WO2018019483A1 - Magnetkreis, elektromagnetisch betätigbares saugventil und kraftstoff-hochdruckpumpe - Google Patents

Magnetkreis, elektromagnetisch betätigbares saugventil und kraftstoff-hochdruckpumpe Download PDF

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Tobias Landenberger
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a magnetic circuit having the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an electromagnetically operated suction valve for a high-pressure fuel pump with a magnetic circuit according to the invention and a high-pressure fuel pump with a
  • Hubbeweglichen anchor and a pole core includes.
  • the pole core lies opposite the armature at a working air gap and thus forms a first end stop for the armature.
  • a second end stop is formed by a valve screw which surrounds the armature at least in sections and serves to attach the suction valve to the high-pressure pump.
  • Valve screw are connected by means of a sleeve, which is welded on the one hand to the pole core, on the other hand with the valve screw. Since the welding seams are heavily loaded by striking the armature on the pole core or on the valve screw, it is proposed, in order to relieve the weld seams, to axially bias the pole core in the direction of the armature. In this way, the robustness of the component connections should be increased, so that the risk of premature failure of the component connections is reduced. Based on the above-mentioned prior art, the present invention seeks to further increase the mechanical strength of a magnetic circuit for an electromagnetically actuated suction valve of a high-pressure fuel pump. In addition, the magnetic circuit should be easy to produce.
  • the proposed for an electromagnetically actuated suction valve of a high-pressure fuel pump magnetic circuit comprises an annular magnetic coil for acting on a liftable between two end stops armature and at least one end stop forming body, which is at least partially made of a magnetic or magnetizable material.
  • the body is at least partially made of a magnetic or magnetizable material, it is capable of replacing a pole core and / or a valve body.
  • one of the connection of pole core and valve body serving sleeve is dispensable. This means that the number of components is reduced and assembly is facilitated.
  • the assembly step eliminates the welding of the sleeve with the pole core or the
  • the medium may be fuel when the magnetic circuit is for actuating a suction valve for a high-pressure fuel pump.
  • An armature moving space limiting, one-piece running body ensures in particular that the magnet coil arranged radially outward with respect to the body is not in contact with that in the armature moving space
  • the components of the magnetic circuit are preferably arranged such that the armature moving space forming body passes through the annular magnetic coil.
  • the anchor movement space comes accordingly - at least
  • the magnetic circuit is thus particularly suitable for the realization of a magnet assembly operating according to the plunger-rod principle.
  • Additive manufacturing processes allow the body to build up around another component.
  • the body can be built around an armature-serving component, so that a further assembly step is eliminated.
  • the body can be designed such that it engages around the anchor on both sides. In this way, a body can be created, which forms both end stops for the anchor.
  • the production of the body in a 3D printing process also has the advantage that a large number of different materials can be used, so that the most functional selection of materials can be made.
  • the body is made of at least two, preferably at least three different materials.
  • the different materials are preferably used in different areas and / or sections of the body.
  • the material can then be optimally adapted to the respective function of a region or section in this case.
  • the body must be made of a magnetic or magnetizable material, at least in sections or in sections, so that the magnetic flux is ensured.
  • the material is therefore to be selected in particular with regard to its magenta properties.
  • materials with particularly good magnetic properties are generally less resistant to wear, so that they are less suitable for the formation of mechanically highly loaded stop or guide surfaces.
  • an area or section serving to guide the armature can be made of a material which proves to be particularly resistant to wear in relation to the frictional forces occurring in the guide.
  • the body may be made of a magnetic or magnetizable material to ensure a high magnetic flux.
  • the body has a sleeve-shaped portion which is made of a material which is neither magnetic nor magnetizable, adjacent to the sleeve-shaped portion in the axial direction on both sides of sections, each made of a magnetic or magnetizable material are.
  • a body constructed in this way can replace a pole core, a valve body and a sleeve connecting the pole core with the valve body, which usually also serves at the same time for the magnetic separation of pole core and valve body and is accordingly made of a material which is neither magnetic nor magnetizable. All three components, namely pole core, valve body and sleeve, are thus formed by a single body, whereby the number of components is significantly reduced. Furthermore, the assembly of the magnetic circuit relieved, since there are fewer components to connect. At the same time, the number of sealing points decreases, which must be sealed by additional measures.
  • the body is made in regions, preferably in the region of at least one end stop, from a material which is neither magnetic nor magnetizable.
  • the body of the magnetic circuit has a the armature movement space in the axial direction limiting annular collar to form an end stop for the armature.
  • the annular collar leaves an opening through which a portion of the armature or a contact pin connected to the armature can be guided for contacting a valve tappet.
  • the valve stem can be actuated directly via the magnetic circuit.
  • the annular collar may at least partially be made of a material that is neither magnetic nor magnetizable. This applies in particular to a region of the annular collar which delimits the armature movement space.
  • the annular collar or the body forming the annular collar is thus able to replace an end stop serving as a stop plate, which is usually inserted into the armature movement space and supported on an annular collar of the valve body.
  • Such a trained annular collar counteracts a magnetic sticking of the armature to the end stop.
  • the wear in the area of the end stop on the collar can be reduced if a material is chosen which is also particularly hard and wear-resistant.
  • a residual air gap disk can be formed in the region of the further end stop.
  • this is preferably a material used which is neither magnetic nor magnetizable.
  • the body has a
  • Ankerschulsraum has in the radial direction limiting inner peripheral surface.
  • a guide of the anchor can be effected.
  • the inner peripheral surface has recesses which expand the armature movement space.
  • the recesses reduce the contact area of the armature with the body, so that the wear due to friction is reduced.
  • the recesses form pockets in which the medium present in the armature movement space can accumulate, which favors the construction of a lubricating film.
  • Recesses in the form of longitudinal grooves promote a pressure compensation within the armature movement space during a stroke movement of the armature.
  • an electromagnetically actuated suction valve for a high-pressure fuel pump is further proposed with such a magnetic circuit. Due to the increased mechanical strength of the magnetic circuit and the robustness and thus the life of the suction valve can be increased. At the same time, the suction valve is easy to produce, since the assembly cost is significantly reduced.
  • the armature moving space forming body passes through the annular magnetic coil. In this way, a compact construction in the axial direction is achieved, which reduces the space requirement of the suction valve.
  • a fuel high pressure pump for a fuel injection system is provided with a suction valve according to the invention.
  • the suction valve is preferably integrated in a housing part of the high-pressure fuel pump, so that a particularly compact construction arrangement is achieved.
  • the electromagnetically operated suction valve 2 shown serves to fill a high-pressure element space 18 of a high-pressure fuel pump 3 with fuel.
  • the suction valve 2 is integrated in a housing part 15 of the high-pressure fuel pump 3, in which the high-pressure element space 18 is also formed.
  • a valve stem 16 of the suction valve 2 which is guided in a liftable manner in a bore 17 of the housing part 15, opens in the
  • High pressure element space 18 so that fuel from a low pressure chamber 22 via inlet bores 23 and a valve seat 21 in the
  • High pressure element space 18 can flow.
  • the fuel present in the high-pressure element chamber 18 is compressed and fed via an outlet valve 19 to a high-pressure accumulator (not shown). Meanwhile, the suction valve 2 is closed, wherein a valve spring 20 pulls the valve stem 16 in the valve seat 21.
  • the suction valve 2 For actuation of the valve stem 16, the suction valve 2 has a magnetic circuit 1, which has an annular magnetic coil 4 and a magnetic coil. 4
  • the passing body 8 comprises.
  • the body 8 forms a
  • the body 8 thus also forms the two end stops 5, 6. This is possible because the body 8 has been manufactured in a 3D printing process, the structure being around the armature 7. A further received in the body 8 spring 24 which loads the armature 7 in the direction of the valve stem 16, has subsequently been inserted through a central bore 26 of the armature 7. Subsequently, a contact pin 26 has been pressed into the bore 15, which serves to contact the valve stem 16.
  • the valve seat-side end stop 5 is correspondingly formed by an annular collar 13 of the body 8, which allows a passage of the contact pin 26.
  • the annular collar 13 is made in the region 13 'of a material that is neither magnetic nor magnetizable.
  • the annular collar 13, 13 ' counteracts magnetic bonding of the armature 7 to the end stop 5.
  • the area 13 ' has also been printed, in the manufacture of the body 8.
  • Magnet coil 4 is energized.
  • the leadership of the armature 7 is about a
  • Inner peripheral surface 14 of the sleeve-shaped portion 10 causes.
  • the integral body 8 combines several functions in one component. In particular, it replaces a pole core and a valve body, which are connected via a sleeve and at the same time magnetically separated.
  • the body 8 is made of different materials for this purpose.
  • the production is preferably carried out in a 3D printing process, which allows the use of different materials and the production of nested components.
  • the body 8 can be built around the armature 7 around.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Magnetkreis (1) für ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil (2) einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe (3), umfassend eine ringförmige Magnetspule (4) zur Einwirkung auf einen zwischen zwei Endanschlägen (5, 6) hubbeweglichen Anker (7) und einen mindestens einen Endanschlag (5, 6) ausbildenden Körper (8), der zumindest abschnittsweise aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material gefertigt ist. Erfindungsgemäß definieren die Endanschläge (5, 6) einen Ankerbewegungsraum (9), der vollständig innerhalb des Körpers (8) ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil (2) für eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe (3) sowie eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe (3) mit einem solchen Saugventil (2).

Description

Beschreibung
Titel
Magnetkreis, elektromagnetisch betätigbares Saugventil und Kraftstoff- Hochdruckpumpe
Die Erfindung betrifft einen Magnetkreis mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit einem erfindungsgemäßen Magnetkreis sowie eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit einem
erfindungsgemäßen Saugventil.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2014 200 339 AI ist ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere eines Common-Rail-Einspritzsystems, mit einem Magnetkreis bekannt, der eine ringförmige Magnetspule zur Einwirkung auf einen
hubbeweglichen Anker und einen Polkern umfasst. Der Polkern liegt dem Anker an einem Arbeitsluftspalt gegenüber und bildet somit einen ersten Endanschlag für den Anker aus. Ein zweiter Endanschlag wird durch eine Ventilschraube gebildet, die den Anker zumindest abschnittsweise umgibt und der Befestigung des Saugventils an der Hochdruckpumpe dient. Der Polkern und die
Ventilschraube sind mittels einer Hülse verbunden, die einerseits mit dem Polkern, andererseits mit der Ventilschraube verschweißt ist. Da mit Anschlagen des Ankers am Polkern bzw. an der Ventilschraube die Schweißnähte stark belastet werden, wird zur Entlastung der Schweißnähte vorgeschlagen, den Polkern in Richtung des Ankers axial vorzuspannen. Auf diese Weise soll die Robustheit der Bauteilverbindungen gesteigert werden, so dass die Gefahr eines vorzeitigen Versagens der Bauteilverbindungen verringert wird. Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die mechanische Belastbarkeit eines Magnetkreises für ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe weiter zu erhöhen. Zudem soll der Magnetkreis einfach herstellbar sein.
Zur Lösung der Aufgabe wird der Magnetkreis mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ferner werden ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil mit einem erfindungsgemäßen Magnetkreis sowie eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit einem erfindungsgemäßen Saugventil angegeben.
Offenbarung der Erfindung
Der für ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil einer Kraftstoff- Hochdruckpumpe vorgeschlagene Magnetkreis umfasst eine ringförmige Magnetspule zur Einwirkung auf einen zwischen zwei Endanschlägen hubbeweglichen Anker und einen mindestens einen Endanschlag ausbildenden Körper, der zumindest abschnittsweise aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material gefertigt ist. Erfindungsgemäß definieren die
Endanschläge einen Ankerbewegungsraum, der vollständig innerhalb des Körpers ausgebildet ist. Das heißt, dass der Körper eine axiale Erstreckung besitzt, die größer als die des Ankerbewegungsraums ist. Zugleich wird der Ankerbewegungsraum in radialer Richtung sowie in mindestens einer axialen Richtung von dem Körper begrenzt.
Da der Körper zumindest abschnittsweise aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material gefertigt ist, vermag er einen Polkern und/oder einen Ventilkörper zu ersetzen. Darüber hinaus ist eine der Verbindung von Polkern und Ventilkörper dienende Hülse verzichtbar. Das heißt, dass die Anzahl der Bauteile gesenkt und die Montage erleichtert wird. Insbesondere entfällt der Montageschritt der Verschweißung der Hülse mit dem Polkern bzw. dem
Ventilkörper. Der Wegfall der Schweißnähte hat ferner zur Folge, dass die Robustheit des Magnetkreises gesteigert wird. Darüber hinaus entfallen Dichtstellen zur Abdichtung des in der Regel medienbeaufschlagten Ankerbewegungsraums. Bei dem Medium kann es sich insbesondere um Kraftstoff handeln, wenn der Magnetkreis der Betätigung eines Saugventils für eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe dient. Der den
Ankerbewegungsraum begrenzende, einteilig ausgeführte Körper stellt insbesondere sicher, dass die radial außen in Bezug auf den Körper angeordnete Magnetspule nicht in Kontakt mit dem im Ankerbewegungsraum
aufgenommenen Medium gelangt. Dadurch reduziert sich der Aufwand, der üblicherweise erforderlich ist, um die gewünschte Dichtheit bei„trockener" Magnetspule herzustellen, deutlich.
Die Bestandteile des Magnetkreises sind vorzugsweise derart angeordnet, dass der den Ankerbewegungsraum ausbildende Körper die ringförmige Magnetspule durchgreift. Der Ankerbewegungsraum kommt demnach - zumindest
abschnittsweise - innerhalb der Magnetspule zu liegen. Der Magnetkreis eignet sich somit insbesondere zur Realisierung einer nach dem Tauchankerprinzip arbeitenden Magnetbaugruppe.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der den
Ankerbewegungsraum ausbildende Körper in einem additiven
Herstellungsverfahren, vorzugsweise in einem 3D-Druckverfahren, hergestellt worden. Additive Herstellungsverfahren, wie beispielsweise das 3D-Drucken, ermöglichen einen Aufbau des Körpers um ein weiteres Bauteil herum.
Beispielsweise kann der Körper um ein als Anker dienendes Bauteil herum aufgebaut werden, so dass ein weiterer Montageschritt entfällt. Ferner kann der Körper derart gestaltet werden, dass er den Anker beidseitig umgreift. Auf diese Weise kann ein Körper geschaffen werden, der beide Endanschläge für den Anker ausbildet. Die Herstellung des Körpers in einem 3D-Druckverfahren besitzt ferner den Vorteil, dass eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien einsetzbar ist, so dass eine möglichst funktionsgerechte Materialauswahl getroffen werden kann.
Bevorzugt ist der Körper aus mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei unterschiedlichen Materialien gefertigt. Die unterschiedlichen Materialien kommen dabei bevorzugt in unterschiedlichen Bereichen und/oder Abschnitten des Körpers zum Einsatz. Das Material kann dann in diesem Fall optimal auf die jeweilige Funktion eines Bereichs bzw. Abschnitts abgestimmt werden.
Als Teil des Magnetkreises muss der Körper zumindest bereichs- oder abschnittsweise aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material gefertigt sein, damit der Magnetfluss gewährleistet ist. Das Material ist daher insbesondere im Hinblick auf seine magentischen Eigenschaften auszuwählen. Materialien mit besonders guten magnetischen Eigenschaften sind jedoch in der Regel wenig verschleißfest, so dass sie sich weniger gut zur Ausbildung von mechanisch hoch belasteten Anschlags- oder Führungsflächen eignen. Durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien kann dieser Zielkonflikt gelöst werden.
Beispielsweise kann ein als Endanschlag für den Anker dienender Bereich bzw. Abschnitt aus einem besonders harten, verschleißfesten Material gefertigt sein, um den Verschleiß in diesem Bereich bzw. Abschnitt durch den anschlagenden Anker zu minimieren. Alternativ oder ergänzend kann ein der Führung des Ankers dienender Bereich oder Abschnitt aus einem Material gefertigt sein, das sich als besonders verschleißfest in Bezug auf die in der Führung auftretenden Reibungskräfte erweist. Im Übrigen kann der Körper aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material gefertigt sein, um einen hohen Magnetfluss zu gewährleisten.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Körper einen hülsenförmigen Abschnitt aufweist, der aus einem Material gefertigt ist, das weder magnetisch noch magnetisierbar ist, wobei an den hülsenförmigen Abschnitt in axialer Richtung beidseits Abschnitte angrenzen, die jeweils aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material gefertigt sind. Ein derart aufgebauter Körper vermag einen Polkern, einen Ventilkörper und eine den Polkern mit dem Ventilkörper verbindende Hülse zu ersetzen, die üblicherweise zugleich der magnetischen Trennung von Polkern und Ventilkörper dient und demzufolge aus einem Material gefertigt ist, das weder magnetisch noch magnetisierbar ist. Alle drei Bauteile, nämlich Polkern, Ventilkörper und Hülse, werden demnach durch einen einzigen Körper ausgebildet, wodurch die Anzahl der Bauteile deutlich gesenkt wird. Ferner wird die Montage des Magnetkreises erleichtert, da es weniger Bauteile zu verbinden gilt. Zugleich sinkt die Anzahl an Dichtstellen, die es durch zusätzliche Maßnahmen abzudichten gilt.
Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass der Körper bereichsweise, vorzugsweise im Bereich mindestens eines Endanschlags, aus einem Material gefertigt ist, das weder magnetisch noch magnetisierbar ist. Durch die
Anordnung eines solchen Materials im Bereich eines Endanschlags kann einem magnetischen Kleben des Ankers am Endanschlag entgegengewirkt werden. Das nicht magnetische bzw. nicht magnetisierbare Material bildet demnach bevorzugt eine als Endanschlag dienende Anschlagfläche für den Anker aus. Bei einer entsprechenden Materialauswahl können zugleich Dämpfungseffekte im Bereich eines Endanschlags erzielt werden, so dass die Robustheit des
Magnetkreises weiter steigt.
Bevorzugt weist der Körper des Magnetkreises einen den Ankerbewegungsraum in axialer Richtung begrenzenden Ringbund zur Ausbildung eines Endanschlags für den Anker auf. Der Ringbund lässt eine Öffnung frei, durch welche ein Abschnitt des Ankers oder ein mit dem Anker verbundener Kontaktstift zur Kontaktierung eines Ventilstößels hindurchführbar ist. Über den Magnetkreis kann somit der Ventilstößel direkt betätigt werden.
Der Ringbund kann zumindest bereichsweise aus einem Material gefertigt sein, das weder magnetisch noch magnetisierbar ist. Dies gilt insbesondere für einen den Ankerbewegungsraum begrenzenden Bereich des Ringbunds. Der Ringbund bzw. der den Ringbund ausbildende Körper vermag auf diese Weise eine als Endanschlag dienende Anschlagplatte zu ersetzen, die üblicherweise in den Ankerbewegungsraum eingesetzt und an einem Ringbund des Ventilkörpers abgestützt wird. Ein derart ausgebildeter Ringbund wirkt einem magnetischen Kleben des Ankers am Endanschlag entgegen. Ferner kann der Verschleiß im Bereich des Endanschlags am Ringbund verringert werden, wenn ein Material gewählt wird, das zudem besonders hart und verschleißfest ist.
Analog einer im 3D-Druckverfahren hergestellten Anschlagplatte kann im Bereich des weiteren Endanschlags eine Restluftspaltscheibe ausgebildet werden. Um einem magnetischen Kleben des Ankers am weiteren Endanschlag entgegen zu wirken, wird hierzu bevorzugt ein Material verwendet, das weder magnetisch noch magnetisierbar ist.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Körper eine den
Ankerbewegungsraum in radialer Richtung begrenzende Innenumfangsfläche aufweist. Über die Innenumfangsfläche des Körpers kann eine Führung des Ankers bewirkt werden. Bevorzugt weist die Innenumfangsfläche Ausnehmungen auf, die den Ankerbewegungsraum erweitern. Die Ausnehmungen verringern den Kontaktbereich des Ankers mit dem Körper, so dass der Verschleiß aufgrund Reibung verringert wird. Ferner bilden die Ausnehmungen Taschen aus, in denen sich das im Ankerbewegungsraum vorhandene Medium sammeln kann, was den Aufbau eines Schmierfilms begünstigt. Ausnehmungen in Form von Längsnuten fördern bei einer Hubbewegung des Ankers einen Druckausgleich innerhalb des Ankerbewegungsraums.
Da elektromagnetisch betätigbare Saugventile den bevorzugten
Anwendungsbereich für einen erfindungsgemäßen Magnetkreis darstellen, wird ferner ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Kraftstoff- Hochdruckpumpe mit einem solchen Magnetkreis vorgeschlagen. Durch die erhöhte mechanische Belastbarkeit des Magnetkreises kann auch die Robustheit und damit die Lebensdauer des Saugventils gesteigert werden. Zugleich ist das Saugventil einfach herstellbar, da der Montageaufwand deutlich verringert ist.
Vorzugsweise durchgreift der den Ankerbewegungsraum ausbildende Körper die ringförmige Magnetspule. Auf diese Weise wird eine in axialer Richtung kompakt bauende Anordnung erreicht, die den Bauraumbedarf des Saugventils senkt.
Ferner wird eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem erfindungsgemäßen Saugventil angegeben. Das Saugventil ist dabei bevorzugt in ein Gehäuseteil der Kraftstoff-Hochdruckpumpe integriert, so dass eine besonders kompakt bauende Anordnung erreicht wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt einen schematischen
Längsschnitt durch ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil mit einem erfindungsgemäßen Magnetkreis, wobei das Saugventil in ein Gehäuseteil einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe integriert ist.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Das dargestellte elektromagnetisch betätigbare Saugventil 2 dient der Befüllung eines Hochdruckelementraums 18 einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe 3 mit Kraftstoff. Das Saugventil 2 ist hierzu in ein Gehäuseteil 15 der Kraftstoff- Hochdruckpumpe 3 integriert, in dem auch der Hochdruckelementraum 18 ausgebildet ist. Ein Ventilstößel 16 des Saugventils 2, der in einer Bohrung 17 des Gehäuseteils 15 hubbeweglich geführt ist, öffnet in den
Hochdruckelementraum 18, so dass Kraftstoff aus einem Niederdruckraum 22 über Zulaufbohrungen 23 und einen Ventilsitz 21 in den
Hochdruckelementraum 18 strömen kann. Im Förderbetrieb der Kraftstoff- Hochdruckpumpe 3 wird der im Hochdruckelementraum 18 vorhandene Kraftstoff komprimiert und über eine Auslassventil 19 einem Hochdruckspeicher (nicht dargestellt) zugeführt. Währenddessen ist das Saugventil 2 geschlossen, wobei eine Ventilfeder 20 den Ventilstößel 16 in den Ventilsitz 21 zieht.
Zur Betätigung des Ventilstößels 16 weist das Saugventil 2 einen Magnetkreis 1 auf, der eine ringförmige Magnetspule 4 und einen die Magnetspule 4
durchsetzenden Körper 8 umfasst. Der Körper 8 bildet einen
Ankerbewegungsraum 9 für einen zwischen zwei Endanschlägen 5, 6
hubbeweglichen Anker 7 aus, der vollständig im Körper 8 aufgenommen ist. Der Körper 8 bildet somit auch die beiden Endanschläge 5, 6 aus. Dies ist möglich, da der Körper 8 in einem 3D-Druckverfahren hergestellt worden ist, wobei der Aufbau um den Anker 7 herum erfolgte. Eine ferner im Körper 8 aufgenommene Feder 24, die den Anker 7 in Richtung des Ventilstößels 16 belastet, ist nachträglich durch eine zentrale Bohrung 26 des Ankers 7 eingesetzt worden. Anschließend ist in die Bohrung 15 ein Kontaktstift 26 eingepresst worden, welcher der Kontaktierung des Ventilstößels 16 dient. Der ventilsitzseitige Endanschlag 5 wird entsprechend durch einen Ringbund 13 des Körpers 8 gebildet, der ein Hindurchführen des Kontaktstifts 26 erlaubt. Der Ringbund 13 ist im Bereich 13' aus einem Material gefertigt, das weder magnetisch noch magnetisierbar ist. Auf diese Weise wirkt der Ringbund 13, 13' einem magnetischen Kleben des Ankers 7 am Endanschlag 5 entgegen. Der Bereich 13' ist ebenfalls gedruckt worden, und zwar bei der Herstellung des Körpers 8. Gleiches gilt für einen hülsenförmigen Abschnitt 10 des Körpers 8, welcher der Führung des Ankers 7 dient und ebenfalls aus einem Material gefertigt ist, das weder magnetisch noch magnetisierbar ist. Denn der hülsenförmige Abschnitt 10 soll eine magnetische Trennung zwischen den beidseits angrenzenden Abschnitten 11, 12 bewirken, die aus einem
magnetischen oder magnetisierbaren Material gefertigt sind. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Magnetfluss über den Anker 7 erfolgt, wenn die
Magnetspule 4 bestromt wird. Die Führung des Ankers 7 wird über eine
Innenumfangsfläche 14 des hülsenförmigen Abschnitts 10 bewirkt.
Bei einer Bestromung der Magnetspule 4 baut sich ein Magnetfeld auf, dessen Magnetkraft den Anker 7 entgegen der Federkraft der Feder 24 in Richtung des Abschnitts 12 des Körpers 8 zieht. Dabei löst sich der Kontaktstift 26 vom Ventilstößel 16 und die Ventilfeder 20 vermag den Ventilstößel 16 in den Ventilsitz 21 zu ziehen. Wird die Bestromung der Magnetspule 4 beendet, drückt die Feder 24 den Anker 7 in Richtung des Ringbunds 13 des Körpers 8, wobei der Kontaktstift 26 zur Anlage am Ventilstößel 16 gelangt und diesen gegen die Federkraft der Ventilfeder 20 aus dem Ventilsitz 21 hebt.
Der einteilig ausgeführte Körper 8 vereint mehrere Funktionen in einem Bauteil. Insbesondere ersetzt er einen Polkern und einen Ventilkörper, die über eine Hülse verbunden und zugleich magnetisch getrennt sind. Der Körper 8 ist hierzu aus unterschiedlichen Materialien gefertigt. Die Herstellung erfolgt bevorzugt in einem 3D-Druckverfahren, das die Verwendung unterschiedlicher Materialien sowie die Fertigung ineinander liegender Bauteile ermöglicht. Insbesondere kann der Körper 8 um den Anker 7 herum aufgebaut werden.

Claims

Ansprüche
1 . Magnetkreis (1) für ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil (2) einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe (3), umfassend eine ringförmige Magnetspule (4) zur Einwirkung auf einen zwischen zwei Endanschlägen (5, 6)
hubbeweglichen Anker (7) und einen mindestens einen Endanschlag (5, 6) ausbildenden Körper (8), der zumindest abschnittsweise aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material gefertigt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Endanschläge (5, 6) einen
Ankerbewegungsraum (9) definieren, der vollständig innerhalb des
Körpers (8) ausgebildet ist.
2. Magnetkreis (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (8) in einem additiven
Herstellungsverfahren, vorzugsweise in einem 3D-Druckverfahren, hergestellt worden ist.
3. Magnetkreis (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (8) aus mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei unterschiedlichen Materialien gefertigt ist.
4. Magnetkreis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (8) einen hülsenförmigen Abschnitt (10) aufweist, der aus einem Material gefertigt ist, das weder magnetisch noch magnetisierbar ist, wobei an den hülsenförmigen
Abschnitt (10) in axialer Richtung beidseits Abschnitte (11, 12) angrenzen, die jeweils aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material gefertigt sind. Magnetkreis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (8) bereichsweise,
vorzugsweise im Bereich mindestens eines Endanschlags (5, 6), aus einem Material gefertigt ist, das weder magnetisch noch magnetisierbar ist.
Magnetkreis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (8) einen den
Ankerbewegungsraum (9) in axialer Richtung begrenzenden Ringbund (13, 13') zur Ausbildung eines Endanschlags (5) aufweist.
Magnetkreis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (8) eine den
Ankerbewegungsraum (9) in radialer Richtung begrenzende
Innenumfangsfläche (14) aufweist, wobei vorzugsweise in der
Innenumfangsfläche (14) den Ankerbewegungsraum (9) erweiternde Ausnehmungen, beispielsweise in Form von Längsnuten, ausgebildet sind.
Elektromagnetisch betätigbares Saugventil (2) für eine Kraftstoff- Hochdruckpumpe (3) mit einem Magnetkreis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vorzugsweise der Körper (8) die ringförmige Magnetspule (4) durchgreift.
Kraftstoff-Hochdruckpumpe (3) für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Saugventil (2) nach Anspruch 8, wobei vorzugsweise das Saugventil (2) in ein Gehäuseteil (15) der Kraftstoff-Hochdruckpumpe (3) integriert ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018128144A1 (de) 2018-11-09 2020-05-14 Svm Schultz Verwaltungs-Gmbh & Co. Kg Elektromagnetischer Aktuator mit Lagerelement

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090297375A1 (en) * 2008-05-30 2009-12-03 Denso Corporation Electromagnetic valve, fluid pump having the valve, and fluid injector having the valve
US20130306895A1 (en) * 2012-05-17 2013-11-21 Nippon Soken, Inc. Solenoid valve
DE102014200339A1 (de) 2014-01-10 2015-07-16 Robert Bosch Gmbh Elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil
DE102014200584A1 (de) * 2014-01-15 2015-07-16 Robert Bosch Gmbh Elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil
DE102014214231A1 (de) * 2014-07-22 2016-01-28 Robert Bosch Gmbh Elektromagnetische Stelleinheit für ein Saugventil sowie Saugventil

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090297375A1 (en) * 2008-05-30 2009-12-03 Denso Corporation Electromagnetic valve, fluid pump having the valve, and fluid injector having the valve
US20130306895A1 (en) * 2012-05-17 2013-11-21 Nippon Soken, Inc. Solenoid valve
DE102014200339A1 (de) 2014-01-10 2015-07-16 Robert Bosch Gmbh Elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil
DE102014200584A1 (de) * 2014-01-15 2015-07-16 Robert Bosch Gmbh Elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil
DE102014214231A1 (de) * 2014-07-22 2016-01-28 Robert Bosch Gmbh Elektromagnetische Stelleinheit für ein Saugventil sowie Saugventil

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