DE102019212284A1

DE102019212284A1 - Method for operating a high pressure pump, high pressure pump

Info

Publication number: DE102019212284A1
Application number: DE102019212284.1A
Authority: DE
Inventors: Minzhi Xia
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-08-16
Filing date: 2019-08-16
Publication date: 2021-02-18
Also published as: WO2021032466A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckpumpe (1) zum Komprimieren von Kraftstoff, bei dem zum Befüllen eines Pumpenelementraums (2) mit Kraftstoff ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil (3) verwendet wird, das einen hubbeweglichen Ventilstößel (4) und einen mit dem Ventilstößel (4) koppelbaren Anker (5) umfasst, und bei dem zum Betätigen des Saugventils (3) eine ringförmige Magnetspule (6) bestromt wird, so dass ein Magnetfeld erzeugt wird, dessen Magnetkraft den Anker (5) entgegen der Federkraft einer Ankerfeder (7) in Richtung eines Polkerns (8) bewegt, der dem Anker (5) an einem Arbeitsluftspalt (9) gegenüberliegt. Erfindungsgemäß wird die Bewegung des Ankers (5) in Richtung des Polkerns (8) magnetisch gebremst.Die Erfindung betrifft ferner eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betreibbare Hochdruckpumpe (1).The invention relates to a method for operating a high-pressure pump (1) for compressing fuel, in which an electromagnetically actuated suction valve (3) is used to fill a pump element chamber (2) with fuel, which has a liftable valve tappet (4) and one with the valve tappet (4) includes a couplable armature (5), and in which a ring-shaped magnetic coil (6) is energized to actuate the suction valve (3), so that a magnetic field is generated whose magnetic force pushes the armature (5) against the spring force of an armature spring (7 ) moves in the direction of a pole core (8) which is opposite the armature (5) at a working air gap (9). According to the invention, the movement of the armature (5) in the direction of the pole core (8) is braked magnetically. The invention also relates to a high-pressure pump (1) which can be operated according to the method according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckpumpe zur Komprimierung von Kraftstoff mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Hochdruckpumpe zur Komprimierung von Kraftstoff, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden kann.The invention relates to a method for operating a high-pressure pump for compressing fuel with the features of the preamble of claim 1. The invention also relates to a high-pressure pump for compressing fuel, which can be operated according to the method according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2014 200 339 A1 ist eine Hochdruckpumpe zum Komprimieren von Kraftstoff bekannt, die zum Befüllen eines Pumpenarbeitsraums mit Kraftstoff ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil umfasst. Das Saugventil weist einen Magnetaktor mit einer ringförmigen Magnetspule zum Einwirken auf einen hubbeweglichen Anker auf, der mit einem in den Pumpenarbeitsraum öffnenden Ventilstößel des Saugventils koppelbar ist. Ferner umfasst der Magnetaktor einen Polkern, der gemeinsam mit dem Anker einen Arbeitsluftspalt begrenzt. Wird die ringförmige Magnetspule bestromt, baut sich ein Magnetfeld auf, dessen Magnetkraft den Anker entgegen der Federkraft einer ersten Feder in Richtung des Polkerns bewegt, um den Arbeitsluftspalt zu schließen. Dabei löst sich der Anker vom Ventilstößel, so dass dieser von einer zweiten Feder in einen Ventilsitz gezogen wird und das Saugventil schließt. Um das Saugventil wieder zu öffnen, wird die Bestromung der Magnetspule beendet, so dass die erste Feder den Anker in seine Ausgangslage zurückstellt. Dabei schlägt der Anker am Ventilstößel an und hebt diesen entgegen der Federkraft der zweiten Feder aus dem Ventilsitz. Bei einem Hub des Ankers dient der Polkern als Hubanschlag. Mit Auftreffen des Ankers auf den Polkern wirken auf diesen hohe Kräfte, die über mit dem Polkern verbundene Bauteile auf ein Gehäuse der Hochdruckpumpe übertragen werden, in welche das Saugventil eingesetzt und mittels einer Verschlussschraube fixiert ist. Da die Kräfte sehr hohe Werte annehmen können, besteht die Gefahr, dass Bauteilverbindungen und/oder Dichtungen, insbesondere im Bereich einer Schweißverbindung des Polkerns mit einer Hülse vorzeitig versagen. Die Folge können Undichtigkeiten und/oder der Funktionsverlust des Saugventils sein.From the DE 10 2014 200 339 A1 a high-pressure pump for compressing fuel is known which comprises an electromagnetically controllable suction valve for filling a pump working chamber with fuel. The suction valve has a magnetic actuator with an annular magnetic coil for acting on a liftable armature which can be coupled to a valve tappet of the suction valve that opens into the pump work space. The magnetic actuator further comprises a pole core which, together with the armature, delimits a working air gap. If the ring-shaped magnetic coil is energized, a magnetic field builds up, the magnetic force of which moves the armature against the spring force of a first spring in the direction of the pole core in order to close the working air gap. The armature is released from the valve tappet, so that it is pulled into a valve seat by a second spring and the suction valve closes. In order to open the suction valve again, the energization of the solenoid is stopped, so that the first spring returns the armature to its starting position. The armature strikes the valve stem and lifts it out of the valve seat against the spring force of the second spring. When the armature lifts, the pole core serves as a lift stop. When the armature strikes the pole core, high forces act on it, which are transmitted via components connected to the pole core to a housing of the high-pressure pump into which the suction valve is inserted and fixed by means of a screw plug. Since the forces can assume very high values, there is a risk that component connections and / or seals, in particular in the area of a welded connection between the pole core and a sleeve, will fail prematurely. This can result in leaks and / or loss of function of the suction valve.

Um dem entgegen zu wirken, wird in der DE 10 2014 200 339 A1 vorgeschlagen, den Polkern in Richtung des Ankers axial vorzuspannen. Auf diese Weise soll eine außenumfangseitig angeordnete Schweißnaht, über welche die Schweißverbindung des Polkerns mit der Hülse hergestellt ist, entlastet werden. Die Entlastung der Schweißnaht soll zu einer Steigerung der Robustheit der Schweißverbindung führen und auf diese Weise die Gefahr von Undichtigkeiten in diesem Bereich mindern.To counteract this, the DE 10 2014 200 339 A1 proposed to axially bias the pole core in the direction of the armature. In this way, a weld seam arranged on the outer circumference, via which the welded connection between the pole core and the sleeve is established, is to be relieved. The relief of the weld seam should lead to an increase in the robustness of the welded connection and in this way reduce the risk of leaks in this area.

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die dynamische Belastung einer Hochdruckpumpe im Bereich eines Saugventils der Hochdruckpumpe zu senken. Auf diese Weise soll die Robustheit der Hochdruckpumpe gesteigert werden.Proceeding from the prior art mentioned above, the present invention is based on the object of reducing the dynamic load on a high pressure pump in the area of a suction valve of the high pressure pump. In this way, the robustness of the high pressure pump should be increased.

Zur Lösung der Aufgabe werden das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie die Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.To achieve the object, the method with the features of claim 1 and the high-pressure pump with the features of claim 8 are proposed. Advantageous further developments of the invention can be found in the subclaims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckpumpe, die der Komprimierung von Kraftstoff dient. Bei dem Verfahren wird zum Befüllen eines Pumpenelementraums mit Kraftstoff ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil verwendet, das einen hubbeweglichen Ventilstößel und einen mit dem Ventilstößel koppelbaren Anker umfasst. Zum Betätigen des Saugventils wird eine ringförmige Magnetspule bestromt, so dass ein Magnetfeld erzeugt wird, dessen Magnetkraft den Anker entgegen der Federkraft einer Ankerfeder in Richtung eines Polkerns bewegt, der dem Anker an einem Arbeitsluftspalt gegenüberliegt. Erfindungsgemäß wird die Bewegung des Ankers in Richtung des Polkerns magnetisch gebremst.A method is proposed for operating a high-pressure pump which is used to compress fuel. In the method, an electromagnetically actuatable suction valve is used to fill a pump element chamber with fuel, which suction valve comprises a liftable valve tappet and an armature which can be coupled to the valve tappet. To actuate the suction valve, a ring-shaped magnetic coil is energized, so that a magnetic field is generated, the magnetic force of which moves the armature against the spring force of an armature spring in the direction of a pole core which is opposite the armature at a working air gap. According to the invention, the movement of the armature in the direction of the pole core is braked magnetically.

Durch das magnetische Bremsen verringert sich die Geschwindigkeit des Ankers, wenn dieser sich auf den Polkern zu bewegt. Entsprechend verringern sich die Kräfte, die beim Anschlagen des Ankers am Polkern in diesen eingeleitet und an die übrigen Bauteile weitergeleitet werden. In der Folge verringert sich die Belastung der Bauteile und Bauteilverbindungen. Auf diese Weise kann Undichtigkeiten im Bereich der Bauteilverbindungen entgegengewirkt werden. Die eingangs genannten Nachteile können somit vermieden werden. Durch das magnetische Bremsen des Ankers kann ferner die Geräuschentwicklung beim Auftreffen des Ankers auf den Polkern verringert werden.Magnetic braking reduces the speed of the armature when it moves towards the pole core. The forces that are introduced into the armature when it hits the pole core and passed on to the other components are correspondingly reduced. As a result, the load on the components and component connections is reduced. In this way, leaks in the area of the component connections can be counteracted. The disadvantages mentioned at the beginning can thus be avoided. The magnetic braking of the armature can also reduce the generation of noise when the armature strikes the pole core.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit Hilfe der Magnetspule neben einem Hauptmagnetfluss ein Nebenmagnetfluss erzeugt, über den der Anker magnetisch gebremst wird. Zur Durchführung des Verfahrens muss demnach kein zusätzlicher Elektromagnet eingesetzt werden, so dass der konstruktive Aufwand und der Bauraumbedarf unverändert bleiben. Der Nebenmagnetfluss kann abschnittsweise mit dem Hauptmagnetfluss zusammenfallen. Vorzugsweise ist der Nebenmagnetfluss gegenüber dem Hauptmagnetfluss erweitert bzw. erstreckt sich über weitere Bauteile, wie beispielsweise einem Gehäuseteil der Hochdruckpumpe, in welches das Saugventil integriert ist. Der Hauptmagnetfluss kann beispielsweise über einen die Magnetspule aufnehmenden Ventilkörper, den Anker, den Polkern und eine die Magnetspule umgebende Magnethülse führen. Demgegenüber kann der Nebenmagnetfluss erweitert sein und insbesondere den Ventilstößel des Saugventils in den Magnetkreis mit einbeziehen. Zwischen dem Ventilstößel und dem Anker wirkt somit eine Magnetkraft, welche den Anker in Kontakt mit dem Ventilstößel hält, so dass die Bewegung des Ankers gebremst wird.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, in addition to a main magnetic flux, a secondary magnetic flux is generated with the aid of the magnetic coil, via which the armature is magnetically braked. Accordingly, no additional electromagnet has to be used to carry out the method, so that the structural complexity and the space requirement remain unchanged. The secondary magnetic flux can coincide in sections with the main magnetic flux. The secondary magnetic flux is preferably expanded compared to the main magnetic flux or extends over further components, such as, for example, one Housing part of the high pressure pump in which the suction valve is integrated. The main magnetic flux can, for example, lead via a valve body accommodating the magnetic coil, the armature, the pole core and a magnetic sleeve surrounding the magnetic coil. In contrast, the secondary magnetic flux can be expanded and, in particular, include the valve stem of the suction valve in the magnetic circuit. A magnetic force thus acts between the valve tappet and the armature, which keeps the armature in contact with the valve tappet, so that the movement of the armature is braked.

Vorteilhafterweise wird ein Saugventil mit einem Ventilstößel verwendet, der zumindest bereichsweise aus einem magnetischen Material gefertigt ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Nebenmagnetfluss über den Ventilstößel führt.Advantageously, a suction valve with a valve tappet is used, which is at least partially made of a magnetic material. In this way it is ensured that the secondary magnetic flux passes over the valve tappet.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Nebenmagnetfluss über ein zumindest bereichsweise aus einem magnetischen Material gefertigtes Gehäuseteil der Hochdruckpumpe geführt wird. Somit kann das Gehäuseteil der Hochdruckpumpe in den Magnetkreis mit einbezogen bzw. der Nebenmagnetfluss auf das Gehäuseteil erweitert werden. Vorzugsweise ist das Saugventil in dieses Gehäuseteil integriert. In diesem Fall wird der Ventilsitz des Saugventils durch das Gehäuseteil der Hochdruckpumpe ausgebildet und der mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Ventilstößel ist über das Gehäuseteil geführt. Der Nebenmagnetfluss kann somit vom Gehäuseteil direkt auf den Ventilstößel übergehen.Furthermore, it is proposed that the secondary magnetic flux is guided over a housing part of the high-pressure pump that is at least partially made of a magnetic material. Thus, the housing part of the high pressure pump can be included in the magnetic circuit or the secondary magnetic flux can be extended to the housing part. The suction valve is preferably integrated into this housing part. In this case, the valve seat of the suction valve is formed by the housing part of the high pressure pump and the valve tappet which interacts with the valve seat is guided over the housing part. The secondary magnetic flux can thus pass from the housing part directly to the valve stem.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird zum Befüllen des Pumpenelementraums der Hochdruckpumpe ein Saugventil mit einem Ventilstößel verwendet, der zumindest bereichsweise aus einem permanentmagnetischen Material gefertigt ist, so dass die Bewegung des Ankers in Richtung des Polkerns mit Hilfe der Magnetkraft des Ventilstößels magnetisch gebremst wird. Ein mittels der Magnetspule erzeugter Nebenmagnetfluss ist in diesem Fall entbehrlich, da die zum magnetischen Bremsen erforderliche Magnetkraft durch den Ventilstößel realisiert wird. Die Magnetkraft des Ventilstößels besitzt ferner den Vorteil, dass diese unabhängig von der Bestromung der Magnetspule besteht, so dass diese auch in umgekehrter Bewegungsrichtung des Ankers wirkt und zwar in der Weise, dass die Bewegung des Ankers eine Beschleunigung erfährt. Auf diese Weise kann zugleich das Öffnen des Saugventils beschleunigt werden.According to an alternative embodiment of the invention, a suction valve with a valve tappet is used to fill the pump element space of the high-pressure pump, which is at least partially made of a permanent magnetic material so that the movement of the armature in the direction of the pole core is magnetically braked with the help of the magnetic force of the valve tappet. A secondary magnetic flux generated by means of the magnetic coil is unnecessary in this case, since the magnetic force required for magnetic braking is implemented by the valve tappet. The magnetic force of the valve tappet also has the advantage that it exists independently of the energization of the magnetic coil, so that it also acts in the opposite direction of movement of the armature, namely in such a way that the movement of the armature is accelerated. In this way, the opening of the suction valve can be accelerated at the same time.

Bevorzugt wird der Ventilstößel in Richtung eines Ventilsitzes von der Federkraft einer Schließfeder beaufschlagt, deren Federkraft kleiner als die der Ankerfeder ist. Mit Hilfe der Ankerfeder kann demnach das Saugventil geöffnet werden, wenn die Bestromung der Magnetspule beendet wird und der Anker durch die Ankerfeder in Richtung des Ventilstößels bewegt wird, bis dieser am Ventilstößel anschlägt und den Ventilstößel aus dem Ventilsitz hebt.The valve tappet is preferably acted upon in the direction of a valve seat by the spring force of a closing spring, the spring force of which is smaller than that of the armature spring. With the help of the armature spring, the suction valve can be opened when the energization of the solenoid is terminated and the armature is moved by the armature spring in the direction of the valve tappet until it strikes the valve tappet and lifts the valve tappet out of the valve seat.

Des Weiteren bevorzugt wird das Saugventil zum Zumessen einer definierten Kraftstoffmenge in den Pumpenelementraum in Abhängigkeit vom Hub eines Pumpenkolbens der Hochdruckpumpe angesteuert. Auf diese Weise kann in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand nur die Menge zugemessen und mittels der Hochdruckpumpe komprimiert werden, die tatsächlich benötigt wird.Furthermore, the suction valve is preferably activated for metering a defined amount of fuel into the pump element space as a function of the stroke of a pump piston of the high-pressure pump. In this way, depending on the respective operating state, only the amount that is actually required can be metered and compressed using the high-pressure pump.

Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird darüber hinaus eine Hochdruckpumpe zum Komprimieren von Kraftstoff vorgeschlagen. Die Hochdruckpumpe weist einen Pumpenelementraum auf, der über ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil mit Kraftstoff befüllbar ist. Das Saugventil umfasst einen hubbeweglichen Ventilstößel, einen mit dem Ventilstößel koppelbaren Anker sowie eine ringförmige Magnetspule zum Betätigen des Saugventils. Mit Hilfe der Magnetspule ist ein Magnetfeld erzeugbar, über dessen Magnetkraft der Anker entgegen der Federkraft einer Ankerfeder in Richtung eines Polkerns bewegbar ist, der dem Anker an einem Arbeitsluftspalt gegenüberliegt. Erfindungsgemäß sind der Ventilstößel und ein Gehäuseteil der Hochdruckpumpe zumindest bereichsweise aus einem magnetischen Werkstoff gefertigt. Vorzugsweise ist in das Gehäuseteil das Saugventil integriert. In diesem Fall bildet das Gehäuseteil eine Führung und einen Ventilsitz für den Ventilstößel des Saugventils aus. Da das Gehäuseteil und der Ventilstößel aus einem magnetischen Material gefertigt sind, kann mit Hilfe der einen Magnetspule neben einem Hauptmagnetfluss ein Nebenmagnetfluss erzeugt werden, der über das Gehäuseteil und den Ventilstößel führt. Gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren kann somit über den Ventilstößel eine Magnetkraft auf den Anker ausgeübt werden, die den Anker bremst, wenn dieser sich in Richtung des Polkerns bewegt. Dadurch sinkt die Belastung des Polkerns und der mit dem Polkern verbundenen Bauteile, wenn der Anker am Polkern anschlägt. Mit Hilfe der vorgeschlagenen Hochdruckpumpe werden demnach die gleichen Vorteile wie mit Hilfe des zuvor beschriebenen Verfahrens erreicht.In order to achieve the object mentioned above, a high-pressure pump for compressing fuel is also proposed. The high-pressure pump has a pump element chamber which can be filled with fuel via an electromagnetically actuated suction valve. The suction valve comprises a liftable valve tappet, an armature that can be coupled to the valve tappet and an annular magnetic coil for actuating the suction valve. With the help of the magnetic coil, a magnetic field can be generated, via whose magnetic force the armature can be moved against the spring force of an armature spring in the direction of a pole core which is opposite the armature at a working air gap. According to the invention, the valve tappet and a housing part of the high pressure pump are made at least in some areas from a magnetic material. The suction valve is preferably integrated into the housing part. In this case, the housing part forms a guide and a valve seat for the valve stem of the suction valve. Since the housing part and the valve tappet are made of a magnetic material, one magnetic coil can be used to generate a secondary magnetic flux in addition to a main magnetic flux, which leads over the housing part and the valve tappet. According to the method described above, a magnetic force can thus be exerted on the armature via the valve tappet, which brakes the armature when it moves in the direction of the pole core. This reduces the load on the pole core and the components connected to the pole core when the armature strikes the pole core. With the aid of the proposed high-pressure pump, the same advantages are achieved as with the aid of the method described above.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe ist der Ventilstößel des Saugventils zumindest bereichsweise aus einem permanentmagnetischen Material gefertigt. Die zum magnetischen Bremsen über den Ventilstößel auf den Anker ausgeübte Magnetkraft wird somit allein über den Ventilstößel bewirkt, und zwar dauerhaft. Auf diese Weise kann zum einen der konstruktive Aufwand weiter gesenkt werden. Zum anderen kann mittels der Magnetkraft des Ventilstößels das Öffnen des Saugventils beschleunigt werden.According to an alternative embodiment of a high-pressure pump according to the invention, the valve tappet of the suction valve is manufactured at least in some areas from a permanent magnetic material. The magnetic force exerted on the armature via the valve tappet for magnetic braking is thus brought about solely via the valve tappet, and indeed permanently. In this way, on the one hand, the design effort can be further reduced. On the other hand, the opening of the suction valve can be accelerated by means of the magnetic force of the valve tappet.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:

1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Hochdruckpumpe im Bereich eines integrierten elektromagnetisch betätigbaren Saugventils gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
2 einen vergrößerten Ausschnitt der 1 im Bereich der Magnetspule des Saugventils und
3 einen schematischen Längsschnitt durch ein in eine Hochdruckpumpe integriertes Saugventil gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. These show:

1 a schematic longitudinal section through a high pressure pump in the area of an integrated electromagnetically actuated suction valve according to a first preferred embodiment of the invention,
2 an enlarged section of the 1 in the area of the solenoid of the suction valve and
3 a schematic longitudinal section through a suction valve integrated in a high pressure pump according to a further preferred embodiment of the invention.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Die in der 1 dargestellte Hochdruckpumpe 1 zum Komprimieren von Kraftstoff weist einen in einem Gehäuseteil 12 ausgebildeten Pumpenelementraum 2 auf, der über ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil 3 mit Kraftstoff befüllbar ist. Der im Pumpenelementraum 2 aufgenommene Kraftstoff wird im Förderbetrieb der Hochdruckpumpe 1 mit Hilfe eines hubbeweglichen Pumpenkolbens 15 komprimiert und anschließend über ein Auslassventil 17 aus dem Pumpenelementraum 2 abgeführt.The ones in the 1 illustrated high pressure pump 1 for compressing fuel has one in a housing part 12 trained pump element space 2 on, via an electromagnetically actuated suction valve 3 can be filled with fuel. The one in the pump element room 2 consumed fuel is in the delivery mode of the high pressure pump 1 with the help of a movable pump piston 15th compressed and then via an exhaust valve 17th from the pump element space 2 discharged.

Das Saugventil 3 ist in das Gehäuseteil 12 der Hochdruckpumpe 1 integriert. Das heißt, dass das Gehäuseteil 12 einen Ventilsitz 13 für einen in den Pumpenelementraum 2 öffnenden Ventilstößel 4 ausbildet. Andernends ist der Ventilstößel 4 von einer Schließfeder 14 umgeben, die den Ventilstößel 4 in Richtung des Ventilsitzes 13 vorspannt. Der Ventilstößel 4 ist mit einem Anker 5 koppelbar, der vorliegend mehrteilig ausgeführt und mittels einer Ankerfeder 7 gegen den Ventilstößel 4 vorgespannt ist. Da die Federkraft der Ankerfeder 7 größer als die der Schließfeder 14 ist, hält die Ankerfeder 7 das Saugventil 3 geöffnet. Zum Schließen des Saugventils 3 ist eine ringförmige Magnetspule 6 vorgesehen, die den Anker 5 abschnittsweise umgibt. Wird die Magnetspule 6 bestromt, bildet sich ein Magnetfeld aus, dessen Magnetkraft auf den Anker 5 wirkt und diesen in Richtung eines Polkerns 8 bewegt, der dem Anker 5 an einem Arbeitsluftspalt 9 gegenüberliegt. Dabei löst sich der Anker 5 vom Ventilstößel 4, so dass die Schließfeder 14 den Ventilstößel 4 in den Ventilsitz 13 zu ziehen vermag. Zum erneuten Öffnen des Saugventils 3 wird die Bestromung der Magnetspule 6 beendet, so dass die Ankerfeder 7 den Anker 5 in seine Ausgangslage zurückstellt. Dabei schlägt der Anker 5 am Ventilstößel 4 an und hebt diesen aus dem Ventilsitz 13.The suction valve 3 is in the housing part 12 the high pressure pump 1 integrated. That is, the housing part 12 a valve seat 13 for one in the pump element room 2 opening valve tappet 4th trains. The other end is the valve tappet 4th by a closing spring 14th which surround the valve lifter 4th in the direction of the valve seat 13 biases. The valve lifter 4th is with an anchor 5 can be coupled, the present multi-part design and by means of an armature spring 7th against the valve lifter 4th is biased. Because the spring force of the armature spring 7th larger than that of the closing spring 14th is held by the armature spring 7th the suction valve 3 open. To close the suction valve 3 is an annular solenoid 6th provided that the anchor 5 surrounds in sections. Will the solenoid 6th When energized, a magnetic field is formed, whose magnetic force acts on the armature 5 acts and this in the direction of a pole core 8th who moved the anchor 5 at a working air gap 9 opposite. The anchor loosens 5 from the valve lifter 4th so that the closing spring 14th the valve lifter 4th in the valve seat 13 able to pull. To open the suction valve again 3 is the energization of the solenoid 6th finished so the armature spring 7th the anchor 5 returns to its original position. This is where the anchor hits 5 on the valve tappet 4th and lifts it out of the valve seat 13 .

Der Hub des Ankers 5 wird vorliegend durch den Polkern 8 begrenzt. Der Anker 5 schlägt somit am Polkern 8 an. Dies führt zu eine hohen Belastung des Polkerns 8 sowie einer Schweißverbindung zwischen einer Hülse 16 und dem Polkern 8. Da andernends die Hülse 16 über eine Schweißverbindung mit einem Ventilkörper 18 des Saugventils 3 verbunden ist, ist auch diese Verbindung einer hohen Belastung ausgesetzt. Die Schweißverbindung kann aufgrund der Belastung auf Dauer undicht werden.The stroke of the anchor 5 is present by the pole core 8th limited. The anchor 5 thus hits the pole core 8th at. This leads to a high load on the pole core 8th and a welded joint between a sleeve 16 and the pole core 8th . There the other night the case 16 via a welded connection with a valve body 18th of the suction valve 3 is connected, this connection is also exposed to a high load. Due to the load, the welded connection can leak permanently.

Um dies zu verhindern, sind vorliegend der Ventilstößel 4 des Saugventils 3 und das Gehäuseteil 12 der Hochdruckpumpe 1 jeweils aus einem magnetischen Material gefertigt. Wie beispielhaft in der 2 dargestellt, führt demnach bei einer Bestromung der Magnetspule 6 ein erster Hauptmagnetfluss 10 über einen die Magnetspule 6 aufnehmenden Ventilkörper 18, den Anker 5, den Polkern 8 und eine die Magnetspule 6 umgebende Magnethülse 19, während sich zugleich ein Nebenmagnetfluss 11 - unter anderem - über das Gehäuseteil 12 und den Ventilstößel 4 erstreckt. Der Nebenmagnetfluss 11 hat den Effekt, dass über den Ventilstößel 4 eine Magnetkraft auf den Anker 5 wirkt, die den Anker 5 in seiner Bewegung in Richtung Polkern 8 abbremst. Der Anker 5 trifft demnach weniger hart auf den Polkern 8 auf, so dass die Belastung des Polkerns 8 sowie die der Schweißverbindungen an der Hülse 16 verringert werden. Entsprechend steigt die Robustheit des Saugventils 3 bzw. der Hochdruckpumpe 1.In order to prevent this, the valve tappets are present 4th of the suction valve 3 and the housing part 12 the high pressure pump 1 each made of a magnetic material. As exemplified in the 2 shown, therefore leads when the magnet coil is energized 6th a first main magnetic flux 10 via one of the solenoid 6th receiving valve body 18th , the anchor 5 , the pole core 8th and one the solenoid 6th surrounding magnetic sleeve 19th while at the same time a secondary magnetic flux 11 - among other things - via the housing part 12 and the valve lifter 4th extends. The secondary magnetic flux 11 has the effect of being over the valve lifter 4th a magnetic force on the armature 5 acts that the anchor 5 in its movement towards the pole core 8th brakes. The anchor 5 therefore hits the pole core less hard 8th on, so that the load on the pole core 8th as well as those of the welded joints on the sleeve 16 be reduced. The robustness of the suction valve increases accordingly 3 or the high pressure pump 1 .

In der 3 ist eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe 1 dargestellt. Hier wird der Anker 5 durch eine Magnetkraft F gebremst, die durch den Ventilstößel 4 erzeugt wird, da dieser vorliegend aus einem permanentmagnetischen Material gefertigt ist. Die Magnetkraft des Ventilstößels 4 wirkt unabhängig von einer Bestromung der Magnetspule 6, so dass hierüber zugleich ein schnelles Öffnen des Saugventils 3 sichergestellt ist.In the 3 is an alternative embodiment of a high pressure pump according to the invention 1 shown. Here is the anchor 5 braked by a magnetic force F generated by the valve tappet 4th is generated because this is made of a permanent magnetic material in the present case. The magnetic force of the valve lifter 4th acts independently of the energization of the solenoid 6th so that this also enables the suction valve to open quickly 3 is ensured.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102014200339 A1 [0002, 0003]

Claims

A method of operating a high-pressure pump (1) for compressing fuel, in which an electromagnetically actuated suction valve (3) is used to fill a pump element chamber (2) with fuel, which has a liftable valve tappet (4) and a valve tappet (4) that can be coupled Armature (5) includes, and in which an annular magnetic coil (6) is energized to actuate the suction valve (3) so that a magnetic field is generated whose magnetic force pushes the armature (5) against the spring force of an armature spring (7) in the direction of a Moved pole core (8) which lies opposite the armature (5) at a working air gap (9), characterized in that the movement of the armature (5) in the direction of the pole core (8) is braked magnetically.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that with the help of the magnetic coil (6) in addition to a main magnetic flux (10), a secondary magnetic flux (11) is generated, via which the armature (5) is magnetically braked.

Procedure according to Claim 2 , characterized in that a suction valve (3) is used with a valve tappet (4) which is at least partially made of a magnetic material.

Procedure according to Claim 2 or 3 , characterized in that the secondary magnetic flux (11) is guided over a housing part (12) of the high pressure pump (1) which is at least partially made of a magnetic material and in which the suction valve (3) is preferably integrated.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that a suction valve (3) with a valve stem (4) is used, which is at least partially made of a permanent magnetic material, so that the movement of the armature (5) in the direction of the pole core (8) with the help of the magnetic force of the Valve tappet (4) is braked magnetically.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the valve tappet (4) is acted upon in the direction of a valve seat (13) by the spring force of a closing spring (14) whose spring force is less than that of the armature spring (7).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the suction valve (3) is controlled for metering a defined amount of fuel into the pump element space (2) as a function of the stroke of a pump piston (15) of the high-pressure pump.

High-pressure pump (1) for compressing fuel with a pump element chamber (2) which can be filled with fuel via an electromagnetically operated suction valve (3), the suction valve (3) having a liftable valve tappet (4) and one that can be coupled to the valve tappet (4) Armature (5) as well as an annular magnetic coil (6) for actuating the suction valve (3), with the help of the magnetic coil (6) a magnetic field can be generated, via the magnetic force of which the armature (5) counteracts the spring force of an armature spring (7) in Can be moved in the direction of a pole core (8) which lies opposite the armature (5) at a working air gap (9), characterized in that the valve tappet (4) and a housing part (12) of the high-pressure pump (1), in which the suction valve ( 3) is integrated, is at least partially made of a magnetic material or that the valve tappet (4) is made at least partially from a permanent magnetic material.