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EP3387247B1 - Elektromagnetisch betätigbares einlassventil und hochdruckpumpe mit einlassventil - Google Patents

Elektromagnetisch betätigbares einlassventil und hochdruckpumpe mit einlassventil Download PDF

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Publication number
EP3387247B1
EP3387247B1 EP16788133.3A EP16788133A EP3387247B1 EP 3387247 B1 EP3387247 B1 EP 3387247B1 EP 16788133 A EP16788133 A EP 16788133A EP 3387247 B1 EP3387247 B1 EP 3387247B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connection
inlet valve
magnet
connection region
pump
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
EP16788133.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3387247A1 (de
Inventor
Tobias Landenberger
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 EP3387247A1 publication Critical patent/EP3387247A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3387247B1 publication Critical patent/EP3387247B1/de
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    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
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    • F02M59/06—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by special arrangement of cylinders with respect to piston-driving shaft, e.g. arranged parallel to that shaft or swash-plate type pumps with cylinders arranged radially to driving shaft, e.g. in V or star arrangement
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    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetically actuated inlet valve for a high pressure pump, in particular a fuel injection system, according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a high pressure pump with such an inlet valve.
  • An electromagnetically actuated inlet valve for a high pressure pump of a fuel injection system is through the DE 10 2013 220 593 A1 known.
  • the high-pressure pump has at least one pump element with a pump piston which is driven in a lifting movement and which delimits a pump working space.
  • the pump working space can be connected to an inlet for the fuel via the inlet valve.
  • the inlet valve comprises a valve member which cooperates with a valve seat for control and which can be moved between an open position and a closed position. In its closed position, the valve member comes to rest on the valve seat.
  • the inlet valve comprises an electromagnetic actuator by means of which the valve member can be moved.
  • the electromagnetic actuator has a magnet armature acting at least indirectly on the valve member, a magnet coil surrounding the magnet armature, and a magnet core.
  • the magnet armature is slidably guided in a carrier element, the carrier element and the magnetic core being connected to one another.
  • the magnet coil When the magnet coil is energized, the magnet armature can be moved against the force of a return spring and comes to rest at least indirectly on the magnet core.
  • a spacer element made of non-magnetic material can be arranged between the magnet armature and the magnet core in order to ensure a residual air gap and to magnetically stick the magnet armature to the magnet core avoid.
  • an inlet valve in which the carrier element and the magnetic core are connected to one another by a sleeve-shaped connecting element.
  • the connecting element is in each case materially connected to the carrier element and the magnetic core by means of a welded connection.
  • the carrier element and the magnetic core are connected to one another by a sleeve-shaped connecting element, the connecting element being connected to the carrier element and the magnetic core by means of a welded connection.
  • the inlet valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the connection between the carrier element and the magnetic core is highly resilient and therefore enables a long service life of the inlet valve and thus the high-pressure pump without damage.
  • the second connection area with the form-fitting connection relieves the load on the first connection area with the material connection and thus improves its durability.
  • the design according to claim 3 or 4 enables the form-fitting connection in the second connection area in a simple manner.
  • the design according to claim 5 enables a particularly effective relief of the material connection of the first connection area.
  • FIG. 1 Show it Figure 1 a schematic longitudinal section through a high pressure pump, Figure 2 in an enlarged view an in Figure 1 Section marked II with the inlet valve of the high pressure pump, Figure 3 in a further enlarged view an in Figure 2 with III designated section with connection areas of a connecting element and Figure 4 a variant of the connecting element.
  • a high-pressure pump is shown in detail, which is provided for pumping fuel in a fuel injection system of an internal combustion engine.
  • the high-pressure pump has at least one pump element 10, which in turn has a pump piston 12, which is driven in a lifting movement by a drive, is guided in a cylinder bore 14 of a housing part 16 of the high-pressure pump and delimits a pump working space 18 in the cylinder bore 14.
  • a drive shaft 20 with a cam 22 or eccentric, on which the pump piston 12 is supported directly or via a tappet, for example a roller tappet, can be provided as the drive for the pump piston 12.
  • the pump working chamber 18 can be connected to a fuel inlet 26 via an inlet valve 24 and to an accumulator 30 via an outlet valve 28.
  • the pump working chamber 18 can be filled with fuel with the inlet valve 24 open.
  • this fuel is displaced from the pump working chamber 18 and delivered into the reservoir 30.
  • the inlet valve 24 has a piston-shaped valve member 34 which has a shaft 36 which is guided displaceably in the through-bore 32 and a head 38 which is larger in diameter than the shaft 36 and which is arranged in the pump working chamber 18.
  • a valve seat 40 is formed on the housing part 16, with which the valve member 34 interacts with a sealing surface 42 formed on its head 38.
  • the through bore 32 has a larger diameter than in its section guiding the shaft 36 of the valve member 34, so that an annular space 44 surrounding the shaft 36 of the valve member 34 is formed.
  • One or more inlet bores 46 which, on the other hand, open on the outside of the housing part 16, open into the annular space 44.
  • the shaft 36 of the valve member 34 protrudes from the through-hole 32 on the side of the housing part 16 facing away from the pump working space 18, and a support element 48 is fastened to it.
  • a valve spring 50 is supported on the support element 48 and, on the other hand, is supported on a region 52 of the housing part 16 surrounding the shaft 36 of the valve member 34.
  • the valve spring 50 acts on the valve member 34 in an actuating direction A in its closing direction, the valve member 34 in its closed position resting with its sealing surface 42 on the valve seat 40.
  • the valve spring 50 is designed, for example, as a helical compression spring.
  • the inlet valve 24 can be actuated by an electromagnetic actuator 60, which in particular is shown in FIG Figure 2 is shown.
  • the actuator 60 is controlled by an electronic control device 62 as a function of operating parameters of the internal combustion engine to be supplied.
  • the electromagnetic actuator 60 has a magnet coil 64, a magnet core 66 and a magnet armature 68.
  • the electromagnetic actuator 60 is arranged on the side of the inlet valve 24 facing away from the pump working chamber 18.
  • the magnetic core 66 and the magnetic coil 64 are arranged in an actuator housing 70 which is attached to the housing part 16 of the High pressure pump can be fastened.
  • the actuator housing 70 can be fastened to the housing part 16, for example, by means of a screw ring 72 that extends over it and is screwed onto a collar 74 of the housing part 16 that is provided with an external thread.
  • the magnet armature 68 is at least essentially cylindrical and is guided displaceably via its outer jacket in a bore 76 in a carrier element 78 arranged in the actuator housing 70.
  • the bore 76 in the carrier element 78 runs at least approximately coaxially to the through bore 32 in the housing part 16 and thus to the valve member 34.
  • the carrier element 78 has a cylindrical outer shape in its end region 79 facing away from the housing part 16.
  • the magnetic core 66 is arranged in the actuator housing 70 on the side of the carrier element 78 facing away from the housing part 16 and has a cylindrical outer shape.
  • the magnet armature 68 has a central bore 80 arranged at least approximately coaxially to the longitudinal axis 69 of the magnet armature 68, into which a return spring 82, which is arranged on the side of the magnet armature 68 facing away from the valve member 34 and is supported on the magnet armature 68, protrudes.
  • the restoring spring 82 is supported at its other end at least indirectly on the magnet core 66, which has a central bore 84 into which the restoring spring 82 projects.
  • a support element 85 for the return spring 82 can be inserted, for example, pressed into the bore 84 of the magnet armature 66.
  • An intermediate element 86 which can be designed as an anchor bolt, is inserted into the central bore 80 of the magnet armature 68.
  • the armature bolt 86 is preferably pressed into the bore 80 of the magnet armature 68.
  • the return spring 80 can also be supported in the bore 78 on the anchor bolt 86.
  • the magnet armature 68
  • An annular shoulder 88 is formed in the bore 76 by a diameter reduction between the magnet armature 68 and the inlet valve 24, by means of which the movement of the magnet armature 68 towards the inlet valve 24 is limited. If the actuator housing 70 is not yet attached to the housing part 16 of the high-pressure pump, the magnet armature 68 is secured against falling out of the bore 76 by the annular shoulder 88. A disk 89 can be arranged between the annular shoulder 88 and the magnet armature 68.
  • the carrier element 78 and the magnetic core 66 are connected to one another by means of a sleeve-shaped connecting element 90.
  • the connecting element 90 is arranged with its one axial end region 90a on the cylindrical section 79 of the carrier element 78 and connected to it and with its other axial end region 90b is arranged on the cylindrical magnet core 66 and connected to it.
  • the connecting element 90 is connected neither to the carrier element 78 nor to the magnetic core 66 and bridges an axial distance between the carrier element 78 and the magnetic core 66.
  • connection of the connecting element 90 to the carrier element 78 and / or to the magnetic core 66 comprises as in FIG Figure 3 each shows two connection areas 92 and 94 offset from one another in the direction of the longitudinal axis 91 of the connecting element 90.
  • the connecting element 90 is firmly connected to the carrier element 78 and / or to the magnetic core 66.
  • the material connection in the first connection area 92 can in particular be a welded connection.
  • the welded connection in the first connection area 92 is preferably designed to be completely closed over the circumference of the connection element 90, so that it ensures that the transition between the carrier element 78 and the magnetic core 66 is sealed.
  • connection element 90 is connected to the carrier element 78 and / or to the magnetic core 66 in a form-fitting manner.
  • the carrier element 78 and / or the magnetic core 66 has a recess 96 in its outer jacket, which is designed in particular as a bead extending over the circumference of the carrier element 78 and / or the magnetic core 66.
  • the connecting element 90 is pressed into the recess 96 with plastic deformation.
  • a stamping or pressing tool can be used, by means of which the connecting element 90 is pressed radially to its longitudinal axis 91.
  • the recess 96 can at its edges on the outer jacket of the carrier element 78 and / or of the magnetic core 66 can be relatively sharp-edged in order to enable a secure form fit of the connecting element 90.
  • connection element 90 in the second connection area 94 reduces the load on the material connection of the connection element 90 in the first connection area 92, since part of the forces occurring in the direction of the longitudinal axis 91 of the connection element 90 are absorbed in the second connection area 94.
  • connection of the connecting element 90 to the carrier element 78 is shown, with the connecting element 90 being connected to the magnetic core 66 as an alternative or in addition.
  • the connecting element 90 when connecting the connecting element 90 to the carrier element 78 and the magnetic core 66, the material connection, for example in the form of the welded connection, is first made in the first connecting region 92. Subsequently, the connecting element 90 is pretensioned by applying a tensile force in the direction of its longitudinal axis 91 and in this pretensioned state the plastic deformation of the connecting element 90 into the recess 96 takes place in order to establish the positive connection in the second connection area 94. The tensile force is then removed again, wherein a prestress in the connecting element 90 is maintained between the first connecting area 92 and the second connecting area 94. As a result of this pretensioning, it can be achieved that for the first connection area 92 with the material connection there is only an increasing load during operation and no changing load, as would be the case without pretensioning.
  • the connecting element 90 is elastically deformable in sections in the direction of its longitudinal axis 91.
  • An elastic deformability of the connecting element 90 can, for example, as in FIG Figure 4 can be achieved in that in the second connection area 94 during the plastic deformation of the connection element 90 into the recess 96 by the stamping or pressing tool, a curvature of the connection element 90, for example with a radius R, at the transition of the recess 96 to the outer jacket of the carrier element 78 and / or the magnetic core 66 is generated. Due to the curvature, the connecting element 90 points adjacent to the second connection area 94 on a section in which this is elastically deformable in the direction of its longitudinal axis 91.
  • the inlet valve 24 is open in that its valve member 34 is in its open position, in which the latter is arranged with its sealing surface 42 away from the valve seat 40.
  • the movement of the valve member 34 into its open position is brought about by the pressure difference prevailing between the fuel inlet 26 and the pump working chamber 18 against the force of the valve spring 50.
  • the magnetic coil 64 of the actuator 60 can be energized or de-energized. When the magnet coil 64 is energized, the magnet armature 68 is drawn towards the magnet core 66 against the force of the return spring 80 by the magnetic field that is generated.
  • the armature 68 When the solenoid 64 is not energized, the armature 68 is pressed towards the inlet valve 24 by the force of the return spring 82. The magnet armature 68 rests against the end face of the shaft 36 of the valve member 34 via the armature bolt 86.
  • the actuator 60 determines whether the valve member 34 of the inlet valve 24 is in its open or closed position.
  • the magnet coil 64 is de-energized, the magnet armature 68 is pressed by the return spring 82 in the actuating direction according to arrow B in FIG. 2, the valve member 34 being pressed by the magnet armature 68 against the valve spring 50 in the actuating direction B into its open position.
  • the force of the return spring 82 acting on the magnet armature 68 is greater than the force of the valve spring 50 acting on the valve member 34.
  • the magnet armature 68 acts on the valve member 34 and the magnet armature 68 and the valve member 34 are moved together in the actuating direction B. emotional.
  • the magnet coil 64 is energized so that the magnet armature 68 moves towards the magnet core 66 in an adjustment direction opposite to the adjustment direction B according to arrow A in FIG Figure 2 is pulled.
  • the magnet armature 68 thus no longer exerts any force on the valve member 34, the magnet armature 68 is moved by the magnetic field in the actuating direction A and the valve member 34 is moved independently of the magnet armature 68 due to the valve spring 50 and the pressure difference between the pump working chamber 18 and the fuel inlet 26 in the actuating direction A into its closed position.
  • the delivery rate of the high-pressure pump into the reservoir 30 can be set variably. If a small amount of fuel is required, the inlet valve 34 is kept open by the actuator 60 during a large part of the delivery stroke of the pump piston 12 and if a large amount of fuel is required, the inlet valve 34 is only open during a small part or not at all during the delivery stroke of the pump piston 12 held open.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Einlassventil für eine Hochdruckpumpe, insbesondere eines Kraftstoffeinspritzsystems, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Hochdruckpumpe mit einem solchen Einlassventil.
    • Stand der Technik
  • Ein elektromagnetisch betätigbares Einlassventil für eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, ist durch die DE 10 2013 220 593 A1 bekannt. Die Hochdruckpumpe weist wenigstens ein Pumpenelement auf mit einem in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben, der einen Pumpenarbeitsraum begrenzt. Der Pumpenarbeitsraum ist über das Einlassventil mit einem Zulauf für den Kraftstoff verbindbar. Das Einlassventil umfasst ein Ventilglied, das mit einem Ventilsitz zur Steuerung zusammenwirkt und das zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung bewegbar ist. In seiner Schließstellung kommt das Ventilglied am Ventilsitz zur Anlage. Ferner umfasst das Einlassventil einen elektromagnetischen Aktor, durch den das Ventilglied bewegbar ist. Der elektromagnetische Aktor weist einen zumindest mittelbar auf das Ventilglied wirkenden Magnetanker, eine den Magnetanker umgebende Magnetspule und einen Magnetkern auf. Der Magnetanker ist in einem Trägerelement verschiebbar geführt, wobei das Trägerelement und der Magnetkern miteinander verbunden sind. Bei Bestromung der Magnetspule ist der Magnetanker gegen die Kraft einer Rückstellfeder bewegbar und kommt zumindest mittelbar am Magnetkern zur Anlage. Zwischen dem Magnetanker und dem Magnetkern kann ein Abstandselement aus nichtmagnetischem Material angeordnet sein, um einen Restluftspalt sicherzustellen und ein magnetisches Kleben des Magnetankers am Magnetkern zu vermeiden. Beim Anschlagen des Magnetankers am Magnetkern kann es zu hohen Belastungen dieser beiden Bauteile sowie der Verbindung zwischen diesen beiden Bauteilen kommen, was über eine längere Betriebsdauer zu Beschädigungen der beiden Bauteile und/oder der Verbindung zwischen diesen führen kann, wodurch die Funktionsfähigkeit des Einlassventils beeinträchtigt werden kann.
  • Durch die DE 10 2014 200339 A1 ist ein Einlassventil bekannt, bei dem das Trägerelement und der Magnetkern durch ein hülsenförmiges Verbindungselement miteinander verbunden sind. Das Verbindungselement ist dabei jeweils stoffschlüssig mittels einer Schweißverbindung mit dem Trägerelement und dem Magnetkern verbunden. Auch bei einem durch die DE 10 2014 202334 A1 bekannten Einlassventil sind das Trägerelement und der Magnetkern durch ein hülsenförmiges Verbindungselement miteinander verbunden, wobei das Verbindungselement ist jeweils stoffschlüssig mittels einer Schweißverbindung mit dem Trägerelement und dem Magnetkern verbunden ist. Auch bei diesen bekannten Einlassventilen kann es beim Anschlagen des Magnetankers am Magnetkern zu hohen Belastungen dieser beiden Bauteile sowie der Verbindung zwischen diesen beiden Bauteilen kommen, was über eine längere Betriebsdauer zu Beschädigungen der beiden Bauteile und/oder der Verbindung zwischen diesen führen kann, wodurch die Funktionsfähigkeit des Einlassventils beeinträchtigt werden kann.
    • Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Einlassventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Verbindung zwischen dem Trägerelement und dem Magnetkern hoch belastbar ist und daher eine lange Betriebsdauer des Einlassventils und somit der Hochdruckpumpe ohne Beschädigung ermöglicht ist. Durch den zweiten Verbindungsbereich mit der formschlüssigen Verbindung wird der erste Verbindungsbereich mit der stoffschlüssigen Verbindung entlastet und somit deren Haltbarkeit verbessert.
  • In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Einlassventils angegeben. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 3 oder 4 ermöglicht auf einfache Weise die formschlüssige Verbindung im zweiten Verbindungsbereich. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 5 ist eine besonders wirkungsvolle Entlastung der stoffschlüssigen Verbindung des ersten Verbindungsbereichs ermöglicht.
    • Zeichnung
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Hochdruckpumpe, Figur 2 in vergrößerter Darstellung einen in Figur 1 mit II bezeichneten Ausschnitt mit dem Einlassventil der Hochdruckpumpe, Figur 3 in weiter vergrößerter Darstellung einen in Figur 2 mit III bezeichneten Ausschnitt mit Verbindungsbereichen eines Verbindungselements und Figur 4 eine Variante des Verbindungselements.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In Figur 1 ist ausschnittsweise eine Hochdruckpumpe dargestellt, die zur Kraftstoffförderung in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Die Hochdruckpumpe weist wenigstens ein Pumpenelement 10 auf, das wiederum einen Pumpenkolben 12 aufweist, der durch einen Antrieb in einer Hubbewegung angetrieben wird, in einer Zylinderbohrung 14 eines Gehäuseteils 16 der Hochdruckpumpe geführt ist und in der Zylinderbohrung 14 einen Pumpenarbeitsraum 18 begrenzt. Als Antrieb für den Pumpenkolben 12 kann eine Antriebswelle 20 mit einem Nocken 22 oder Exzenter vorgesehen sein, an dem sich der Pumpenkolben 12 direkt oder über einen Stößel, beispielsweise einen Rollenstößel, abstützt. Der Pumpenarbeitsraum 18 ist über ein Einlassventil 24 mit einem Kraftstoffzulauf 26 verbindbar und über ein Auslassventil 28 mit einem Speicher 30. Beim Saughub des Pumpenkolbens 12 kann der Pumpenarbeitsraum 18 bei geöffnetem Einlassventil 24 mit Kraftstoff befüllt werden. Beim Förderhub des Pumpenkolbens 12 wird durch diesen Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 18 verdrängt und in den Speicher 30 gefördert.
  • Im Gehäuseteil 16 der Hochdruckpumpe schließt sich wie in Figur 2 dargestellt an die Zylinderbohrung 14 auf deren dem Pumpenkolben 12 abgewandter Seite eine Durchgangsbohrung 32 mit kleinerem Durchmesser als die Zylinderbohrung 14 an, die auf der Außenseite der Gehäuseteils 16 mündet. Das Einlassventil 24 weist ein kolbenförmiges Ventilglied 34 auf, das einen in der Durchgangsbohrung 32 verschiebbar geführten Schaft 36 und einen im Durchmesser gegenüber dem Schaft 36 größeren Kopf 38 aufweist, der im Pumpenarbeitsraum 18 angeordnet ist. Am Übergang von der Zylinderbohrung 14 zur Durchgangsbohrung 32 ist am Gehäuseteil 16 ein Ventilsitz 40 gebildet, mit dem das Ventilglied 34 mit einer an seinem Kopf 38 ausgebildeten Dichtfläche 42 zusammenwirkt.
  • In einem an den Ventilsitz 40 anschließenden Abschnitt weist die Durchgangsbohrung 32 einen größeren Durchmesser auf als in deren den Schaft 36 des Ventilglieds 34 führendem Abschnitt, so dass ein den Schaft 36 des Ventilglieds 34 umgebender Ringraum 44 gebildet ist. In den Ringraum 44 münden eine oder mehrere Zulaufbohrungen 46, die andererseits auf der Außenseite des Gehäuseteils 16 münden.
  • Der Schaft 36 des Ventilglieds 34 ragt auf der dem Pumpenarbeitsraum 18 abgewandten Seite des Gehäuseteils 16 aus der Durchgangsbohrung 32 heraus und auf diesem ist ein Stützelement 48 befestigt. Am Stützelement 48 stützt sich eine Ventilfeder 50 ab, die sich andererseits an einem den Schaft 36 des Ventilglieds 34 umgebenden Bereich 52 des Gehäuseteils 16 abstützt. Durch die Ventilfeder 50 wird das Ventilglied 34 in einer Stellrichtung A in dessen Schließrichtung beaufschlagt, wobei das Ventilglied 34 in seiner Schließstellung mit seiner Dichtfläche 42 am Ventilsitz 40 anliegt. Die Ventilfeder 50 ist beispielsweise als Schraubendruckfeder ausgebildet.
  • Das Einlassventil 24 ist durch einen elektromagnetischen Aktor 60 betätigbar, der insbesondere in Figur 2 dargestellt ist. Der Aktor 60 wird durch eine elektronische Steuereinrichtung 62 in Abhängigkeit von Betriebsparametern der zu versorgenden Brennkraftmaschine angesteuert. Der elektromagnetische Aktor 60 weist eine Magnetspule 64, einen Magnetkern 66 und einen Magnetanker 68 auf. Der elektromagnetische Aktor 60 ist auf der dem Pumpenarbeitsraum 18 abgewandten Seite des Einlassventils 24 angeordnet. Der Magnetkern 66 und die Magnetspule 64 sind in einem Aktorgehäuse 70 angeordnet, das am Gehäuseteil 16 der Hochdruckpumpe befestigbar ist. Das Aktorgehäuse 70 ist beispielsweise mittels eines dieses übergreifenden Schraubrings 72 am Gehäuseteil 16 befestigbar, der auf einem mit einem Außengewinde versehenen Kragen 74 des Gehäuseteils 16 aufgeschraubt ist.
  • Der Magnetanker 68 ist zumindest im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und über seinen Außenmantel in einer Bohrung 76 in einem im Aktorgehäuse 70 angeordneten Trägerelement 78 verschiebbar geführt. Die Bohrung 76 im Trägerelement 78 verläuft zumindest annähernd koaxial zur Durchgangsbohrung 32 im Gehäuseteil 16 und somit zum Ventilglied 34. Das Trägerelement 78 weist in seinem dem Gehäuseteil 16 abgewandten Endbereich 79 eine zylindrische Au-ßenform auf. Der Magnetkern 66 ist im Aktorgehäuse 70 auf der dem Gehäuseteil 16 abgewandten Seite des Trägerelements 78 angeordnet und weist eine zylindrische Außenform auf.
  • Der Magnetanker 68 weist eine zumindest annähernd koaxial zur Längsachse 69 des Magnetankers 68 angeordnete zentrale Bohrung 80 auf, in die eine auf der dem Ventilglied 34 abgewandten Seite des Magnetankers 68 angeordnete Rückstellfeder 82 hineinragt, die sich am Magnetanker 68 abstützt. Die Rückstellfeder 82 ist an ihrem anderen Ende zumindest mittelbar am Magnetkern 66 abgestützt, der eine zentrale Bohrung 84 aufweist, in die die Rückstellfeder 82 hineinragt. In der Bohrung 84 des Magnetankers 66 kann ein Abstützelement 85 für die Rückstellfeder 82 eingefügt, beispielsweise eingepresst sein. In die zentrale Bohrung 80 des Magnetankers 68 ist ein Zwischenelement 86 eingesetzt, das als Ankerbolzen ausgebildet sein kann. Der Ankerbolzen 86 ist vorzugsweise in die Bohrung 80 des Magnetankers 68 eingepresst. Die Rückstellfeder 80 kann sich in der Bohrung 78 auch am Ankerbolzen 86 abstützen. Der Magnetanker 68 kann eine oder mehrere Durchgangsöffnungen 67 aufweisen.
  • In der Bohrung 76 ist durch eine Durchmesserverringerung zwischen dem Magnetanker 68 und dem Einlassventil 24 eine Ringschulter 88 gebildet, durch die die Bewegung des Magnetankers 68 zum Einlassventil 24 hin begrenzt ist. Wenn das Aktorgehäuse 70 noch nicht am Gehäuseteil 16 der Hochdruckpumpe befestigt ist, so ist der Magnetanker 68 durch die Ringschulter 88 gegen Herausfallen aus der Bohrung 76 gesichert. Zwischen der Ringschulter 88 und dem Magnetanker 68 kann eine Scheibe 89 angeordnet sein.
  • Das Trägerelement 78 und der Magnetkern 66 sind mittels eines hülsenförmigen Verbindungselements 90 miteinander verbunden. Das Verbindungselement 90 ist dabei mit seinem einen axialen Endbereich 90a auf dem zylindrischen Abschnitt 79 des Trägerelements 78 angeordnet und mit diesem verbunden und mit seinem anderen axialen Endbereich 90b auf dem zylindrischen Magnetkern 66 angeordnet und mit diesem verbunden. In einem zwischen dessen axialen Endbereichen 90a,90b angeordneten mittleren Bereich 90c ist das Verbindungselement 90 weder mit dem Trägerelement 78 noch mit dem Magnetkern 66 verbunden und überbrückt einen axialen Abstand zwischen Trägerelement 78 und Magnetkern 66.
  • Die Verbindung des Verbindungselements 90 mit dem Trägerelement 78 und/oder mit dem Magnetkern 66 umfasst wie in Figur 3 dargestellt jeweils zwei in Richtung der Längsachse 91 des Verbindungselements 90 zueinander versetzt angeordnete Verbindungsbereiche 92 und 94. Im ersten Verbindungsbereich 92 ist das Verbindungselement 90 mit dem Trägerelement 78 und/oder mit dem Magnetkern 66 stoffschlüssig verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung im ersten Verbindungsbereich 92 kann insbesondere eine Schweißverbindung sein. Die Schweißverbindung im ersten Verbindungsbereich 92 ist vorzugsweise über den Umfang des Verbindungselements 90 vollständig geschlossen ausgeführt, so dass durch diese eine Abdichtung des Übergangs zwischen dem Trägerelement 78 und dem Magnetkern 66 sichergestellt ist.
  • Im zweiten Verbindungsbereich 94 ist das Verbindungselement 90 mit dem Trägerelement 78 und/oder mit dem Magnetkern 66 formschlüssig verbunden. Im zweiten Verbindungsbereich 94 weist das Trägerelement 78 und/oder der Magnetkern 66 in seinem Außenmantel eine Vertiefung 96 auf, die insbesondere als über den Umfang des Trägerelements 78 und/oder des Magnetkerns 66 verlaufende Sicke ausgebildet ist. Das Verbindungselement 90 ist zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung unter plastischer Verformung in die Vertiefung 96 hineingedrückt. Zur plastischen Verformung des Verbindungselements 90 in die Vertiefung 96 hinein kann ein Präge- oder Drückwerkzeug verwendet werden, durch das das Verbindungselement 90 radial zu dessen Längsachse 91 gedrückt wird. Die Vertiefung 96 kann an ihren Rändern am Außenmantel des Trägerelements 78 und/oder des Magnetkerns 66 relativ scharfkantig ausgebildet sein, um einen sicheren Formschluss des Verbindungselements 90 zu ermöglichen.
  • Durch die formschlüssige Verbindung des Verbindungselements 90 im zweiten Verbindungsbereich 94 wird die Belastung der stoffschlüssigen Verbindung des Verbindungselements 90 im ersten Verbindungsbereich 92 verringert, da im zweiten Verbindungsbereich 94 ein Teil der auftretenden Kräfte in Richtung der Längsachse 91 des Verbindungselements 90 aufgenommen wird. In Figur 3 ist nur die Verbindung des Verbindungselements 90 mit dem Trägerelement 78 dargestellt wobei alternativ oder zusätzlich die Verbindung des Verbindungselements 90 mit dem Magnetkern 66 erfolgt.
  • Es kann vorgesehen sein, dass bei der Verbindung des Verbindungselements 90 mit dem Trägerelement 78 und dem Magnetkern 66 zunächst im ersten Verbindungsbereich 92 die stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise in Form der Schweißverbindung erfolgt. Anschließend wird das Verbindungselement 90 durch Aufbringung einer Zugkraft in Richtung von dessen Längsachse 91 vorgespannt und in diesem vorgespannten Zustand erfolgt die plastische Verformung des Verbindungselements 90 in die Vertiefung 96 hinein zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung im zweiten Verbindungsbereich 94. Anschließend wird die Zugkraft wieder entfernt, wobei zwischen dem ersten Verbindungsbereich 92 und dem zweiten Verbindungsbereich 94 eine Vorspannung im Verbindungselement 90 erhalten bleibt. Durch diese Vorspannung kann erreicht werden, dass sich für den ersten Verbindungsbereich 92 mit der stoffschlüssigen Verbindung nur eine schwellende Belastung im Betrieb ergibt und keine wechselnde Belastung, wie dies ohne Vorspannung der Fall wäre.
  • Es kann zusätzlich vorgesehen sein, dass das Verbindungselement 90 abschnittsweise in Richtung seiner Längsachse 91 elastisch verformbar ist. Eine elastische Verformbarkeit des Verbindungselements 90 kann beispielsweise wie in Figur 4 dargestellt dadurch erreicht werden, dass im zweiten Verbindungsbereich 94 bei der plastischen Verformung des Verbindungselements 90 in die Vertiefung 96 hinein durch das Präge- oder Drückwerkzeug eine Wölbung des Verbindungselements 90, beispielsweise mit einem Radius R, am Übergang der Vertiefung 96 zum Außenmantel des Trägerelements 78 und/oder des Magnetkerns 66 erzeugt wird. Durch die Wölbung weist das Verbindungselement 90 benachbart zum zweiten Verbindungsbereich 94 einen Abschnitt auf, in dem dieses in Richtung seiner Längsachse 91 elastisch verformbar ist.
  • Nachfolgend wird die Funktion des elektromagnetisch betätigten Einlassventils 24 erläutert. Während des Saughubs des Pumpenkolbens 12 ist das Einlassventil 24 geöffnet, indem sich dessen Ventilglied 34 in seiner Öffnungsstellung befindet, in der dieses mit seiner Dichtfläche 42 vom Ventilsitz 40 entfernt angeordnet ist. Die Bewegung des Ventilglieds 34 in seine Öffnungsstellung wird durch die zwischen dem Kraftstoffzulauf 26 und dem Pumpenarbeitsraum 18 herrschende Druckdifferenz gegen die Kraft der Ventilfeder 50 bewirkt. Die Magnetspule 64 des Aktors 60 kann dabei bestromt oder unbestromt sein. Wenn die Magnetspule 64 bestromt ist so wird der Magnetanker 68 durch das entstehende Magnetfeld gegen die Kraft der Rückstellfeder 80 zum Magnetkern 66 hin gezogen. Wenn die Magnetspule 64 nicht bestromt ist so wird der Magnetanker 68 durch die Kraft der Rückstellfeder 82 zum Einlassventil 24 hin gedrückt. Der Magnetanker 68 liegt über den Ankerbolzen 86 an der Stirnseite des Schafts 36 des Ventilglieds 34 an.
  • Während des Förderhubs des Pumpenkolbens 12 wird durch den Aktor 60 bestimmt ob sich das Ventilglied 34 des Einlassventils 24 in seiner Öffnungsstellung oder Schließstellung befindet. Bei unbestromter Magnetspule 64 wird der Magnetanker 68 durch die Rückstellfeder 82 in der Stellrichtung gemäß Pfeil B in Figur 2 gedrückt, wobei das Ventilglied 34 durch den Magnetanker 68 gegen die Ventilfeder 50 in der Stellrichtung B in seine Öffnungsstellung gedrückt wird. Die Kraft der auf den Magnetanker 68 wirkenden Rückstellfeder 82 ist größer als die Kraft der auf das Ventilglied 34 wirkenden Ventilfeder 50. In die Stellrichtung B wirkt der Magnetanker 68 auf das Ventilglied 34 und der Magnetanker 68 und das Ventilglied 34 werden gemeinsam in die Stellrichtung B bewegt. Solange die Magnetspule 64 nicht bestromt ist kann somit durch den Pumpenkolben 12 kein Kraftstoff in den Speicher 30 gefördert werden sondern vom Pumpenkolben 12 verdrängter Kraftstoff wird in den Kraftstoffzulauf 26 zurückgefördert. Wenn während des Förderhubs des Pumpenkolbens 12 Kraftstoff in den Speicher 30 gefördert werden soll so wird die Magnetspule 64 bestromt, so dass der Magnetanker 68 zum Magnetkern 66 hin in einer zur Stellrichtung B entgegengesetzten Stellrichtung gemäß Pfeil A in Figur 2 gezogen wird. Durch den Magnetanker 68 wird somit keine Kraft mehr auf das Ventilglied 34 ausgeübt, wobei der Magnetanker 68 durch das Magnetfeld in die Stellrichtung A bewegt wird und das Ventilglied 34 unabhängig vom Magnetanker 68 bedingt durch die Ventilfeder 50 und die zwischen dem Pumpenarbeitsraum 18 und dem Kraftstoffzulauf 26 herrschende Druckdifferenz in der Stellrichtung A in seine Schließstellung bewegt wird.
  • Durch das Öffnen des Einlassventils 34 beim Förderhub des Pumpenkolbens 12 mittels des elektromagnetischen Aktors 60 kann die Fördermenge der Hochdruckpumpe in den Speicher 30 variabel eingestellt werden. Wenn eine geringe Kraftstofffördermenge erforderlich ist so wird das Einlassventil 34 durch den Aktor 60 während eines großen Teils des Förderhubs des Pumpenkolbens 12 offen gehalten und wenn eine große Kraftstofffördermenge erforderlich ist, so wird das Einlassventil 34 nur während eines kleinen Teils oder gar nicht während des Förderhubs des Pumpenkolbens 12 offen gehalten.

Claims (8)

  1. Elektromagnetisch betätigbares Einlassventil (24) für eine Hochdruckpumpe, insbesondere eines Kraftstoffeinspritzsystems, mit einem Ventilglied (34), das zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung bewegbar ist, mit einem elektromagnetischen Aktor (60), durch den das Ventilglied (34) bewegbar ist, wobei der elektromagnetische Aktor (60) einen zumindest mittelbar auf das Ventilglied (34) wirkenden Magnetanker (68), eine den Magnetanker (68) umgebende Magnetspule (64) und einen Magnetkern (66) aufweist, an dem der Magnetanker (68) bei Bestromung der Magnetspule (64) zumindest mittelbar zur Anlage kommt, wobei der Magnetanker (68) in einem Trägerelement (78) verschiebbar geführt ist und wobei das Trägerelement (78) und der Magnetkern (66) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (78) und der Magnetkern (66) über ein hülsenförmiges Verbindungselement (90) miteinander verbunden sind, das mit dem Trägerelement (78) und/oder dem Magnetkern (66) in jeweils einem ersten Verbindungsbereich (92) stoffschlüssig verbunden ist und in jeweils einem zum jeweiligen ersten Verbindungsbereich (92) in Richtung der Längsachse (91) des Verbindungselements (90) versetzt angeordneten zweiten Verbindungsbereich (94) formschlüssig verbunden ist.
  2. Einlassventil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungsbereich (92) in einem in Richtung der Längsachse (91) gesehenen Endbereich des Verbindungselements (90) angeordnet ist und dass der zweite Verbindungsbereich (94) bezüglich des ersten Verbindungsbereichs (92) der Mitte des Verbindungselements (90) hin versetzt angeordnet ist.
  3. Einlassventil nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (78) und/oder der Magnetkern (66) in seinem Außenmantel wenigstens eine Vertiefung (96) aufweist, in die das Verbindungselement (90) zur formschlüssigen Verbindung unter plastischer Verformung eintritt.
  4. Einlassventil nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (96) als umlaufende Sicke ausgebildet ist.
  5. Einlassventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (90) zwischen dem ersten Verbindungsbereich (92) und dem zweiten Verbindungsbereich (94) eine Vorspannung in Richtung von dessen Längsachse (91) aufweist.
  6. Einlassventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (90) in einem Abschnitt benachbart zum zweiten Verbindungsbereich (94) in Richtung seiner Längsachse (91) elastisch verformbar ist.
  7. Einlassventil nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung des Verbindungselements (90) mit dem Trägerelement (78) und/oder dem Magnetkern (66) im ersten Verbindungsbereich (92) eine Schweißverbindung ist.
  8. Hochdruckpumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe, mit wenigstens einem Pumpenelement (10), das einen einen Pumpenarbeitsraum (18) begrenzenden Pumpenkolben (12) aufweist, wobei der Pumpenarbeitsraum (18) über ein Einlassventil (24) mit einem Zulauf (26) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (24) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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