DE102018200848B4 - Electromagnetic switching valve - Google Patents
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Abstract
Elektromagnetisches Schaltventil (10) für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, aufweisend:
- ein Schließelement (20) zum Schließen des Schaltventiles (10) in einer Schließposition;
- einen beweglichen Anker (24), der zum Bewegen des Schließelementes (20) entlang einer Bewegungsachse (23) zwischen der Schließposition und einer Öffnungsposition mit dem Schließelement (20) gekoppelt ist; und
- einen Bewegungsbegrenzungsanschlag (34), der eine Bewegung des Ankers (24) begrenzt; wobei eine Ankeroberfläche (54) des Ankers (24) und eine Anschlagsoberfläche (50) des Bewegungsbegrenzungsanschlags (34) derart ausgebildet sind, dass sie bei einem Kontakt lediglich an wenigstens einem linienförmigen Kontaktbereich (56) aufeinandertreffen; und wobei die Ankeroberfläche (54) und/oder die Anschlagsoberfläche (50) aus einem Filamentbündel (66) gebildet ist, wobei die einzelnen Filamente des Filamentbündels (66) mehrere linienförmige Kontaktbereiche (56) zur Verfügung stellen.
Electromagnetic switching valve (10) for a fuel injection system of an internal combustion engine, comprising:
- a closing element (20) for closing the switching valve (10) in a closed position;
- a movable armature (24) coupled to the closing element (20) for moving the closing element (20) along a movement axis (23) between the closed position and an open position; and
- a movement limiting stop (34) which limits a movement of the armature (24); wherein an armature surface (54) of the armature (24) and a stop surface (50) of the movement limiting stop (34) are designed such that, upon contact, they only meet at at least one linear contact region (56); and wherein the armature surface (54) and/or the stop surface (50) is formed from a filament bundle (66), wherein the individual filaments of the filament bundle (66) provide a plurality of linear contact regions (56).
Description
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Schaltventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine.The invention relates to an electromagnetic switching valve for a fuel injection system of an internal combustion engine.
In Kraftstoffeinspritzsystemen wird Brennkammern einer Brennkraftmaschine Kraftstoff zumeist mit einem hohen Druck zur Verfügung gestellt, wobei der Druck beispielsweise bei Benzin-Brennkraftmaschinen in einem Bereich von 150 bar bis 400 bar und bei Diesel-Brennkraftmaschinen in einem Bereich von 1500 bar bis 3000 bar liegt. Der Hochdruck in dem jeweiligen Kraftstoff wird durch eine Kraftstoffhochdruckpumpe erzeugt. Je höher der Druck, der in dem jeweiligen Kraftstoff erzeugt werden kann, desto geringer sind Emissionen, die während der Verbrennung des Kraftstoffes in Brennkammern entstehen, was insbesondere vor dem Hintergrund vorteilhaft ist, dass eine Verringerung von Emissionen immer stärker gewünscht wird.In fuel injection systems, fuel is usually supplied to the combustion chambers of an internal combustion engine at high pressure. For example, the pressure in gasoline engines ranges from 150 bar to 400 bar, and in diesel engines from 1500 bar to 3000 bar. The high pressure in the respective fuel is generated by a high-pressure fuel pump. The higher the pressure that can be generated in the respective fuel, the lower the emissions generated during fuel combustion in the combustion chambers, which is particularly advantageous given the increasing desire to reduce emissions.
Um der Kraftstoffhochdruckpumpe zum Beaufschlagen des Kraftstoffes mit Hochdruck den Kraftstoff dosiert zuführen zu können, ist an der Kraftstoffhochdruckpumpe zumeist ein steuerbares Einlassventil vorgesehen.In order to be able to supply the fuel to the high-pressure fuel pump in a metered manner to pressurize the fuel with high pressure, a controllable inlet valve is usually provided on the high-pressure fuel pump.
Häufig werden hierzu schnellschaltende Magnetventile zur Steuerung des Massenstromes des Kraftstoffes in die Kraftstoffhochdruckpumpe hinein eingesetzt, die als elektromagnetische Schaltventile ausgebildet sind. Diese weisen einen Aktorbereich und einen Ventilbereich auf, wobei in dem Ventilbereich ein Schließelement mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, um das Schaltventil zu schließen. Der Aktorbereich sorgt dafür, dass das Schließelement zwischen einer Schließposition und einer Öffnungsposition bewegt werden kann. Dazu ist ein bewegliches magnetisches Bauteil, der sogenannte Anker, vorgesehen, der mit dem Schließelement gekoppelt ist und bei einer Bewegung das Schließelement mitnimmt.Fast-acting solenoid valves designed as electromagnetic switching valves are often used to control the mass flow of fuel into the high-pressure fuel pump. These valves have an actuator section and a valve section, with a closing element in the valve section interacting with a valve seat to close the switching valve. The actuator section ensures that the closing element can be moved between a closed position and an open position. For this purpose, a movable magnetic component, the so-called armature, is provided. This component is coupled to the closing element and entrains the closing element during movement.
Der Anker schlägt zum Begrenzen seiner Bewegung im Betrieb des elektromagnetischen Schaltventiles bei jeder Betätigung des Schaltventiles an einem Bewegungsbegrenzungsanschlag ein und wird dadurch abgebremst. Durch die Bremsbewegung des Ankers und das Einschlagen werden ein Impuls und dadurch ein Körperschall in der Kraftstoffhochdruckpumpe erzeugt.To limit its movement during operation of the electromagnetic switching valve, the armature strikes a movement limit stop each time the switching valve is actuated, thereby decelerating it. The braking movement of the armature and the impact generate a pulse and thus structure-borne noise in the high-pressure fuel pump.
Bisher wird das Problem der Geräuschentwicklung in der Abbremsphase des Ankers auf den Bewegungsbegrenzungsanschlag durch aufwendige elektrische Ansteuerprofile gelöst, bei der ein Kraftimpuls durch den Aktor kurz vor dem Aufschlag in die entgegengesetzte Schließrichtung eingeleitet wird.Until now, the problem of noise generation during the braking phase of the armature to the movement limit stop has been solved by complex electrical control profiles, in which a force impulse is introduced by the actuator in the opposite closing direction shortly before the impact.
Die
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein vereinfachtes elektromagnetisches Schaltventil bereitzustellen, bei dem eine Geräuschentwicklung im Betrieb auf ein Minimum reduziert werden kann.The object of the invention is to provide a simplified electromagnetic switching valve in which noise during operation can be reduced to a minimum.
Diese Aufgabe wird mit einem elektromagnetischen Schaltventil mit den Merkmalskombinationen der Ansprüche 1 und 2 gelöst.This object is achieved with an electromagnetic switching valve having the feature combinations of claims 1 and 2.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein elektromagnetisches Schaltventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine weist ein Schließelement zum Schließen des Schaltventiles in einer Schließposition und einen beweglichen Anker auf, der zum Bewegen des Schließelements entlang einer Bewegungsachse zwischen der Schließposition und einer Öffnungsposition mit dem Schießelement gekoppelt ist. Weiter weist das Schaltventil einen Bewegungsbegrenzungsanschlag auf, der eine Bewegung des Ankers begrenzt. Eine Ankeroberfläche des Ankers und eine Anschlagsoberfläche des Bewegungsbegrenzungsanschlags sind derart ausgebildet, dass sie bei einem Kontakt lediglich an wenigstens einem linienförmigen Kontaktbereich aufeinandertreffen. Die Ankeroberfläche und/oder die Anschlagsoberfläche sind aus einem Filamentbündel gebildet.An electromagnetic switching valve for a fuel injection system of an internal combustion engine comprises a closing element for closing the switching valve in a closed position and a movable armature coupled to the closing element for moving the closing element along a movement axis between the closed position and an open position. Furthermore, the switching valve comprises a movement-limiting stop that limits movement of the armature. An armature surface of the armature and a stop surface of the movement-limiting stop are configured such that, upon contact, they only meet at at least one linear contact area. The armature surface and/or the stop surface are formed from a filament bundle.
Das Filamentbündel kann beispielsweise aus einem metallischen Draht oder aus Kunststoffsträngen gebildet sein. Dadurch, dass in einem Filamentbündel Zwischenräume vorliegen, kann dieses Filamentbündel beim Zusammentreffen mit einem sich bewegenden Element unter einem geringen mechanischen Widerstand nachgeben, wobei das sich bewegende Element abgebremst wird. Danach federt das Filamentbündel wieder in seine Ausgangsform zurück. The filament bundle can be made of a metallic wire or plastic strands, for example. The gaps within a filament bundle allow the filament bundle to yield under slight mechanical resistance when it encounters a moving element, thereby slowing down the moving element. The filament bundle then springs back to its original shape.
Dabei stellen die einzelnen Filamente mehrere linienförmige Kontaktbereiche zur Verfügung, sodass auf eine weitere Ausgestaltung der Oberfläche in Form einer speziellen Oberflächenstruktur verzichtet werden kann.The individual filaments provide several linear contact areas, so that further design of the surface in the form of a special surface structure is not necessary.
Ein elektromagnetisches Schaltventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine weist ein Schließelement zum Schließen des Schaltventiles in einer Schließposition und einen beweglichen Anker auf, der zum Bewegen des Schließelements entlang einer Bewegungsachse zwischen der Schließposition und einer Öffnungsposition mit dem Schießelement gekoppelt ist. Weiter weist das Schaltventil einen Bewegungsbegrenzungsanschlag auf, der eine Bewegung des Ankers begrenzt. Eine Ankeroberfläche des Ankers und eine Anschlagsoberfläche des Bewegungsbegrenzungsanschlags sind derart ausgebildet, dass sie bei einem Kontakt lediglich an wenigstens einem linienförmigen Kontaktbereich aufeinandertreffen. Die Ankeroberfläche und/oder die Anschlagsoberfläche weisen eine Oberflächenstruktur auf, die den linienförmigen Kontaktbereich bei einem Kontakt von Ankeroberfläche und Anschlagsoberfläche bereitstellt. Die Oberflächenstruktur ist aus einem elastischen Werkstoff gebildet und weist in einem senkrecht zu der Bewegungsachse des Schließelementes angeordneten Querschnitt eine Zackenstruktur, insbesondere eine unregelmäßige Zackenstruktur, auf.An electromagnetic switching valve for a fuel injection system of an internal combustion engine has a closing element for closing the switching valve in a closed position and a movable armature coupled to the closing element for moving the closing element along a movement axis between the closed position and an open position. Furthermore, the switching valve has a movement-limiting stop that limits the movement of the armature. An armature surface of the armature and a stop surface of the movement-limiting stop are configured such that, upon contact, they only meet at at least one linear contact area. The armature surface and/or the stop surface have a surface structure that provides the linear contact area upon contact between the armature surface and the stop surface. The surface structure is formed from an elastic material and has a serrated structure, in particular an irregular serrated structure, in a cross-section arranged perpendicular to the movement axis of the closing element.
Die Zackenstruktur sorgt dafür, dass sich die Oberflächenstruktur bei einem Aufeinanderschlagen des Ankers und des Bewegungsbegrenzungsanschlags plastisch verformen kann, nachgibt, und somit das Aufeinandertreffen von Anker und Bewegungsbegrenzungsanschlag dämpft.The serrated structure ensures that the surface structure can plastically deform and yield when the armature and the movement limit stop collide, thus dampening the impact between the armature and the movement limit stop.
Ein elektromagnetisches Schaltventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine weist ein Schließelement zum Schließen des Schaltventiles in einer Schließposition und einen beweglichen Anker auf, der zum Bewegen des Schließelements entlang einer Bewegungsachse zwischen der Schließposition und einer Öffnungsposition mit dem Schießelement gekoppelt ist. Weiter weist das Schaltventil einen Bewegungsbegrenzungsanschlag auf, der eine Bewegung des Ankers begrenzt. Eine Ankeroberfläche des Ankers und eine Anschlagsoberfläche des Bewegungsbegrenzungsanschlags sind derart ausgebildet, dass sie bei einem Kontakt lediglich an wenigstens einem linienförmigen Kontaktbereich aufeinandertreffen. Die Ankeroberfläche und/oder die Anschlagsoberfläche weisen eine Oberflächenstruktur auf, die den linienförmigen Kontaktbereich bei einem Kontakt von Ankeroberfläche und Anschlagsoberfläche bereitstellt.An electromagnetic switching valve for a fuel injection system of an internal combustion engine has a closing element for closing the switching valve in a closed position and a movable armature that is coupled to the closing element for moving the closing element along a movement axis between the closed position and an open position. Furthermore, the switching valve has a movement-limiting stop that limits movement of the armature. An armature surface of the armature and a stop surface of the movement-limiting stop are configured such that, upon contact, they only meet at at least one linear contact area. The armature surface and/or the stop surface have a surface structure that provides the linear contact area upon contact between the armature surface and the stop surface.
Die Ankeroberfläche und die Anschlagsoberfläche sind die beiden Bereiche von Anker und Bewegungsbegrenzungsanschlag, die beim Betrieb des elektromagnetischen Schaltventiles, vor allem beim Abbremsen des Ankers, miteinander in Kontakt kommen. Wenn der Kontaktbereich dieser beiden Oberflächen minimal gehalten wird, nämlich in der Form einer Linie, entsteht nur in diesem linienförmigen Kontaktbereich ein Geräusch, das durch das Volumen des Bewegungsbegrenzungsanschlags abgeleitet werden kann. Dadurch kann eine Dämpfung des Körperschalls erzielt werden.The armature surface and the stop surface are the two areas of the armature and the travel limit stop that come into contact during operation of the electromagnetic switching valve, especially during armature deceleration. If the contact area between these two surfaces is kept to a minimum, namely in the shape of a line, noise is generated only in this linear contact area, which can be dissipated by the volume of the travel limit stop. This can attenuate structure-borne noise.
Sofern noch nicht vorgesehen, können sowohl der Anker selbst als auch der Bewegungsbegrenzungsanschlag eine entsprechende Oberflächenstruktur aufweisen. Es ist auch möglich, dass nur eines der beiden Bauteile die Oberflächenstruktur aufweist, welche den linienförmigen Kontaktbereich bereitstellt.If not already planned, both the anchor itself and the movement limit stop can have a corresponding surface structure. It is also possible that only one of the two components has the surface structure. structure, which provides the linear contact area.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist die Oberflächenstruktur elastisch verformbar ausgebildet. Dadurch weist die Oberflächenstruktur Federeigenschaften auf, die zu einer Dämpfung des Körperschalles beitragen.In an advantageous embodiment, the surface structure is designed to be elastically deformable. This gives the surface structure spring properties that contribute to dampening structure-borne sound.
Sofern noch nicht vorgesehen, ist die Oberflächenstruktur vorzugsweise aus einem elastischen Werkstoff gebildet und weist in einem senkrecht zu der Bewegungsachse des Schließelementes angeordneten Querschnitt eine Zackenstruktur, insbesondere eine unregelmäßige Zackenstruktur, auf. Die Zackenstruktur sorgt dafür, dass sich die Oberflächenstruktur bei einem Aufeinanderschlagen des Ankers und des Bewegungsbegrenzungsanschlags plastisch verformen kann, nachgibt, und somit das Aufeinandertreffen von Anker und Bewegungsbegrenzungsanschlag dämpft.If not already provided, the surface structure is preferably formed from an elastic material and has a serrated structure, in particular an irregular serrated structure, in a cross-section arranged perpendicular to the movement axis of the locking element. The serrated structure ensures that the surface structure can plastically deform and yield when the armature and the movement limit stop collide, thus dampening the impact between the armature and the movement limit stop.
Vorzugsweise ist die Oberflächenstruktur aus einem elastischen Werkstoff gebildet und in einem senkrecht zu der Bewegungsachse des Schließelementes angeordneten Querschnitt konvex ausgebildet. Dabei kann die konvexe Ausbildung eine glatte Oberflächenstruktur aufweisen, es ist jedoch auch möglich, dass die konvexe Ausbildung mit der Zackenstruktur kombiniert gebildet ist. Auch hier erfolgt eine plastische Verformung der Oberflächenstruktur beim Aufeinandertreffen des Bewegungsbegrenzungsanschlages und des Ankers, sodass der Aufschlag abgedämpft werden kann.Preferably, the surface structure is formed from an elastic material and has a convex cross-section perpendicular to the movement axis of the locking element. The convex structure can have a smooth surface structure, but it is also possible for the convex structure to be combined with the serrated structure. Here, too, plastic deformation of the surface structure occurs when the movement limit stop and the armature collide, thus cushioning the impact.
Sofern noch nicht vorgesehen, ist die Oberflächenstruktur gemäß einer alternativen Ausführungsform aus einem elastischen Werkstoff gebildet und in einem senkrecht zu der Bewegungsachse des Schließelementes angeordneten Querschnitt keilförmig ausgebildet.If not already provided, the surface structure according to an alternative embodiment is formed from an elastic material and is wedge-shaped in a cross-section arranged perpendicular to the movement axis of the closing element.
In den beschriebenen Ausführungsformen der Oberflächenstruktur ist die Oberflächenstruktur aus einem elastischen Werkstoff ausgebildet, der Feder- und somit Dämpfungseigenschaften materialseitig bereitstellt.In the described embodiments of the surface structure, the surface structure is formed from an elastic material that provides spring and thus damping properties on the material side.
Durch eine Änderung des Grundquerschnitts der Oberflächenstruktur, beispielsweise als Zackenstruktur, konvex oder keilförmig kann eine Federrate und somit auch die durch die Oberflächenstruktur bewirkte Dämpfung von der Designseite her eingestellt werden. Durch die jeweilige Form kann erreicht werden, dass eine sich durch die Bremskraft aufbauende Gegenkraft langsamer zunimmt und somit eine geringere Geräuschentwicklung entsteht.By changing the basic cross-section of the surface structure, for example, to a serrated, convex, or wedge-shaped structure, the spring rate and thus the damping effect of the surface structure can be adjusted from a design perspective. The respective shape can ensure that the counterforce built up by the braking force increases more slowly, thus resulting in lower noise.
Vorteilhaft ist der Bewegungsbegrenzungsanschlag als ringförmige Scheibe ausgebildet, die als separates Bauteil in einem Führungsabschnitt eines Gehäuseteils des elektromagnetischen Schaltventils zum Führen des Ankers bei seiner Bewegung angeordnet ist. Der Anker schlägt daher zum Abbremsen in eine separat ausgebildete ringförmige Scheibe ein, die entweder die oben beschriebene Oberflächenstruktur aufweist oder direkt als Filamentbündel ausgebildet ist.Advantageously, the movement limit stop is designed as an annular disc, which is arranged as a separate component in a guide section of a housing part of the electromagnetic switching valve to guide the armature during its movement. Therefore, the armature strikes a separately formed annular disc for deceleration, which either has the surface structure described above or is designed directly as a filament bundle.
Vorzugsweise weist die ringförmige Scheibe hydraulische Ausgleichsnuten auf. Die Ausgleichsnuten sind an der Anschlagsoberfläche der Scheibe ausgebildet und vermeiden ein hydraulisches Kleben von Anker und Scheibe nach ihrem Kontakt beim Aufschlag.Preferably, the annular disc has hydraulic compensation grooves. The compensation grooves are formed on the stop surface of the disc and prevent hydraulic sticking of the armature and disc after their contact upon impact.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
-
1 eine schematische Schnittdarstellung durch ein elektromagnetisches Schaltventil, bei dem ein Schließelement von einem Anker bewegt wird, wobei der Anker in seiner Bewegung von einem Bewegungsbegrenzungsanschlag abgebremst wird; -
2 eine perspektivische Darstellung des Bewegungsbegrenzungsanschlages aus1 , der als ringförmige Scheibe ausgebildet ist; -
3 eine weitere perspektivische Darstellung des Bewegungsbegrenzungsanschlages entsprechend2 ; -
4 eine Querschnittdarstellung des Bewegungsbegrenzungsanschlages aus2 und3 in einer ersten Ausführungsform; -
5 eine Querschnittdarstellung des Bewegungsbegrenzungsanschlages aus2 und3 in einer zweiten Ausführungsform; -
6 eine Querschnittdarstellung des Bewegungsbegrenzungsanschlages aus2 und3 in einer dritten Ausführungsform; und -
7 eine Querschnittdarstellung des Bewegungsbegrenzungsanschlages aus2 und3 in einer vierten Ausführungsform.
-
1 a schematic sectional view through an electromagnetic switching valve in which a closing element is moved by an armature, the armature being braked in its movement by a movement limiting stop; -
2 a perspective view of the movement limit stop from1 , which is designed as an annular disc; -
3 another perspective view of the movement limit stop according to2 ; -
4 a cross-sectional view of the movement limit stop from2 and3 in a first embodiment; -
5 a cross-sectional view of the movement limit stop from2 and3 in a second embodiment; -
6 a cross-sectional view of the movement limit stop from2 and3 in a third embodiment; and -
7 a cross-sectional view of the movement limit stop from2 and3 in a fourth embodiment.
Das Schließelement 20 wird dabei von dem Aktorbereich 18 entlang einer Bewegungsachse 23 bewegt. Hierzu ist das Schließelement 20 mit einem beweglichen Anker 24 gekoppelt. Neben dem Anker 24 weist der Aktorbereich 18 weiter ein feststehendes Polstück 26 und eine Spule 28 auf.The closing
Wird im Betrieb des Schaltventiles 10 die Spule 28 elektrisch angesteuert, das heißt mit Strom beaufschlagt, entsteht ein Magnetfeld, das einen Magnetkreis bildet. Im Inneren des Magnetkreises befinden sich die beiden relativ zueinander axial beweglichen, magnetischen Bauteile, nämlich der bewegliche Anker 24 und das feststehende Polstück 26. Diese beiden Bauteile sind durch eine Druckfeder 30 beabstandet zueinander angeordnet und werden durch diese Druckfeder 30 auseinandergehalten. Durch das aufgebaute Magnetfeld wird eine Kraft erzeugt, die das Polstück 26 und den Anker 24 zueinander zieht und die Federkraft der Druckfeder 30 überwindet. Dadurch setzt sich der Anker 24 in Bewegung.When the switching
Da der Anker 24 mit dem Schließelement 20 gekoppelt ist, nimmt der Anker 24 bei seiner Bewegung das Schließelement 20 mit. Since the
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Schaltventil 10 als stromlos offenes Schaltventil 10 ausgebildet, das heißt, die Druckfeder 30 hält im unbestromten Zustand der Spule 28 den Anker 24 auf Abstand zu dem Polstück 26 und somit das Schließelement 20 in seiner Öffnungsposition. Ist demgemäß eine elektrische Ansteuerung der Spule 28 abgeschaltet, drückt die Druckfeder 30 den Anker 24 direkt oder indirekt, beispielsweise über ein Koppelungselement 32, in die Öffnungsposition zurück.In the present embodiment, the switching
Die Ausbildung des elektromagnetischen Schaltventils 10 als stromlos offenes Schaltventil 10 ist nur eine beispielhafte Ausführungsform, es ist auch möglich, die Druckfeder 30 entsprechend anders anzuordnen, sodass das Schaltventil 10 als stromlos geschlossenes Schaltventil 10 ausgebildet ist.The design of the
In der vorliegenden Ausführungsform trifft der Anker 24 bei seiner Bewegung in Richtung der Öffnungsposition des Schließelementes 20 auf einen Bewegungsbegrenzungsanschlag 34, der in der vorliegenden Ausführungsform als Scheibe 36 ausgebildet ist, die ein separates Bauteil in einem Gehäuseteil 38 des Schaltventiles 10 bildet, der einen Führungsabschnitt 40 zum Führen des Ankers 24 bei seiner Bewegung ausbildet. Der Bewegungsbegrenzungsanschlag 34, der somit in der statischen Führung des Ankers 24 angeordnet ist, bremst die Abwärtsbewegung des Ankers 24. Durch die Bremsbewegung des Ankers 24 wird ein Impuls und dadurch auch ein Körperschall in der Kraftstoffhochdruckpumpe 14 erzeugt.In the present embodiment, the
Die Steuerung der in die Kraftstoffhochdruckpumpe 14 eingelassenen Kraftstoffmenge über das elektromagnetische Schaltventil 10 erfolgt wie folgt:
- Der Kraftstoff tritt über einen Einlass 42 in
die Kraftstoffhochdruckpumpe 14 ein.Ein Pumpenkolben 44 bewegt sich innerhalb eines Druckraumes 46der Kraftstoffhochdruckpumpe 14 oszillierend. Durch eine Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens 44 wird in einer Öffnungsposition des Schließelementes 20 der Kraftstoff ausdem Einlass 42 inden Druckraum 46 gesaugt. Bei einer Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens 44verbleibt das Schließelement 20 zunächst in der Öffnungsposition, sodass der Kraftstoff inden Einlas 42 zurückgefördert wird. Dies ist als „Reflux“ bekannt.
- The fuel enters the high-
pressure fuel pump 14 via aninlet 42. Apump piston 44 oscillates within apressure chamber 46 of the high-pressure fuel pump 14. A downward movement of thepump piston 44 draws the fuel from theinlet 42 into thepressure chamber 46 when theclosing element 20 is in an open position. When thepump piston 44 moves upward, the closingelement 20 initially remains in the open position, so that the fuel is pumped back into theinlet 42. This is known as "reflux."
Soll nun der Kraftstoff nicht in den Einlass 42 zurückrefluxiert werden, sondern in einen Hochdruckbereich 47, beispielsweise ein Rail, gefördert werden, wird das Schließelement 20 durch den Aktorbereich 18 während der Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens 44 in seine Schließposition gebracht. In der Schließposition des Schaltventiles 10 wird ein Einlassquerschnitt geschlossen. Dadurch kann in der verbleibenden Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens 44 der Kraftstoff über ein Auslassventil 48 in dem Hochdruckbereich 47 gefördert werden.If the fuel is not to be refluxed back into the
Soll die Förderung des Kraftstoffes in den Hochdruckbereich 47 beendet werden, wird die Spule 28 wieder abgeschaltet, und das Schließelement 20 kehrt gemeinsam mit dem Anker 24 in die Ausgangsstellung (Öffnungsposition) zurück. Dabei schlägt der Anker 24 zum Abbremsen seiner Bewegung, die durch die Federkraft der Druckfeder 30 induziert worden ist, in dem Bewegungsbegrenzungsanschlag 34 ein.If the fuel supply to the high-
Der Bewegungsbegrenzungsanschlag 34 ist in der vorliegenden Ausführungsform als separate ringförmige Scheibe 36 ausgebildet, die unterhalb des Ankers 24 in einem Bereich unterhalb der statischen Führung des Ankers 24 montiert ist. Die Scheibe 36 weist eine definierte Dicke im unbelasteten Zustand auf, damit eine definierte Lage des Bewegungsbegrenzungsanschlags 34 in der Ausgangsposition zur Verfügung steht.In the present embodiment, the movement limit stop 34 is designed as a separate annular disc 36, which is mounted below the
Der Bewegungsbegrenzungsanschlag 34 ist in der vorliegenden Ausführungsform als separat ausgebildete Scheibe 36 vorgesehen, es ist jedoch auch möglich, den Bewegungsbegrenzungsanschlag 34 direkt in den Führungsabschnitt 40, d. h. integral mit dem Gehäuseteil 38, auszubilden.In the present embodiment, the movement limiting stop 34 is provided as a separately formed disc 36, but it is also possible to form the movement limiting stop 34 directly in the
Der als ringförmige Scheibe 36 gebildete Bewegungsbegrenzungsanschlag 34 ist in
Um den entstehenden Körperschall, der beim Aufschlagen des Ankers 24 auf den Bewegungsbegrenzungsanschlag 34 entsteht, weiter zu reduzieren, wird vorgeschlagen, eine Ankeroberfläche 54, die beim Aufschlag mit der Anschlagsoberfläche 50 in Kontakt kommt, und die Anschlagsoberfläche 50 derart auszubilden, dass sie bei einem Kontakt lediglich an wenigstens einem linienförmigen Kontaktbereich 56 aufeinandertreffen. Dadurch können wirkende Aufschlagskräfte dissipiert werden und der entstehende Körperschall wird verringert.To further reduce the structure-borne noise generated when the
Die Ankeroberfläche 54 bzw. die Anschlagsoberfläche 50 können jede einzeln oder auch beide eine Oberflächenstruktur 58 aufweisen, die den linienförmigen Kontaktbereich 56 bereitstellt. Beispiele hierfür sind in Querschnittsdarstellungen durch die Scheibe 36 (Position des Querschnittes gezeigt in
Die Scheibe 36 ist in der ersten Ausführungsform gemäß
In der ersten Ausführungsform ist die Oberflächenstruktur 58 als unregelmäßige Zackenstruktur 62 ausgebildet. Treffen Anker 24 und Scheibe 36 nun zusammen, verformt sich die Zackenstruktur 62 plastisch, nimmt so Aufschlagkräfte auf und dämpft diese. Nach dem Aufschlag kehrt die Zackenstruktur 62 in ihre ursprüngliche Form zurück. Die Scheibe 36 weist demgemäß Federeigenschaften auf und kann somit den Aufschlag abdämpfen.In the first embodiment, the
Eine zweite Ausführungsform ist in
In einer alternativen dritten Ausführungsform, gezeigt in
Eine alternative Möglichkeit zur Ausbildung eines linienförmigen Kontaktbereiches 56 zwischen Anschlagsoberfläche 50 und Ankeroberfläche 54 ist in der Querschnittdarstellung der Scheibe 36 in
Hier ist die Scheibe 36 als Filamentbündel 66 ausgebildet und weist beispielsweise einfache metallische Drähte oder Kunststoffstränge auf, die das Filamentbündel 66 bilden. Die einzelnen Filamente des Filamentbündels 66 sind derart angeordnet, dass sich automatisch eine Oberflächenstruktur 58 ergibt, die einen linienförmigen Kontaktbereich 56 zwischen Anschlagsoberfläche 50 und Ankeroberfläche 54 bereitstellt.Here, the disc 36 is designed as a
Die Oberflächenstruktur 58 bzw. das Filamentbündel 66 können als einzelnes Bauteil, nämlich beispielsweise in Form der ringförmigen Scheibe 36, in dem elektromagnetischen Schaltventil 10 bereitgestellt werden. Es ist jedoch auch möglich, diese Strukturen integral mit dem Anker 24 selbst bzw. mit dem Gehäuseteil 38 in dem Führungsabschnitt 40 vorzusehen. Der Vorteil dieser Struktur liegt darin, dass einfach eine federnde und dämpfende Struktur bereitgestellt werden kann, die für die Geräuschreduzierung zur Verfügung gestellt wird.The
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