kann eine besonders kompakt bauende Anordnung geschaffen werden.To solve the aforementioned object, a high-pressure fuel pump for a fuel injection system with a suction valve according to the invention is also proposed. The suction valve is integrated in a housing part of the high-pressure fuel pump. This means that the valve stem of the suction valve is guided over a bore of the housing part of the high-pressure fuel pump and / or cooperates with a valve seat formed in the housing part of the high-pressure fuel pump. By integrating the suction valve in the high-pressure fuel pump, a particularly compact structure can be created.
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:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Das in der
Der Ventilstößel
Der Anker
Um die Bewegung des Ankers
Eine alternative Ausführungsform ist in der
Die in den
Ferner können mehrere Nuten
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014200339 A1 [0002] DE 102014200339 A1 [0002]
- DE 102006054941 B3 [0004] DE 102006054941 B3 [0004]
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DE102016202947.9A DE102016202947A1 (en) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | Electromagnetically operated suction valve and high-pressure fuel pump |
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- 2016-02-25 DE DE102016202947.9A patent/DE102016202947A1/en not_active Withdrawn
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