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WO2018028865A1 - Elektromagnetisch betätigbares saugventil und kraftstoff-hochdruckpumpe - Google Patents

Elektromagnetisch betätigbares saugventil und kraftstoff-hochdruckpumpe Download PDF

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WO2018028865A1
WO2018028865A1 PCT/EP2017/065194 EP2017065194W WO2018028865A1 WO 2018028865 A1 WO2018028865 A1 WO 2018028865A1 EP 2017065194 W EP2017065194 W EP 2017065194W WO 2018028865 A1 WO2018028865 A1 WO 2018028865A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
armature
stop element
suction valve
valve body
fuel pump
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2017/065194
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Kolb
Tobias Landenberger
Steffen Holm
Alexandra Leveau
Gabriel CICHON
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of WO2018028865A1 publication Critical patent/WO2018028865A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
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    • F02M59/368—Pump inlet valves being closed when actuated
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    • F02M2200/80—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
    • F02M2200/8084—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving welding or soldering

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetically actuated suction valve for a high-pressure fuel pump with the features of the preamble of claim 1.
  • the proposed electromagnetically actuated intake valve is used to supply a high-pressure fuel pump with fuel.
  • the invention therefore further relates to a high-pressure fuel pump with such a suction valve.
  • an electromagnetically controllable suction valve for a high-pressure pump of a fuel injection system in particular a common rail injection system
  • a common rail injection system which comprises an annular magnetic coil for acting on a liftable armature and a pole core, which together with the armature Working air gap limited.
  • the armature is at least partially surrounded by a valve body which is designed as a screw plug and the attachment of the suction valve to the high-pressure pump is used.
  • the pole core and the valve body are connected by means of a sleeve, wherein the connection of the sleeve with the pole core via a weld.
  • the present invention has for its object to provide an electromagnetically actuated suction valve for a high-pressure fuel pump, whose Robustness is further increased. Furthermore, the dynamics of the armature movement should be optimized to reduce the valve switching time and / or to minimize valve timing variations. To solve the problem, the electromagnetically actuated suction valve with the features of claim 1 is proposed. Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims. Furthermore, a high-pressure fuel pump is specified with such a suction valve. Disclosure of the invention
  • the electromagnetically actuated suction valve proposed for a high-pressure fuel pump comprises an annular magnet coil for acting on a liftable between two end stops and can be coupled with a valve lifter anchor, at least in sections in a recess of a
  • Valve body is added.
  • the armature has a plurality of eccentrically arranged through bores which are hydraulically connected or connectable via at least one circumferential groove formed in the armature and / or in a stop element forming the first end stop.
  • the plurality of through holes formed in the anchor allow a hydraulic pressure equalization in a stroke movement of the armature in fuel.
  • the fuel can flow via the passage bores from a pressure space located above the armature into a pressure space located below the armature or vice versa.
  • the through holes thus promote rapid pressure equalization.
  • they reduce the mass of the anchor so that its dynamics increase. This in turn leads to a reduction of the valve switching time.
  • the plurality of through holes are arranged at the same angular distance from each other on an imaginary circular line, so that the armature is flowed through evenly in a lifting movement of fuel.
  • three, four or more through-holes may be formed in the armature.
  • Hydraulic adhesive effects are due to the fact that a negative pressure forms between the armature and the respective end stop, which makes it difficult to release the armature from the end stop. At the same time due to the negative pressure increases the risk of cavitation, so that adjacent areas are exposed to increased wear by cavitation erosion.
  • the suction valve according to the invention has a circumferential groove formed in the armature or in the stop element, in particular annular groove, for the hydraulic connection of the through holes passing through the armature.
  • a constant hydraulic connection of the through holes is made.
  • a hydraulic connection of the through holes is made at least at fitting anchor.
  • the at least one circumferential groove formed in the armature and / or in the stop element has a common covering area with the through bores formed in the armature.
  • the at least one circumferential groove formed in the armature and / or in the stop element reduces the contact area of the armature with the stop element. Further, it forms a fuel-filled cavity between the armature and the stop element, which favors an underflow of the armature with fuel when the armature tries to release from the stop element.
  • the passing over the groove between the armature and the stop element fuel counteracts the formation of local vacuum areas and thus prevents hydraulic bonding of the armature to the stop element.
  • the anchor movement is thus highly dynamic. This in turn leads to short and little fluctuating valve switching times. Furthermore, the danger of cavitation decreases.
  • the stop element is at least partially plate-shaped and at one in the Recess projecting annular collar of the valve body axially supported.
  • the stop element may be formed as a simple plate, which rests on the annular collar of the valve body.
  • the plate-shaped portion of the stop element or the plate-shaped stop member forms the first end stop and also allows adjustment of the stroke of
  • the stop element is made of a non-magnetic or non-magnetizable material, it can also be used for magnetic separation of the armature from the valve body.
  • a material for forming the stop element can be selected, which is particularly resistant to wear and thus contributes to the increase in robustness of the suction valve.
  • the stop element has a collar portion embracing the annular collar of the valve body.
  • the radial position of the stop element can be predetermined.
  • the stop element is pressed over the collar portion in the valve body.
  • the stop element is fixed in position both in the radial and in the axial direction. The axial position fixation prevents the stop element from sticking to the armature when it moves away from the first end stop in the direction of the further end stop. The interference fit of the stop element thus promotes a high anchor dynamics.
  • the stop element preferably has a central recess which is hydraulically connected to the through holes formed in the armature independently of the stroke of the armature.
  • the central recess of the stop element also has a covering area with the through-holes. Accordingly, the armature movement space formed in the valve body is connected to a further pressure space via the central recess of the stop element, into which fuel can be displaced or can flow out of the fuel in order to produce the required pressure equalization during a stroke movement of the armature.
  • At least one circumferential groove is formed in the armature, which is completely covered by the stop element at adjacent anchor.
  • the contact area of the armature with the stop element is therefore reduced by a maximum, namely by the groove width. Accordingly, the driving a hydraulic bonding of the armature to the stop element.
  • the at least one groove formed in the armature reduces the mass of the armature, which also has a favorable effect on the dynamics of the armature.
  • At least one circumferential groove is formed within an end face of the stop element facing the armature, so that the groove is bounded radially inward and radially outward by the end face.
  • the groove reduces the contact area between the armature and the stop element, so that hydraulic adhesive effects are counteracted.
  • the second end stop is formed by a pole core, which defines a working air gap together with the armature.
  • the stroke of the armature can be adjusted.
  • the pole core is preferably fixedly connected to the valve body via a sleeve, so that the once set stroke of the armature undergoes no change due to a relative movement of the pole core relative to the valve body.
  • the sleeve is welded to the pole core and / or the valve body. In this way, a particularly robust and also fluid-tight connection can be achieved.
  • a high-pressure fuel pump for a fuel injection system is proposed with a suction valve according to the invention.
  • the suction valve is preferably integrated in a housing part of the high-pressure fuel pump. This means that the valve stem of the suction valve is guided over a bore of the housing part of the high-pressure fuel pump and / or cooperates with a valve seat formed in the housing part of the high-pressure fuel pump.
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through an inventive suction valve, which is integrated in a fuel high pressure pump
  • Fig. 2 a) an enlarged detail of Figure 1 in the region of the first end stop, and b) a plan view of the cooperating with the first end stop surface of the armature, and
  • Fig. 3 a shows a schematic longitudinal section through an inventive suction valve according to another preferred embodiment, and b) a plan view of the stop element.
  • the electromagnetically actuated intake valve 1 shown in FIG. 1 serves to supply a high-pressure fuel pump 2 with fuel.
  • the suction valve 1 is for this purpose integrated in a housing part 20 of the high-pressure fuel pump 2, in such a way that a valve stem 6 of the suction valve 1 is guided in a liftable manner via a bore 21 formed in the housing part 20.
  • the bore 21 opens via a valve seat 25 into a high-pressure element chamber 22 of the high-pressure fuel pump 2, so that when the intake valve 1 is open, fuel flows from a low-pressure chamber 26 via inlet bores 27 and the valve seat 25 into the high-pressure element chamber 22.
  • the intake valve 1 is closed, the fuel present in the high-pressure element space 22 is compressed by means of the lifting movement of a pump piston 29 and subsequently fed via an outlet valve 23 to a high-pressure accumulator (not shown).
  • valve stem 6 is acted upon in the closing direction by the spring force of a valve spring 24, so that the spring force of the valve spring 24 pulls the valve stem 6 into the valve seat 25.
  • another spring 28 is provided whose spring force is greater than that of the valve spring 24.
  • the further spring 28 is supported on the one hand on an armature 7, on the other hand on a pole core 17 which defines a working air gap 18 together with the armature 7. If a solenoid coil 3 provided for acting on the armature 7 remains de-energized, the spring force of the spring 28 keeps the suction valve 1 open. To close the suction valve Tils 1, the solenoid coil 3 is energized.
  • the armature 7 moves between two end stops 4, 5 back and forth.
  • the upper end stop 5 is presently formed by the pole core 17.
  • a lower end stop 4 is a stop element 12 which is inserted into a recess 8 of a valve body 9 and supported on an annular collar 13 of the valve body 9. The axial distance between the pole core 17 and the stop element 12 thus determines the maximum stroke of the armature 7.
  • the pole core 17 is fixedly connected to the valve body 9 by means of a sleeve 19.
  • the stop element 12 has a central recess 15 through which a bolt-shaped portion of the armature 7 is guided for contacting the valve stem 6.
  • a collar portion 14 of the stopper member 12 connects, which surrounds the annular collar 13 of the valve body 9.
  • the stop element 12 is pressed over the collar portion 14 in the valve body 9. The interference fit prevents the abutment member 12 from following the anchor 7 as it moves from the lower end stop 4 toward the upper end stop 5.
  • the armature 7 has four through holes 10, which are connected via a frontally formed in the armature 7 circumferential groove 11 (see Figures 2a and 2b)).
  • the four through holes 10 are for this purpose in the same
  • the groove 11 is formed as an annular groove having a common overlap region with the through holes 10.
  • the groove 11 facilitates the detachment of the armature 7 from the stop element 12, since fuel flows under the armature 7 via the groove 11 to flow, so that no local vacuum areas arise.
  • a quick pressure equalization is also achieved via the groove 11, which allows a high armature dynamics.
  • a modification of the suction valve 1 of Fig. 1 is shown in Figures 3a) and 3b).
  • the groove 11 is not formed in the armature 7, but in an armature 7 facing end face 16 of the stop element 12.
  • the groove 11 When fitting anchor 7, the groove 11 connects formed in the anchor 7 through holes 10, since they have a common coverage area. During an upward movement of the armature 7 thus fuel can flow through the groove 11 under the armature 7, so that it is easier to release from the stop element 12.
  • the mode of action therefore essentially corresponds to that described above, so that reference is made to this.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil (1) für eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe (2), umfassend eine ringförmige Magnetspule (3) zur Einwirkung auf einen zwischen zwei Endanschlägen (4, 5) hubbeweglichen und mit einem Ventilstößel (6) koppelbaren Anker (7), der zumindest abschnittsweise in einer Ausnehmung (8) eines Ventilkörpers (9) aufgenommen ist. Erfindungsgemäß weist der Anker (7) mehrere exzentrisch angeordnete Durchgangsbohrungen (10) auf, die über mindestens eine umlaufende Nut (11), die im Anker (7) und/oder in einem den ersten Endanschlag (4) ausbildenden Anschlagelement (12) ausgebildet ist, hydraulisch verbunden oder verbindbar sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe (2) mit einem solchen Saugventil (1).

Description

Beschreibung Titel
Elektromagnetisch betätigbares Saugventil und Kraftstoff-Hochdruckpumpe
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Das vorgeschlagene elektromagnetisch betätigbare Saugventil dient der Versorgung einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit Kraftstoff. Die Erfindung betrifft daher ferner eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit einem solchen 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, bekannt, das eine ringförmige Magnetspule zur Einwirkung auf einen hubbeweglichen Anker sowie einen Polkern umfasst, der gemeinsam mit dem Anker einen Arbeitsluftspalt begrenzt. Der Anker ist zumindest abschnittsweise von einem Ventilkörper umgeben, der als Verschlussschraube ausgebildet ist und der Befestigung des Saugventils an der Hochdruckpumpe dient. Der Polkern und der Ventilkörper sind mittels einer Hülse verbunden, wobei die Verbindung der Hülse mit dem Polkern über eine Schweißnaht erfolgt. Da mit Anschlagen des Ankers am Polkern die Schweißnaht stark belastet wird, so dass die Gefahr besteht, dass die Bauteilverbindung vorzeitig versagt, wird zur Entlastung der Schweißnaht vorgeschlagen, den Polkern in Richtung des Ankers axial vorzuspannen. Auf diese Weise sollen die Robustheit der Bauteilverbindung und in der Folge die Robustheit des Saugventils gesteigert werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe anzugeben, dessen Robustheit weiter gesteigert ist. Ferner soll die Dynamik der Ankerbewegung optimiert werden, um die Ventilschaltzeit zu verringern und/oder Ventilschaltzeitschwankungen zu minimieren. Zur Lösung der Aufgabe wird das elektromagnetisch betätigbare Saugventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ferner wird eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit einem solchen Saugventil angegeben. Offenbarung der Erfindung
Das für eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe vorgeschlagene elektromagnetisch betätigbare Saugventil umfasst eine ringförmige Magnetspule zur Einwirkung auf einen zwischen zwei Endanschlägen hubbeweglichen und mit einem Ventilstößel koppelbaren Anker, der zumindest abschnittsweise in einer Ausnehmung eines
Ventilkörpers aufgenommen ist. Erfindungsgemäß weist der Anker mehrere exzentrisch angeordnete Durchgangsbohrungen auf, die über mindestens eine umlaufende Nut, die im Anker und/oder in einem den ersten Endanschlag ausbildenden Anschlagelement ausgebildet ist, hydraulisch verbunden oder verbindbar sind.
Die mehreren im Anker ausgebildeten Durchgangsbohrungen ermöglichen einen hydraulischen Druckausgleich bei einer Hubbewegung des Ankers in Kraftstoff. Je nach Bewegungsrichtung des Ankers vermag der Kraftstoff über die Durch- gangsbohrungen aus einem oberhalb des Ankers gelegenen Druckraum in einen unterhalb des Ankers gelegenen Druckraum bzw. umgekehrt zu strömen. Die Durchgangsbohrungen fördern somit einen schnellen Druckausgleich. Darüber hinaus reduzieren sie die Masse des Ankers, so dass dessen Dynamik steigt. Dies wiederum führt zu einer Reduzierung der Ventilschaltzeit.
Vorzugsweise sind die mehreren Durchgangsbohrungen in gleichem Winkelabstand zueinander auf einer gedachten Kreislinie angeordnet, so dass der Anker bei einer Hubbewegung gleichmäßig von Kraftstoff durchströmt wird. Beispielsweise können drei, vier oder mehr Durchgangsbohrungen im Anker ausgebildet sein. Zur weiteren Optimierung der Ankerdynamik gilt es ein hydraulisches Kleben des Ankers an den Endanschlägen zu verhindern. Hydraulische Klebeeffekte sind darauf zurückzuführen, dass sich zwischen dem Anker und dem jeweiligen Endan- schlag ein Unterdruck ausbildet, der ein Lösen des Ankers vom Endanschlag erschwert. Zugleich steigt aufgrund des Unterdrucks die Kavitationsgefahr, so dass angrenzende Bereiche einem erhöhten Verschleiß durch Kavitationserosion ausgesetzt sind. Um hydraulischen Klebeeffekten im Bereich des ersten Endanschlags entgegen zu wirken, weist das erfindungsgemäße Saugventil eine im Anker oder im Anschlagelement ausgebildete umlaufende Nut, insbesondere Ringnut, zur hydraulischen Verbindung der den Anker durchsetzenden Durchgangsbohrungen auf.
Über eine im Anker ausgebildete umlaufende Nut ist eine konstante hydraulische Verbindung der Durchgangsbohrungen hergestellt. Über eine im Anschlagelement ausgebildete umlaufende Nut ist eine hydraulische Verbindung der Durchgangsbohrungen zumindest bei anliegendem Anker hergestellt. Die mindestens eine im Anker und/oder im Anschlagelement ausgebildete umlaufende Nut weist hierzu einen gemeinsamen Überdeckungsbereich mit den im Anker ausgebildeten Durchgangsbohrungen auf.
Die mindestens eine im Anker und/oder im Anschlagelement ausgebildete umlaufende Nut reduziert den Kontaktbereich des Ankers mit dem Anschlagelement. Ferner bildet sie einen mit Kraftstoff gefüllten Hohlraum zwischen dem Anker und dem Anschlagelement aus, der ein Unterströmen des Ankers mit Kraftstoff begünstigt, wenn sich der Anker vom Anschlagelement zu lösen versucht. Der über die Nut zwischen den Anker und das Anschlagelement gelangende Kraftstoff wirkt der Entstehung lokaler Unterdruckgebiete entgegen und verhindert somit ein hydraulisches Kleben des Ankers am Anschlagelement. Die Ankerbewegung ist somit hoch dynamisch. Dies wiederum führt zu kurzen und wenig schwankenden Ventilschaltzeiten. Des Weiteren sinkt die Kavitationsgefahr.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Anschlagele- ment zumindest abschnittsweise plattenförmig ausgebildet und an einem in die Ausnehmung hineinragenden Ringbund des Ventilkörpers axial abgestützt. Beispielsweise kann das Anschlagelement als einfache Platte ausgebildet sein, die auf dem Ringbund des Ventilkörpers aufliegt. Der plattenförmige Abschnitt des Anschlagelements bzw. das plattenförmige Anschlagelement bildet den ersten Endanschlag aus und ermöglicht darüber hinaus eine Einstellung des Hubs des
Ankers. Sofern das Anschlagelement aus einem nichtmagnetischen oder nicht- magnetisierbaren Material gefertigt ist, kann es zudem zur magnetischen Trennung des Ankers vom Ventilkörper eingesetzt werden. Darüber hinaus kann ein Material zur Ausbildung des Anschlagelements gewählt werden, dass besonders verschleißfest ist und somit zur Robustheitssteigerung des Saugventils beiträgt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Anschlagelement einen den Ringbund des Ventilkörpers umgreifenden Kragenabschnitt aufweist. Über den Kragenabschnitt ist die radiale Lage des Anschlagelements vorgebbar. Vorzugsweise ist das Anschlagelement über den Kragenabschnitt in den Ventilkörper eingepresst. In diesem Fall ist das Anschlagelement sowohl in radialer als auch in axialer Richtung lagefixiert. Die axiale Lagefixierung verhindert, dass das Anschlagelement am Anker kleben bleibt, wenn sich dieser vom ersten Endanschlag weg in Richtung des weiteren Endanschlags bewegt. Der Presssitz des Anschlagelements fördert somit eine hohe Ankerdynamik.
Des Weiteren bevorzugt weist das Anschlagelement eine zentrale Ausnehmung auf, die unabhängig vom Hub des Ankers mit den im Anker ausgebildeten Durchgangsbohrungen hydraulisch verbunden ist. Das heißt, dass die zentrale Ausnehmung des Anschlagelements ebenfalls einen Überdeckungsbereich mit den Durchgangsbohrungen aufweist. Über die zentrale Ausnehmung des Anschlagelements ist demnach der im Ventilkörper ausgebildete Ankerbewegungsraum mit einem weiteren Druckraum verbunden, in den Kraftstoff verdrängt werden kann bzw. aus dem Kraftstoff nachströmen kann, um den erforderlichen Druckausgleich bei einer Hubbewegung des Ankers herzustellen.
Vorteilhafterweise ist im Anker mindestens eine umlaufende Nut ausgebildet, die durch das Anschlagelement bei anliegendem Anker vollständig abgedeckt ist. Der Kontaktbereich des Ankers mit dem Anschlagelement wird demnach maxi- mal, und zwar um die Nutbreite, verringert. Entsprechend verringert sich die Ge- fahr eines hydraulischen Klebens des Ankers am Anschlagelement. Darüber hinaus reduziert die mindestens eine im Anker ausgebildete Nut die Masse des Ankers, was sich ebenfalls günstig auf die Dynamik des Ankers auswirkt.
Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass mindestens eine umlaufende Nut innerhalb einer dem Anker zugewandten Stirnfläche des Anschlagelements ausgebildet ist, so dass die Nut radial innen und radial außen von der Stirnfläche begrenzt wird. Auch in dieser Anordnung reduziert die Nut den Kontaktbereich zwischen dem Anker und dem Anschlagelement, so dass hydraulischen Klebeeffekten entgegengewirkt wird.
Vorteilhafterweise wird der zweite Endanschlag von einem Polkern gebildet, der gemeinsam mit dem Anker einen Arbeitsluftspalt begrenzt. Über die Lage des Polkerns zum Ventilkörper und damit zum Anschlagelement kann der Hub des Ankers eingestellt werden.
Der Polkern ist vorzugsweise über eine Hülse mit dem Ventilkörper fest verbunden, so dass der einmal eingestellte Hub des Ankers keine Veränderung durch eine Relativbewegung des Polkerns gegenüber dem Ventilkörper erfährt. Vorzugsweise ist die Hülse mit dem Polkern und/oder dem Ventilkörper verschweißt. Auf diese Weise kann eine besonders robuste und zudem fluiddichte Verbindung erreicht werden.
Ferner wird eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem erfindungsgemäßen Saugventil vorgeschlagen. Das Saugventil ist dabei vorzugsweise in ein Gehäuseteil der Kraftstoff-Hochdruckpumpe integriert. Das heißt, dass der Ventilstößel des Saugventils über eine Bohrung des Gehäuseteils der Kraftstoff-Hochdruckpumpe geführt ist und/oder mit einem im Gehäuseteil der Kraftstoff-Hochdruckpumpe ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt. Durch die Integration des Saugventils in die Kraftstoff-Hochdruckpumpe kann eine besonders kompakt bauende Anordnung geschaffen werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen: Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Saugventil, das in eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe integriert ist,
Fig. 2 a) einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 1 im Bereich des ersten Endanschlags, und b) eine Draufsicht auf die mit dem ersten Endanschlag zusammenwirkende Anschlagfläche des Ankers, und
Fig. 3 a) einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Saugventil gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, und b) eine Draufsicht auf das Anschlagelement.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Das in der Fig. 1 dargestellte elektromagnetisch betätigbare Saugventil 1 dient der Versorgung einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe 2 mit Kraftstoff. Das Saugventil 1 ist hierzu in ein Gehäuseteil 20 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 2 integriert, und zwar in der Weise, dass ein Ventilstößel 6 des Saugventils 1 über eine im Gehäuseteil 20 ausgebildete Bohrung 21 hubbeweglich geführt ist. Die Bohrung 21 mündet über einen Ventilsitz 25 in einen Hochdruckelementraum 22 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 2, so dass bei geöffnetem Saugventil 1 Kraftstoff aus einem Niederdruckraum 26 über Zulaufbohrungen 27 und den Ventilsitz 25 in den Hochdruckelementraum 22 strömt. Bei geschlossenem Saugventil 1 wird der im Hochdruckelementraum 22 vorhandene Kraftstoff über die Hubbewegung eines Pumpenkolbens 29 komprimiert und anschließend über ein Auslassventil 23 einem Hochdruckspeicher (nicht dargestellt) zugeführt.
Der Ventilstößel 6 ist in Schließrichtung von der Federkraft einer Ventilfeder 24 beaufschlagt, so dass die Federkraft der Ventilfeder 24 den Ventilstößel 6 in den Ventilsitz 25 zieht. Um das Saugventil 1 entgegen der Federkraft der Ventilfeder 24 zu öffnen bzw. geöffnet zu halten, ist eine weitere Feder 28 vorgesehen, deren Federkraft größer als die der Ventilfeder 24 ist. Die weitere Feder 28 ist einerseits an einem Anker 7, andererseits an einem Polkern 17 abgestützt, der gemeinsam mit dem Anker 7 einen Arbeitsluftspalt 18 begrenzt. Bleibt eine zur Einwirkung auf den Anker 7 vorgesehene Magnetspule 3 unbestromt, hält die Federkraft der Feder 28 das Saugventil 1 geöffnet. Zum Schließen des Saugven- tils 1 wird die Magnetspule 3 bestromt. Es bildet sich ein Magnetfeld aus, dessen Magnetkraft den Anker 7 in Richtung des Polkerns 17 zieht, um den zwischen dem Polkern 17 und dem Anker 7 ausgebildeten Arbeitsluftspalt 18 zu schließen. Durch die Bewegung des Ankers 7 wird der Ventilstößel 6 entlastet, so dass die Ventilfeder 24 den Ventilstößel 6 in den Ventilsitz 25 zu ziehen vermag und das
Saugventil 1 schließt.
Im Betrieb des Saugventils 1 bewegt sich der Anker 7 zwischen zwei Endanschlägen 4, 5 hin und her. Der obere Endanschlag 5 wird vorliegend durch den Polkern 17 gebildet. Als unterer Endanschlag 4 dient ein Anschlagelement 12, das in eine Ausnehmung 8 eines Ventilkörpers 9 eingesetzt und an einem Ringbund 13 des Ventilkörpers 9 abgestützt ist. Der axiale Abstand zwischen dem Polkern 17 und dem Anschlagelement 12 bestimmt somit den maximalen Hub des Ankers 7. Um die Lage des Polkerns 17 gegenüber dem Ventilkörper 9 dauerhaft festzulegen, ist der Polkern 17 mittels einer Hülse 19 mit dem Ventilkörper 9 fest verbunden.
Das Anschlagelement 12 weist eine zentrale Ausnehmung 15 auf, durch die ein bolzenförmiger Abschnitt des Ankers 7 zur Kontaktierung des Ventilstößels 6 geführt ist. An einen die Ausnehmung 15 begrenzenden plattenförmigen Abschnitt schließt sich ein Kragenabschnitt 14 des Anschlagelements 12 an, der den Ringbund 13 des Ventilkörpers 9 umgreift. Vorzugsweise ist das Anschlagelement 12 über den Kragenabschnitt 14 in den Ventilkörper 9 eingepresst. Der Presssitz verhindert, dass das Anschlagelement 12 dem Anker 7 folgt, wenn sich dieser vom unteren Endanschlag 4 in Richtung des oberen Endanschlags 5 bewegt.
Um zugleich ein hydraulisches Kleben des Ankers 7 am Anschlagelement 12 zu verhindern, weist der Anker 7 vier Durchgangsbohrungen 10 auf, die über eine stirnseitig im Anker 7 ausgebildete umlaufende Nut 11 verbunden sind (siehe Fi- guren 2a) und 2b)). Die vier Durchgangsbohrungen 10 sind hierzu in gleichem
Winkelabstand zueinander entlang einer Kreislinie angeordnet. Die Nut 11 ist als Ringnut ausgebildet, die einen gemeinsamen Überdeckungsbereich mit den Durchgangsbohrungen 10 aufweist. Bei einer Hubbewegung des Ankers 7 in Richtung des oberen Endanschlags 5 erleichtert die Nut 11 das Lösen des An- kers 7 vom Anschlagelement 12, da über die Nut 11 Kraftstoff unter den Anker 7 zu strömen vermag, so dass keine lokalen Unterdruckgebiete entstehen. In Verbindung mit den vier Durchgangsbohrungen 10 wird über die Nut 11 zudem ein schneller Druckausgleich erreicht, der eine hohe Ankerdynamik ermöglicht. Eine Abwandlung des Saugventils 1 der Fig. 1 ist in den Figuren 3a) und 3b) dargestellt. Hier ist die Nut 11 nicht im Anker 7, sondern in einer dem Anker 7 zugewandten Stirnfläche 16 des Anschlagelements 12 ausgebildet. Bei anliegendem Anker 7 verbindet die Nut 11 die im Anker 7 ausgebildeten Durchgangsbohrungen 10, da sie einen gemeinsamen Überdeckungsbereich aufweisen. Bei einer Aufwärtsbewegung des Ankers 7 vermag somit Kraftstoff über die Nut 11 unter den Anker 7 zu strömen, so dass dieser sich leichter vom Anschlagelement 12 löst. Die Wirkungsweise entspricht daher im Wesentlichen der zuvor beschriebenen, so dass hierauf verwiesen wird.

Claims

Ansprüche
1 . Elektromagnetisch betätigbares Saugventil (1) für eine Kraftstoff- Hochdruckpumpe (2), umfassend eine ringförmige Magnetspule (3) zur Einwirkung auf einen zwischen zwei Endanschlägen (4, 5) hubbeweglichen und mit einem Ventilstößel (6) koppelbaren Anker (7), der zumindest abschnittsweise in einer Ausnehmung (8) eines Ventilkörpers (9) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (7) mehrere exzentrisch angeordnete Durchgangsbohrungen (10) aufweist, die über mindestens eine umlaufende Nut (11), die im Anker (7) und/oder in einem den ersten Endanschlag (4) ausbildenden Anschlagelement (12) ausgebildet ist, hydraulisch verbunden oder verbindbar sind.
2. Saugventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (12) zumindest abschnittsweise plattenförmig ausgebildet und an einem in die Ausnehmung (8) hineinragenden Ringbund (13) des Ventilkörpers (9) axial abgestützt ist.
3. Saugventil nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (12) einen den Ringbund (13) des Ventilkörpers (9) umgreifenden Kragenabschnitt (14) aufweist, über den vorzugsweise das Anschlagelement (12) in den Ventilkörper (9) eingepresst ist.
4. Saugventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (12) eine zentrale Ausnehmung (15) aufweist, die unabhängig vom Hub des Ankers (7) mit den Durchgangsbohrungen (10) hydraulisch verbunden ist.
5. Saugventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Anker (7) mindestens eine umlaufende Nut (11) ausgebildet ist, die durch das Anschlagelement (12) bei anliegendem Anker (7) vollständig abgedeckt ist.
6. Saugventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine umlaufende Nut (11) innerhalb einer dem Anker (7) zugewandten Stirnfläche (16) des Anschlagelements (12) ausgebildet ist, so dass sie radial innen und radial außen von der Stirnfläche (16) begrenzt wird.
7. Saugventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Endanschlag (5) von einem Polkern (17) gebildet wird, der gemeinsam mit dem Anker (7) einen Arbeitsluftspalt (18) begrenzt.
8. Saugventil nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Polkern (17) über eine Hülse (19) mit dem Ventilkörper (9) fest verbunden ist, wobei vorzugsweise die Hülse (19) mit dem Polkern (17) und/oder dem Ventilkörper (9) verschweißt ist.
9. Kraftstoff-Hochdruckpumpe (2) für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Saugventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vorzugsweise das Saugventil (1) in ein Gehäuseteil (20) der Kraftstoff- Hochdruckpumpe (2) integriert ist.
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