DE102016209015A1

DE102016209015A1 - Electromagnetically controllable suction valve and high-pressure pump

Info

Publication number: DE102016209015A1
Application number: DE102016209015.1A
Authority: DE
Inventors: Jochen Wessner; Martin Katz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2017-11-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil (1) zur Befüllung eines Hochdruckelementraums (2) einer Hochdruckpumpe (3) mit Kraftstoff, umfassend einen mit einem Ventilsitz (4) zusammenwirkenden hubbeweglichen Ventilkolben (5), der in Öffnungsrichtung, und zwar unmittelbar oder mittelbar über einen Anker (6), von der Federkraft einer Feder (7) beaufschlagt ist, ferner umfassend eine ringförmige Magnetspule (8) zur Erzeugung einer die Federkraft der Feder (7) überwindenden Magnetkraft. Erfindungsgemäß ist der Ventilkolben (5) durch eine zentrale Bohrung (9) eines die Magnetspule (8) aufnehmenden Magnetkerns (10) hindurchgeführt und von einer Axialbohrung (11) durchsetzt, die einerseits von einer dem Hochdruckelementraum (2) zugewandten Druckfläche (12) und andererseits von einer mit dem Ventilsitz (4) zusammenwirkenden Dichtkontur (13) begrenzt wird, wobei die Axialbohrung (11) über eine Hubbewegung des Ventilkolbens (5) mit einem als Zulauf dienenden Niederdruckraum (14) verbindbar ist, der in axialer Richtung einerseits vom Magnetkern (10) und andererseits von einem den Ventilsitz (4) ausbildenden Grundkörper (15) begrenzt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Hochdruckpumpe mit einem solchen Saugventil.The invention relates to an electromagnetically controllable suction valve (1) for filling a high-pressure element space (2) of a high-pressure pump (3) with fuel, comprising a hubbeweglichen valve piston (5) cooperating with a valve seat (4), in the opening direction, directly or indirectly via an armature (6), by the spring force of a spring (7) is acted upon, further comprising an annular magnetic coil (8) for generating a spring force of the spring (7) overcoming magnetic force. According to the invention, the valve piston (5) is passed through a central bore (9) of a magnetic core (8) receiving magnetic core (10) and penetrated by an axial bore (11), on the one hand by a pressure surface (12) facing the Hochdruckelementraum (2) on the other hand, by a sealing contour (13) cooperating with the valve seat (4) is limited, wherein the axial bore (11) via a lifting movement of the valve piston (5) with a low-pressure space (14) serving as an inlet is connected, in the axial direction of the magnetic core (10) and on the other hand by a valve seat (4) forming the base body (15) is limited. Furthermore, the invention relates to a high pressure pump with such a suction valve.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil zur Befüllung eines Hochdruckelementraums einer Hochdruckpumpe mit Kraftstoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit einem solchen Saugventil.The invention relates to an electromagnetically controllable suction valve for filling a high pressure element space of a high pressure pump with fuel according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a high pressure pump for a fuel injection system, in particular a common rail injection system, with such a suction valve.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2014 200 339 A1 geht beispielhaft ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere eines Common-Rail-Einspritzsystems, hervor, das eine ringförmige Magnetspule und einen hubbeweglichen Anker zur Betätigung eines mit dem Anker koppelbaren, hubbeweglichen Ventilstößels umfasst. Der Ventilstößel weist einen kolbenförmigen Abschnitt zur Führung und einen tellerförmigen Abschnitt zur Ausbildung einer mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Dichtkontur auf. Die Dichtkontur ist dabei in der Weise orientiert, dass der Ventilstößel unmittelbar in einen Hochdruckelementraum der Hochdruckpumpe öffnet, wobei der tellerförmige Abschnitt von zulaufendem Kraftstoff umströmt wird. Füllt sich der Hochdruckelementraum mit Kraftstoff, führt dies zu einem Druckanstieg im Hochdruckelementraum, so dass auf den tellerförmigen Abschnitt des Ventilstößels eine hydraulische Schließkraft wirkt. Diese addiert sich zu einer Federkraft einer den Ventilstößel in Schließrichtung belastenden Feder. Diesen Kräften wirkt eine weitere Feder entgegen, die am Anker abgestützt ist und den Ventilstößel mittelbar belastet, wenn der Anker mit dem Ventilstößel gekoppelt ist. Die Federkraft der weiteren Feder ist zur Überwindung der auf den Ventilstößel wirkenden Schließkräfte entsprechend groß ausgelegt. Zum Schließen des Saugventils wird die Magnetspule bestromt, so dass ein Magnetfeld aufgebaut wird, dessen Magnetkraft den Anker entgegen der Federkraft der weiteren Feder in Richtung der Magnetspule zieht. Dabei löst sich der Anker vom Ventilstößel und die auf den Ventilstößel wirkenden Schließkräfte ziehen den Ventilstößel in den Ventilsitz. Um ein sicheres Schließen des Saugventils zu gewährleisten, ist eine hohe Magnetkraft erforderlich.From the DE 10 2014 200 339 A1 is an example of an electromagnetically controllable suction valve for a high-pressure pump of a fuel injection system, in particular a common rail injection system, forth, comprising an annular solenoid and a liftable armature for actuating an engageable with the armature, liftable valve tappet. The valve tappet has a piston-shaped section for guiding and a plate-shaped section for forming a sealing contour cooperating with a valve seat. The sealing contour is oriented in such a way that the valve stem opens directly into a high pressure element space of the high pressure pump, wherein the plate-shaped portion is flowed around by incoming fuel. If the high-pressure element space is filled with fuel, this leads to an increase in pressure in the high-pressure element space, so that a hydraulic closing force acts on the plate-shaped section of the valve tappet. This adds to a spring force of the valve lifter in the closing direction loading spring. These forces counteracts a further spring, which is supported on the armature and the valve stem indirectly loaded when the armature is coupled to the valve lifter. The spring force of the other spring is designed to overcome the forces acting on the valve lifter closing forces correspondingly large. To close the suction valve, the magnetic coil is energized, so that a magnetic field is built up, whose magnetic force pulls the armature against the spring force of the other spring in the direction of the magnetic coil. The armature releases from the valve lifter and the closing forces acting on the valve lifter pull the valve lifter into the valve seat. To ensure a safe closing of the suction valve, a high magnetic force is required.

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe anzugeben, das besonders energieeffizient betreibbar ist und zudem besonders kompakt bauend ist.Based on the above-mentioned prior art, the present invention seeks to provide an electromagnetically controllable suction valve for a high pressure pump, which is particularly energy efficient operable and also is very compact design.

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. Ferner wird eine Hochdruckpumpe mit einem solchen Saugventil vorgeschlagen.To solve the problem, the electromagnetically controllable 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 pump is proposed with such a suction valve.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das zur Befüllung eines Hochdruckelementraums einer Hochdruckpumpe mit Kraftstoff vorgeschlagene elektromagnetisch ansteuerbare Saugventil umfasst einen mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden hubbeweglichen Ventilkolben, der in Öffnungsrichtung, und zwar unmittelbar oder mittelbar über einen Anker, von der Federkraft einer Feder beaufschlagt ist. Das Saugventil umfasst ferner eine ringförmige Magnetspule zur Erzeugung einer die Federkraft der Feder überwindenden Magnetkraft. Erfindungsgemäß ist der Ventilkolben durch eine zentrale Bohrung eines die Magnetspule aufnehmenden Magnetkerns hindurchgeführt. Ferner ist der Ventilkolben von einer Axialbohrung durchsetzt, die einerseits von einer dem Hochdruckelementraum zugewandten Druckfläche und andererseits von einer mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Dichtkontur begrenzt wird. Über eine Hubbewegung des Ventilkolbens ist die Axialbohrung mit einem als Zulauf dienenden Niederdruckraum verbindbar, der in axialer Richtung einerseits vom Magnetkern und andererseits von einem den Ventilsitz ausbildenden Grundkörper begrenzt wird.The electromagnetically controllable intake valve proposed for filling a high-pressure element space of a high-pressure pump with fuel comprises a liftable valve piston which cooperates with a valve seat and is acted upon in the opening direction, directly or indirectly via an armature, by the spring force of a spring. The suction valve further comprises an annular solenoid for generating a spring force of the spring overcoming magnetic force. According to the invention, the valve piston is guided through a central bore of a magnetic core receiving the magnetic coil. Furthermore, the valve piston is penetrated by an axial bore, which is delimited on the one hand by a pressure surface facing the high pressure element space and on the other by a sealing contour cooperating with the valve seat. Via a lifting movement of the valve piston, the axial bore can be connected to a low-pressure space serving as an inlet, which is delimited in the axial direction on the one hand by the magnetic core and on the other hand by a base body forming the valve seat.

Bei dem erfindungsgemäßen Saugventil erfolgt der Zulauf von Kraftstoff in den Hochdruckelementraum der Hochdruckpumpe über die im Ventilkolben ausgebildete Axialbohrung. Da die Dichtkontur auf der dem Hochdruckelementraum abgewandten Seite des Ventilkolbens ausgebildet ist, herrscht in der Axialbohrung derselbe Druck wie im Hochdruckelementraum. Die Axialbohrung verkleinert zudem die Druckfläche, die auf der dem Hochdruckelementraum zugewandten Seite des Ventilkolbens ausgebildet ist, so dass der Ventilkolben von einer geringeren hydraulischen Schließkraft beaufschlagt wird, wenn sich der Hochdruckelementraum mit Kraftstoff füllt. Das heißt, dass der Ventilkolben im Wesentlichen druckausgeglichen ist. Die Betätigung des Saugventils erfordert demnach deutlich geringere Schaltkräfte, was einen energieeffizienten Betrieb des Saugventils ermöglicht. Ferner kann eine vergleichsweise kleine Magnetspule eingesetzt werden, so dass eine kompaktbauende Anordnung erreicht wird.In the intake valve according to the invention, the feed of fuel into the high-pressure element space of the high-pressure pump takes place via the axial bore formed in the valve piston. Since the sealing contour is formed on the side of the valve piston facing away from the high pressure element space, the same pressure prevails in the axial bore as in the high pressure element space. The axial bore also reduces the pressure area which is formed on the side of the valve piston facing the high pressure element space, so that the valve piston is acted upon by a lower hydraulic closing force when the high pressure element space fills with fuel. This means that the valve piston is essentially pressure balanced. The operation of the suction valve therefore requires significantly lower switching forces, which allows energy-efficient operation of the suction valve. Furthermore, a comparatively small magnetic coil can be used, so that a compact structure arrangement is achieved.

Bevorzugt ist die im Magnetkern ausgebildete zentrale Bohrung als Stufenbohrung ausgeführt und bildet einen ringförmigen Absatz aus, an dem die Feder, die den Ventilkolben in Öffnungsrichtung beaufschlagt, unmittelbar oder mittelbar über eine Einstellscheibe abgestützt ist. Auf diese Weise wird eine ineinander verschachtelte Anordnung erreicht, die besonders kompaktbauend ist. Über die Einstellscheibe ist die Federkraft der Feder einstellbar.Preferably, the central bore formed in the magnetic core is designed as a stepped bore and forms an annular shoulder, on which the spring, which acts on the valve piston in the opening direction, is supported directly or indirectly via a dial. In this way, a nested arrangement is achieved, the is particularly compact. About the shim, the spring force of the spring is adjustable.

Ferner wird vorgeschlagen, dass im Niederdruckraum eine Feder aufgenommen ist, die einerseits am Magnetkern und andererseits am Grundkörper abgestützt ist. Über die Feder wird der Magnetkern in Position gehalten, so dass der Zulauf über den Niederdruckraum in Richtung des Ventilsitzes sichergestellt ist. Vorzugsweise ist an einem Ventilkörper oder einem Gehäuseteil der Hochdruckpumpe eine Stützfläche ausgebildet, die als Gegenlager für den Magnetkern dient. Bei dem Gehäuseteil der Hochdruckpumpe kann es sich insbesondere um einen Zylinderkopf handeln.It is also proposed that in the low pressure space, a spring is accommodated, which is supported on the one hand on the magnetic core and on the other hand on the base body. About the spring of the magnetic core is held in position, so that the inlet is ensured via the low pressure space in the direction of the valve seat. Preferably, a support surface is formed on a valve body or a housing part of the high pressure pump, which serves as an abutment for the magnetic core. The housing part of the high-pressure pump may in particular be a cylinder head.

Vorteilhafterweise ist die im Niederdruckraum aufgenommene Feder als Tellerfeder ausgebildet. Denn eine Tellerfeder erfordert vergleichsweise wenig Bauraum, so dass der zwischen dem Magnetkern und dem Grundgehäuse ausgebildete Niederdruckraum, insbesondere in axialer Richtung, klein gehalten werden kann. Um den Zulauf in Richtung des Ventilsitzes sicherzustellen, wird des Weiteren vorgeschlagen, dass die Feder, insbesondere Tellerfeder, Durchströmöffnungen aufweist.Advantageously, the spring received in the low pressure space is designed as a plate spring. Because a plate spring requires comparatively little space, so that the formed between the magnetic core and the base housing low pressure space, especially in the axial direction, can be kept small. In order to ensure the inlet in the direction of the valve seat, it is further proposed that the spring, in particular plate spring, has flow openings.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die im Niederdruckraum aufgenommene Feder über eine gestuft ausgeführte Stützfläche, die am Magnetkern und/oder am Grundkörper ausgebildet ist, zentriert. Zugleich kann auf diese Weise eine Zentrierung des Magnetkerns über die Feder bewirkt werden.According to a preferred embodiment of the invention, the spring received in the low-pressure chamber is centered on a stepped support surface which is formed on the magnetic core and / or on the base body. At the same time can be effected via the spring in this way, a centering of the magnetic core.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Ventilkolben und der Anker fest verbunden oder einteilig ausgeführt sind. Das heißt, dass sich der Ventilkolben und der Anker stets gemeinsam bewegen.In a further development of the invention, it is proposed that the valve piston and the armature are firmly connected or made in one piece. This means that the valve piston and the armature always move together.

Beispielsweise können der Ventilkolben und der Anker aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt und anschließend kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden worden sein. In diesem Fall kann Werkstoff der Funktion eines Bauteils entsprechend gewählt werden. Eine kraftschlüssige Verbindung kann durch Einpressen des Ventilkolbens in eine zentrale Ausnehmung des Ankers hergestellt werden. Zur Realisierung eines Formschlusses kann – alternativ oder ergänzend – ein Absatz am Ventilkolben ausgebildet sein, an dem der Anker in axialer Richtung abgestützt ist. Durch Verkleben oder Verschweißen kann – ebenfalls alternativ oder ergänzend – ein Stoffschluss erzielt werden.For example, the valve piston and the armature can be made of different materials and then connected in a positive, positive and / or material fit. In this case, material can be selected according to the function of a component. A frictional connection can be made by pressing the valve piston in a central recess of the armature. To realize a positive connection can - alternatively or additionally - a shoulder on the valve piston may be formed, on which the armature is supported in the axial direction. By gluing or welding, a material bond can be achieved - also alternatively or additionally.

Der Anker kann aber auch durch einen Bundabschnitt des Ventilkolbens gebildet werden. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch eine reduzierte Anzahl an Bauteilen aus und ist somit einfach und kostengünstig herzustellen.The anchor can also be formed by a collar portion of the valve piston. This embodiment is characterized by a reduced number of components and is thus easy and inexpensive to manufacture.

Dadurch, dass sich der Ventilkoben und der Anker stets gemeinsam bewegen, kann auf eine separate Schließfeder verzichtet werden. Die Anzahl der erforderlichen Bauteile wird demnach weiter reduziert. Zum Schließen des Saugventils wird die Magnetspule bestromt, so dass sich ein Magnetfeld aufbaut, dessen Magnetkraft den Anker einschließlich des Ventilkolbens entgegen der Federkraft der in Öffnungsrichtung wirkenden Feder in Richtung des Ventilsitzes zieht. Unterstützend wirkt dabei ein Druckanstieg im Hochdruckelementraum, der zu einer die Druckfläche des Ventilkobens beaufschlagenden hydraulischen Schließkraft führt. Diese hält das Saugventil während des Förderbetriebs der Hochdruckpumpe geschlossen, so dass die Bestromung der Magnetspule wieder beendet werden kann. Auf diese Weise kann der Energiebedarf weiter gesenkt werden. Da die Magnetkraft der Magnetspule nur für einen kurzen Schließimpuls benötigt wird, kann der Magnetkreis auf maximale Dynamik ausgelegt werden.The fact that the Ventilkoben and the anchor always move together, can be dispensed with a separate closing spring. The number of required components is therefore further reduced. To close the suction valve, the magnetic coil is energized, so that builds up a magnetic field whose magnetic force pulls the armature including the valve piston against the spring force of the acting spring in the direction of the valve seat. In this case, an increase in pressure in the high-pressure element space, which leads to a hydraulic closing force which acts on the pressure surface of the valve head, acts as a support. This keeps the suction valve closed during the delivery operation of the high pressure pump, so that the energization of the solenoid can be stopped again. In this way, the energy demand can be further reduced. Since the magnetic force of the solenoid is required only for a short closing pulse, the magnetic circuit can be designed for maximum dynamics.

Der mit dem Ventilkolben fest verbundene oder einteilig ausgeführte Anker kann als Flachanker oder als Tauchanker ausgebildet sein. Die konkrete Ausführung des Ankers hängt unter anderem von der vorhandenen Bauraumsituation ab. In der Ausführung als Flachanker kann ein in axialer Richtung besonders kompakt bauendes Saugventil geschaffen werden. In der Ausführung als Tauchanker lassen sich große Ankerhübe realisieren.The anchor firmly connected to the valve piston or in one piece may be formed as a flat armature or as a plunger anchor. The actual design of the anchor depends, among other things, on the existing installation space situation. In the embodiment as a flat armature, a particularly compact suction valve can be created in the axial direction. In the version as a plunger armature large anchor strokes can be realized.

Des Weiteren wird eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit einem erfindungsgemäßen Saugventil vorgeschlagen. Vorzugsweise ist das Saugventil in einen Zylinderkopf der Hochdruckpumpe integriert. Auf diese Weise kann der Bauraumbedarf weiter minimiert werden.Furthermore, a high-pressure pump for a fuel injection system, in particular a common-rail injection system, with a suction valve according to the invention is proposed. Preferably, the suction valve is integrated in a cylinder head of the high-pressure pump. In this way, the space requirement can be further minimized.

Ferner wird vorgeschlagen, dass ein die Druckfläche aufweisender Endabschnitt des Ventilkolbens in einer Bohrung des Zylinderkopfs hubbeweglich geführt ist. Durch diese Maßnahme kann eine in den Zylinderkopf eingesetzte Ventilplatte zur Führung des Ventilkolbens entfallen, so dass die Anzahl der Bauteile weiter verringert wird, was sich wiederum günstig auf den Bauraumbedarf auswirkt.It is also proposed that a pressure surface exhibiting end portion of the valve piston is guided in a stroke of the cylinder head in a liftable manner. By this measure, a valve plate inserted into the cylinder head for guiding the valve piston can be omitted, so that the number of components is further reduced, which in turn has a favorable effect on the space requirement.

Des Weiteren bevorzugt bildet der Zylinderkopf oder ein in den Zylinderkopf integrierter Anschlagkörper einen Hubanschlag für den Ventilkolben und/oder den Anker aus. Über den Zylinderkopf bzw. den Anschlagkörper ist somit der maximale Öffnungshub des Ventilkolbens vorgegeben.Furthermore preferably, the cylinder head or a stop body integrated in the cylinder head forms a stroke stop for the valve piston and / or the armature. About the cylinder head and the stopper body thus the maximum opening stroke of the valve piston is predetermined.

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:

1 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes elektromagnetisch betätigbares Saugventil und 1 a schematic longitudinal section through an inventive electromagnetically actuated suction valve and

2 einen schematischen Querschnitt durch das Saugventil der 1. 2 a schematic cross section through the suction valve of 1 ,

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Das in der 1 dargestellte elektromagnetisch ansteuerbare Saugventil 1 dient der Befüllung eines Hochdruckelementraums 2 einer Hochdruckpumpe 3 mit Kraftstoff. Das Saugventil 1 ist hierzu in einen Zylinderkopf 22 der Hochdruckpumpe 3 integriert, in dem auch der Hochdruckelementraum 2 ausgebildet ist.That in the 1 illustrated electromagnetically controllable suction valve 1 serves to fill a high-pressure element space 2 a high pressure pump 3 with fuel. The suction valve 1 is this in a cylinder head 22 the high pressure pump 3 integrated, in which also the high-pressure element space 2 is trained.

Das Saugventil 1 umfasst einen hubbeweglichen Ventilkolben 5, der mit einem als Flachanker ausgebildeten Anker 6 fest verbunden ist. Über einen Endabschnitt 23 ist der Ventilkolben 5 in einer Bohrung 24 des Zylinderkopfs 22 hubbeweglich geführt. Die Bohrung 24 mündet in den Hochdruckelementraum 2. Der Ventilkolben 5 wird von einer Axialbohrung 11 durchsetzt, die einerseits, und zwar hochdruckelementraumseitig, von einer ringförmigen Druckfläche 12 und andererseits von einer ringförmigen Dichtkontur 13 begrenzt wird. Die Dichtkontur 13 wirkt mit einem Ventilsitz 4 zusammen, der durch einen Grundkörper 15 gebildet wird. In Offenstellung des Saugventils 1 ist die den Ventilkolben 5 durchsetzende Axialbohrung 11 mit einem Niederdruckraum 14 verbunden, der als Zulauf dient und durch den Grundkörper 15 und einen Magnetkern 10 begrenzt wird. Der Magnetkern 10 weist eine zentrale Bohrung 9 auf, durch welche der Ventilkolben 5 hindurchgeführt ist, so dass die Dichtkontur 13 des Ventilkolbens 5 zur Anlage am Ventilsitz 4 gelangt.The suction valve 1 includes a liftable valve piston 5 , with an anchor designed as a flat anchor 6 is firmly connected. About an end section 23 is the valve piston 5 in a hole 24 of the cylinder head 22 Hubbeweglich led. The hole 24 opens into the high-pressure element space 2 , The valve piston 5 is from an axial bore 11 interspersed, on the one hand, namely high pressure element space side, of an annular pressure surface 12 and on the other hand of an annular sealing contour 13 is limited. The sealing contour 13 acts with a valve seat 4 together, by a body 15 is formed. In open position of the suction valve 1 is the valve piston 5 penetrating axial bore 11 with a low-pressure room 14 connected, which serves as an inlet and through the body 15 and a magnetic core 10 is limited. The magnetic core 10 has a central hole 9 on, through which the valve piston 5 passed through, so that the sealing contour 13 of the valve piston 5 for installation on the valve seat 4 arrives.

Im Magnetkern 10 ist zur Einwirkung auf den Anker 6 eine ringförmige Magnetspule 8 aufgenommen. Wird die Magnetspule 8 bestromt, baut sich ein Magnetfeld auf, dessen Magnetkraft den Anker 6 einschließlich des Ventilkolbens 5 entgegen der Federkraft einer Feder 7 in Richtung des Ventilsitzes 4 bewegt. Bei unbestromter Magnetspule 8 hält die Federkraft der Feder 7 das Saugventil 1 geöffnet. Da der Ventilkolben 5 aufgrund der Axialbohrung 11 im Wesentlichen druckausgeglichen ist, kann die Federkraft der Feder 7 vergleichsweise klein gewählt werden. Ferner sind nur geringe Magnetkräfte erforderlich, um die Federkraft der Feder 7 zu überwinden und das Saugventil 1 zu schließen. Das heißt, dass der Energiebedarf des Saugventils 1 gering ist. Ferner weist das Saugventil 1 einen geringen Bauraumbedarf auf.In the magnetic core 10 is to act on the anchor 6 an annular solenoid 8th added. Will the solenoid coil 8th energized, builds up a magnetic field, whose magnetic force is the anchor 6 including the valve piston 5 against the spring force of a spring 7 in the direction of the valve seat 4 emotional. With de-energized magnetic coil 8th Holds the spring force of the spring 7 the suction valve 1 open. As the valve piston 5 due to the axial bore 11 is essentially pressure balanced, the spring force of the spring 7 be chosen comparatively small. Furthermore, only small magnetic forces are required to the spring force of the spring 7 to overcome and the suction valve 1 close. That means that the energy demand of the suction valve 1 is low. Furthermore, the suction valve 1 a small space requirement.

Die Feder 7 ist über eine Einstellscheibe 17 an einem ringförmigen Absatz 16 innerhalb der zentralen Bohrung 9 des Magnetkerns 10 abgestützt. Die zentrale Bohrung 9 ist hierzu als Stufenbohrung ausgeführt. Über die Einstellscheibe 17 ist die Federkraft der Feder 7 einstellbar. Bei unbestromter Magnetspule 8 drückt die Feder 7 den Anker 6 gegen einen Anschlagkörper 25, der in den Zylinderkopf 22 eingesetzt ist und einen Hubanschlag 26 ausbildet. Der Hubanschlag 26 gibt den maximalen Öffnungshub des Ventilkolbens 5 vor.The feather 7 is over a dial 17 on an annular shoulder 16 inside the central hole 9 of the magnetic core 10 supported. The central hole 9 is designed for this purpose as a stepped bore. About the dial 17 is the spring force of the spring 7 adjustable. With de-energized magnetic coil 8th pushes the spring 7 the anchor 6 against a stop body 25 in the cylinder head 22 is used and a stroke stop 26 formed. The stroke stop 26 gives the maximum opening stroke of the valve piston 5 in front.

Bei geöffnetem Saugventil 1 strömt Kraftstoff aus dem Niederdruckraum 14 über die im Ventilkolben 5 ausgebildete Axialbohrung 11 in den Hochdruckelementraum 2 der Hochdruckpumpe 3. Dies hat zur Folge, dass der Druck im Hochdruckelementraum 2 ansteigt. Da die dem Hochdruckelementraum 2 zugewandte Druckfläche 12 des Ventilkolbens 5 vergleichsweise klein ist und der Ventilkolben 5 im Wesentlichen druckausgeglichen ist, vermag die Federkraft der Feder 7 das Saugventil 1 über die Ansaugphase hinweg offen zu halten. Dies kann erforderlich sein, um eine überschüssige Menge Kraftstoff aus dem Hochdruckelementraum 2 zurück in den Niederdruckraum 14 zu schieben. Erst wenn die tatsächlich benötigte Menge an Kraftstoff im Hochdruckelementraum 2 vorhanden ist, wird die Magnetspule 8 bestromt, um das Saugventil 1 zu schließen. Das Saugventil 1 ist demnach zur Fördermengenregelung einsetzbar, so dass eine separate Zumesseinheit entbehrlich ist.With the suction valve open 1 fuel flows from the low-pressure space 14 over in the valve piston 5 trained axial bore 11 in the high-pressure element space 2 the high pressure pump 3 , This has the consequence that the pressure in the high-pressure element space 2 increases. Since the the Hochdruckelementraum 2 facing printing surface 12 of the valve piston 5 is comparatively small and the valve piston 5 is essentially pressure balanced, the spring force of the spring 7 the suction valve 1 to be kept open throughout the aspiration phase. This may be necessary to remove an excess amount of fuel from the high pressure element space 2 back to the low pressure room 14 to push. Only when the actual required amount of fuel in Hochdruckelementraum 2 is present, the solenoid will 8th energized to the suction valve 1 close. The suction valve 1 is therefore used for flow control, so that a separate metering unit is unnecessary.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Magnetkern 10 des Saugventils 1 durch eine Feder 18, die als Tellerfeder ausgeführt ist, in Position gehalten. Denn die Feder 18 drückt den Magnetkern 10 gegen den Zylinderkopf 22 der Hochdruckpumpe 3. Um den Zulauf von Kraftstoff in Richtung des Ventilsitzes 4 sicherzustellen, weist die Feder 18 Durchströmöffnungen 19 auf, die in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet sind, so dass der Ventilsitz 4 gleichmäßig angeströmt wird. Zur Zentrierung der Feder 18 weist der Grundkörper 15 eine gestuft ausgeführte Stützfläche 21 auf. Eine weitere gestuft ausgeführte Stützfläche 20 bildet der Magnetkern 10 zur Abstützung der Feder 18 aus, so dass gleichzeitig der Magnetkern 10 zentriert wird.In the illustrated embodiment, the magnetic core 10 of the suction valve 1 by a spring 18 , which is designed as a plate spring, held in position. Because the spring 18 pushes the magnetic core 10 against the cylinder head 22 the high pressure pump 3 , To the inflow of fuel in the direction of the valve seat 4 ensure the spring points 18 flow openings 19 on, which are arranged at equal angular distance from each other, so that the valve seat 4 is flowed evenly. For centering the spring 18 indicates the basic body 15 a stepped running support surface 21 on. Another stepped support surface 20 forms the magnetic core 10 for supporting the spring 18 out, so that at the same time the magnetic core 10 is centered.

Der 2 ist eine Draufsicht auf den Magnetkern 10 zu entnehmen. Diese zeigt, dass die gestufte Stützfläche 20 in einem zentralen Bereich abgesenkt ist. Der die Absenkung umgebende Rand, verhindert eine Bewegung des Magnetkerns 10 gegenüber der Feder 18 in radialer Richtung. Ferner sind neben der zentralen Bohrung 9, durch welche der Ventilkolben 5 hindurchgeführt ist, weitere Ausnehmungen 27 erkennbar, die der Kontaktierung der Magnetspule 8 dienen.Of the 2 is a plan view of the magnetic core 10 refer to. This shows that the stepped support surface 20 is lowered in a central area. The edge surrounding the lowering, prevents movement of the magnetic core 10 opposite the spring 18 in the radial direction. Further, besides the central hole 9 through which the valve piston 5 passed through, more recesses 27 recognizable, the contacting of the magnetic coil 8th serve.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014200339 A1 [0002]

Claims

Electromagnetically controllable suction valve ( 1 ) for filling a high pressure element space ( 2 ) a high pressure pump ( 3 ) with fuel, comprising one with a valve seat ( 4 ) cooperating liftable valve piston ( 5 ), in the opening direction, directly or indirectly via an armature ( 6 ), of the spring force of a spring ( 7 ), further comprising an annular magnetic coil ( 8th ) for generating a spring force of the spring ( 7 ) overcoming magnetic force, characterized in that the valve piston ( 5 ) through a central bore ( 9 ) one of the magnetic coil ( 8th ) receiving magnetic core ( 10 ) and from an axial bore ( 11 ) is interspersed, on the one hand by a high-pressure element space ( 2 ) facing pressure surface ( 12 ) and on the other hand from one with the valve seat ( 4 ) cooperating sealing contour ( 13 ), wherein the axial bore ( 11 ) via a stroke movement of the valve piston ( 5 ) with a low-pressure space serving as feed ( 14 ) is connected, in the axial direction on the one hand from the magnetic core ( 10 ) and on the other hand from a valve seat ( 4 ) forming basic body ( 15 ) is limited.

Suction valve ( 1 ) according to claim 1, characterized in that in the magnetic core ( 10 ) formed central bore ( 9 ) is designed as a stepped bore and an annular shoulder ( 16 ) on which the spring ( 7 ) directly or indirectly via a shim ( 17 ) is supported.

Suction valve ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that in the low pressure space ( 14 ) a feather ( 18 ), on the one hand on the magnetic core ( 10 ) and on the other hand at the base body ( 15 ) is supported.

Suction valve ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the spring ( 18 ) is designed as a plate spring and / or flow openings ( 19 ) having.

Suction valve ( 1 ) according to claim 3 or 4, characterized in that the spring ( 18 ) via a stepped support surface ( 20 . 21 ) on the magnetic core ( 10 ) and / or on the base body ( 15 ) is centered.

Suction valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve piston ( 5 ) and the anchor ( 6 ) are firmly connected or executed in one piece.

Suction valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the armature ( 6 ) is designed as a flat armature or as a plunger anchor.

High-pressure pump for a fuel injection system, in particular a common-rail injection system, with a suction valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein preferably the suction valve ( 1 ) in a cylinder head ( 22 ) of the high-pressure pump ( 3 ) is integrated.

High-pressure pump according to claim 8, characterized in that a pressure surface ( 12 ) end section ( 23 ) of the valve piston ( 5 ) in a bore ( 24 ) of the cylinder head ( 22 ) is guided in a liftable manner.

High-pressure pump according to claim 8 or 9, characterized in that the cylinder head ( 22 ) or into the cylinder head ( 22 ) integrated stop body ( 25 ) a stroke stop ( 26 ) for the valve piston ( 5 ) and / or the anchor ( 6 ) trains.