WO2017144185A1 - Elektromagnetisch betätigbares einlassventil und hochdruckpumpe mit einlassventil - Google Patents

Elektromagnetisch betätigbares einlassventil und hochdruckpumpe mit einlassventil Download PDF

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WO2017144185A1
WO2017144185A1 PCT/EP2017/050060 EP2017050060W WO2017144185A1 WO 2017144185 A1 WO2017144185 A1 WO 2017144185A1 EP 2017050060 W EP2017050060 W EP 2017050060W WO 2017144185 A1 WO2017144185 A1 WO 2017144185A1
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WO
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inlet valve
carrier element
rib
pump
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Achim Meisiek
Stefan Kolb
Steffen Holm
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366—Valves being actuated electrically
    • F02M59/368—Pump inlet valves being closed when actuated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/48—Assembling; Disassembling; Replacing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/16—Sealing of fuel injection apparatus not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetically operable inlet valve for a high pressure pump, in particular a fuel injection system, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a high pressure pump with such an inlet valve.
  • An electromagnetically operable inlet valve for a high-pressure pump of a fuel injection system is known from DE 10 2013 220 593 A1.
  • the high-pressure pump has at least one pump element with one in one
  • 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 is movable between an open position and a closed position. In its closed position, the valve member comes to rest against the valve seat.
  • the inlet valve comprises an electromagnetic actuator, through which the valve member is movable.
  • 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 displaceably guided in a carrier element, wherein the carrier element and the magnetic core are connected to one another.
  • the armature When the solenoid is energized, the armature is movable against the force of a return spring and comes at least indirectly on the magnetic core to the plant.
  • the magnet armature When the magnet armature is impacted on the magnet core, high loads on these two components as well as the connection between the carrier element and the magnet core can occur, which over a longer period of operation Damage to the connection between the magnetic core and the support element may result, whereby the functioning of the intake valve may be impaired.
  • the connection of the magnetic core with the carrier element can be done for example by means of a sleeve which is welded to the two components.
  • the magnetic core and the carrier element are surrounded by a housing, which may be designed in several parts, and the connection between these components is arranged in an inner space of the housing.
  • the inlet valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that penetration of moisture into the interior is prevented by the seal between the support member and the housing and thus the functionality of the inlet valve is permanently ensured.
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through a high-pressure pump
  • Figure 2 shows an enlarged view of a designated II in Figure 1 section with an inlet valve of the high-pressure pump
  • Figure 3 a in Figure 2 with III designated section in a further enlarged view according to a first embodiment 4 shows a modified embodiment of the seal
  • FIG. 5 shows the cutout III with a seal according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 6 shows the detail III with a seal according to a third embodiment.
  • a high pressure pump is shown in fragmentary form, which is provided for fuel delivery 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 by a drive in a lifting movement, is guided in a cylinder bore 14 of a housing part 16 of the high-pressure pump and limits a pump working chamber 18 in the cylinder bore 14.
  • a drive shaft 20 may be provided with a cam 22 or eccentric on which the pump piston 12 is supported directly or via a plunger, for example a roller tappet.
  • the pump working chamber 18 can be connected via an inlet valve 24 to a fuel inlet 26 and via an outlet valve 28 having a reservoir 30.
  • the pump working chamber 18 can be filled with fuel when the inlet valve 24 is open.
  • the delivery stroke of the pump piston 12 is displaced by this fuel from the pump working chamber 18 and conveyed into the memory 30.
  • the inlet valve 24 has a piston-shaped valve member 34, the one in the through hole 32 slidably guided shaft 36 and a diameter in relation to the shaft 36 larger head 38 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 cooperates with a formed on its head 38 sealing surface 42.
  • the through hole 32 has a larger diameter than in the shaft 36 of the valve member 34 leading section, so that the shaft 36 of the valve member 34 surrounding annular space 44 is formed.
  • the annular space 44 open one or more inlet bores 46, on the other hand open on the outside of the housing part 16.
  • valve member 34 projects out of the through hole 32 on the side of the housing part 16 facing away from the pump working chamber 18, and a support element 48 is fastened to it.
  • a valve spring 50 is supported on the support element 48, which 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 inlet valve 24 can be actuated by an electromagnetic actuator 60, which is shown in particular in FIG.
  • the actuator 60 is controlled by an electronic
  • the electromagnetic actuator 60 has a magnetic coil 64, a magnetic 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 a housing 70, which may be designed in several parts and which can be fastened to the housing part 16 of the high-pressure pump.
  • the housing 70 may include a bobbin 71, in which the magnetic coil 64 is received, wherein the bobbin 71 is disposed within the cup-shaped thoroughlybil- Deten housing 70. Furthermore, the housing 70 a the
  • the bore 76 in the support member 78 extends at least approximately coaxially to the through hole 32 in the housing part 16 and thus to the valve member 34.
  • the support member 78 has in its the housing part 16 opposite end portion 77 has a cylindrical outer shape.
  • the magnetic core 66 is arranged in the housing 70 on the side facing away from the housing part 16 of the support member 78 and has a cylindrical outer shape.
  • the armature 68 has an at least approximately coaxial with the longitudinal axis 69 of the magnet armature 68 disposed central bore 80 into which a on the valve member 34 remote from the armature 68 disposed return spring 82 projects, which is supported on the armature 68.
  • the return spring 82 is supported at its other end at least indirectly on the magnetic core 66 having a central bore 84 into which the return spring 82 protrudes.
  • a support member 85 may be inserted for the return spring 82, for example, be pressed.
  • an intermediate element 86 is inserted, which may be formed as an anchor bolt.
  • the anchor bolt 86 is preferably pressed into the bore 80 of the magnet armature 68.
  • the return spring 80 may also be supported in the bore 80 on the anchor bolt 86.
  • the magnet armature 68 may have one or more passage openings 67.
  • annular shoulder 88 is formed by a reduction in diameter between the magnet armature 68 and the inlet valve 24, by means of which the movement of the armature 68 towards the inlet valve 24 is limited. If the housing 70 is not yet attached to the housing part 16 of the high pressure pump, the armature 68 is secured by the annular shoulder 88 against falling out of the bore 76. Between the annular shoulder 88 and the magnet armature 68, a disc 89 may be arranged.
  • 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 portion on the cylindrical portion 77 of the support member 78 and connected thereto and arranged with its other axial end portion on the cylindrical magnetic core 66 and connected thereto.
  • the connecting element 90 is, for example, materially connected to the carrier element 78 and the magnetic core 66, in particular welded.
  • the connecting element 90 is arranged in an inner space 91 of the housing 70 located inside the coil carrier 71.
  • the magnetic core 66 together with the support element 78, a preassembled module, which is used after the production of the housing 70 in the interior 91.
  • the support member 78 has in its the housing part 16 of the high-pressure pump end portion facing a larger diameter in relation to the cylindrical portion 77 flange-shaped portion 79.
  • the flange-shaped section 79 rests on the outside of the housing part 16 of the high-pressure pump, and on the side of the flange-shaped section 79 facing away from the housing part 16 the housing 70 and / or the coil support 71 abuts against it.
  • the interior 91 is sealed off from the exterior of the housing 70 by means of a seal between the carrier element 78 and the housing 70 or the coil carrier 71, so that moisture can not penetrate therein.
  • a sealing element 92 in the form of an elastically deformable sealing ring is provided for sealing between the carrier element 78 and the housing 70 or the coil carrier 71.
  • the sealing ring 92 is preferably arranged between the coil carrier 71 and the flange-shaped section 79 of the carrier element opposite thereto. ment 78 arranged. It can be provided that in the flange-shaped portion 79 of the support member 78 and / or in the coil support 71, an annular groove 93 is formed, in which the sealing ring 92 is immersed.
  • FIG. 4 shows a modified embodiment of the seal according to FIG. 3, in which the sealing ring 92 is arranged on the carrier element 78 in a groove in the region of the transition from its flange-shaped section 79 to its cylindrical section 77.
  • the coil support 71 lies with its edge at the transition from the flange-shaped portion 79 of the support member 78 opposite region to the interior 91 delimiting area on the sealing ring 92.
  • FIG. 5 shows a second exemplary embodiment of the seal between the carrier element 78 and the housing 70 or the coil carrier 71, in which at least one elastically and / or plastically deformable rib 94 is arranged on the housing 70 or on the coil carrier 71 the support member 78 comes to rest.
  • the at least one rib 94 is formed as a self-contained around the circumference of the housing 70 or bobbin 71 self-contained ring. It can be provided a plurality of concentrically arranged ribs 94 which extend on different diameters.
  • the at least one rib 94 is preferably formed such that its width becomes smaller towards the flange-shaped portion 79 of the carrier element 78, in particular in such a way that the rib 94 is at its side
  • the at least one rib 94 is pressed under bias against the flange-shaped portion 79 of the support member 78 and deforms this elastic and / or plastic, whereby a secure sealing of the interior 91 becomes.
  • the seal is further improved.
  • the at least one rib 94 is arranged on the flange-shaped section 79 of the carrier element 78 and not on the housing 70 or coil carrier 71.
  • the carrier element 78 will be made of a material with high strength, in particular metal, so that the arrangement of the at least one rib 94 on the housing 70 or coil carrier 71, which are preferably made of plastic, is more advantageous.
  • FIG. 6 shows a third exemplary embodiment of the seal between the carrier element 78 and the housing 70 or the coil carrier 71, in which at least one rib 96 projecting towards the opposite housing 70 or coil carrier 71 is arranged on the flange-shaped section 79 of the carrier element 78.
  • the support member 78 with the rib 96 is made of a material having greater hardness and strength than the housing 70 and / or the bobbin 71 and the rib 96 is tapered towards its end.
  • the at least one rib 96 is arranged on the housing 70 or on the coil carrier 71 and not on the carrier element 78.
  • the carrier element 78 will be made of a material with high strength, in particular metal, while the housing 70 or the bobbin 71 are made of plastic, so that the arrangement of the at least one rib 96 on the carrier element 78 is more advantageous.
  • the inlet valve 24 is opened by the valve member 34 is in its open position, in which this is arranged with its sealing surface 42 away from the valve seat 40.
  • the movement of the valve member 34 in its open position is dominated by the between the fuel inlet 26 and the pump working chamber 18 Pressure difference against the force of the valve spring 50 causes.
  • the magnetic coil 64 of the actuator 60 may be energized or de-energized. When the solenoid 64 is energized, the armature 68 is pulled by the resulting magnetic field against the force of the return spring 80 to the magnetic core 66 out.
  • the armature 68 When the solenoid 64 is deenergized, the armature 68 is urged toward the inlet valve 24 by the force of the return spring 82. The magnet armature 68 abuts on the end face of the shaft 36 of the valve member 34 via the anchor bolt 86. During the delivery stroke of the pump piston 12 is determined by the actuator 60, whether the valve member 34 of the inlet valve 24 is in its open position or closed position.
  • the armature 68 is pressed by the return spring 82 in the direction of arrow B in Figure 2, wherein the valve member 34 is pressed by the armature 68 against the valve spring 50 in the direction of adjustment B in its open position.
  • Fuel are fed into the memory 30 but displaced by the pump piston 12 fuel is fed back into the fuel inlet 26. If during the delivery stroke of the pump piston 12 fuel is to be conveyed into the reservoir 30, the magnetic coil 64 is energized, so that the magnet armature 68 is pulled toward the magnetic core 66 in a direction opposite to the direction of adjustment B as indicated by arrow A in FIG. The armature 68 thus no longer exerts force on the valve member 34, wherein the magnet armature 68 is moved by the magnetic field in the direction A and the valve member 34 independent of the armature 68 due to the valve spring 50 and between the pump working chamber 18 and the fuel inlet 26 ruling
  • the delivery rate of the high-pressure pump in the memory 30 can be variably adjusted. If a little
  • Fuel delivery is required so the inlet valve 34 by the Ak- tor 60 kept open during a large part of the delivery stroke of the pump piston 12 and when a large fuel delivery is required, the intake valve 34 is kept open only during a small part or not at all during the delivery stroke of the pump piston 12.

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Abstract

Es wird ein elektromagnetisch betätigbares Einlassventil (24) für eine Hochdruckpumpe, insbesondere eines Kraftstoffeinspritzsystems, vorgeschlagen. Das Einlassventil (24) weist ein Ventilglied (34) auf, das zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung bewegbar ist. Es ist ein elektromagnetischer Aktor (60) vorgesehen, 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 und von einem Gehäuse (69,70,71 ) umgeben sind und der Bereich der Verbindung (90) zwischen dem Trägerelement (78) und dem Magnetkern (68) in einem Innenraum (91 ) des Gehäuses (69,70,71 ) angeordnet ist. Zwischen dem Trägerelement (78) und dem Gehäuse (69,70,71 ) ist eine Abdichtung (92) vorgesehen, durch die der Innenraum (91 ) des Gehäuses (69,70,71 ) gegenüber dem Äußeren des Gehäuses (69,70,71 ) abgedichtet ist.

Description

Beschreibung
Titel:
Elektromagnetisch betätigbares Einlassventil und Hochdruckpumpe mit Einlassventil
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 Öffnungs- Stellung 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 Mag- netkern 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. Beim Anschlagen des Magnetankers am Magnetkern kann es zu hohen Belas- tungen dieser beiden Bauteile sowie der Verbindung zwischen dem Trägerelement und dem Magnetkern kommen, was über eine längere Betriebsdauer zu Beschädigungen der Verbindung zwischen dem Magnetkern und dem Trägerelement führen kann, wodurch die Funktionsfähigkeit des Einlassventils beeinträchtigt werden kann. Die Verbindung des Magnetkerns mit dem Trägerelement kann beispielsweise mittels einer Hülse erfolgen, die mit den beiden Bauteilen verschweißt ist. Der Magnetkern und das Trägerelement sind von einem Gehäuse umgeben, das mehrteilig ausgebildet sein kann, und die Verbindung zwischen diesen Bauteilen ist in einem Innenraum des Gehäuses angeordnet. In den Innenraum kann während des Betriebs Feuchtigkeit eindringen, so dass es zu Korrosion an der Verbindung des Magnetkerns und des Trägerelements kommen kann, wodurch insbesondere die Belastbarkeit der Schweißverbindungen verringert wird. Dadurch kann es zu einem Lösen der Verbindung zwischen dem Magnetkern und dem Trägerelement kommen, wodurch die Funktionsfähigkeit des Einlassventils nicht mehr sichergestellt ist.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Einlassventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass durch die Abdichtung zwischen dem Trägerelement und dem Gehäuse ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Innenraum verhindert ist und somit die Funktionsfähigkeit des Einlassventils dauerhaft sichergestellt ist.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Einlassventils angegeben. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ist eine sichere Abdichtung ermöglicht. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine vorteilhafte Anordnung der Abdichtung. Die Ausbildung gemäß Anspruch 5 hat den Vorteil, dass als Abdichtung kein zusätzliches Bauteil erforderlich ist. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 6 ist eine wirkungsvolle Abdichtung erreicht, die durch die Anordnung von mehreren Rippen gemäß Anspruch 7 noch weiter verbessert werden kann. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 9 wird die Wirksamkeit der Abdichtung weiter verbessert. Zeichnung
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 einen schemati- sehen Längsschnitt durch eine Hochdruckpumpe, Figur 2 in vergrößerter Darstellung einen in Figur 1 mit II bezeichneten Ausschnitt mit einem Einlassventil der Hochdruckpumpe, Figur 3 einen in Figur 2 mit III bezeichneten Ausschnitt in weiter vergrößerter Darstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel einer Abdichtung, Figur 4 eine modifizierte Ausführung der Abdichtung, Figur 5 den Aus- schnitt III mit einer Abdichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und
Figur 6 den Ausschnitt III mit einer Abdichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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 ab- gewandten 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 Schließ- richtung 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 abgewand- ten Seite des Einlassventils 24 angeordnet. Der Magnetkern 66 und die Magnetspule 64 sind in einem Gehäuse 70 angeordnet, das mehrteilig ausgebildet sein kann und das am Gehäuseteil 16 der Hochdruckpumpe befestigbar ist. Das Gehäuse 70 kann einen Spulenträger 71 umfassen, in dem die Magnetspule 64 aufgenommen ist, wobei der Spulenträger 71 innerhalb des topfförmig ausgebil- deten Gehäuses 70 angeordnet ist. Weiterhin kann das Gehäuse 70 eine den
Spulenträger 71 umgebende Magnethülse 69 umfassen. Das Gehäuse 70 ist beispielsweise mittels eines dieses übergreifenden Befestigungselements in Form eines Schraubrings 72 am Gehäuseteil 16 befestigbar, der auf einem mit einem Außengewinde versehenen Kragen 74 des Gehäuseteils 16 aufgeschraubt ist. Das Gehäuse 70 und der Spulenträger 71 sind vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, die Magnethülse 69 ist vorzugsweise aus Metall hergestellt. Das Gehäuse 70 kann beispielsweise durch Spritzgießen hergestellt sein, wobei der Spulenträger 71 und die Magnethülse 69 zumindest teilweise vom Kunststoffmaterial des Gehäuses 70 umspritzt sind. Der Magnetanker 68 ist zumindest im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und über seinen Außenmantel in einer Bohrung 76 in einem im Gehäuse 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 77 eine zylindrische Außenform auf. Der Magnetkern 66 ist im Gehäuse 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 80 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 Mag- netanker 68 und dem Einlassventil 24 eine Ringschulter 88 gebildet, durch die die Bewegung des Magnetankers 68 zum Einlassventil 24 hin begrenzt ist. Wenn das Gehäuse 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 auf dem zylindrischen Abschnitt 77 des Trägerelements 78 angeordnet und mit diesem verbunden und mit seinem anderen axialen Endbereich auf dem zylindrischen Magnetkern 66 angeordnet und mit diesem verbunden. Das Verbindungselement 90 ist beispielsweise mit dem Trägerelement 78 und dem Magnetkern 66 stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt. Das Verbindungselement 90 ist in einem innerhalb des Spulenträgers 71 liegenden Innenraum 91 des Gehäuses 70 angeordnet. Bei Bestromung der Magnetspule 64 wird der Magnetanker 68 gegen die Kraft der Rückstellfeder 82 zum Magnetkern 66 hin gezogen und kommt zumindest mittelbar am Magnetkern 66 zur Anlage.
Der Magnetkern 66 bildet zusammen mit dem Trägerelement 78 eine vormontierte Baugruppe, die nach der Herstellung des Gehäuses 70 in den Innenraum 91 eingesetzt wird. Das Trägerelement 78 weist in dessen dem Gehäuseteil 16 der Hochdruckpumpe zugewandtem Endbereich einen im Durchmesser gegenüber dem zylindrischen Abschnitt 77 größeren flanschförmigen Abschnitt 79 auf. Der flanschförmige Abschnitt 79 liegt an der Außenseite des Gehäuseteils 16 der Hochdruckpumpe auf und auf der dem Gehäuseteil 16 abgewandten Seite des flanschförmigen Abschnitts 79 liegt das Gehäuse 70 und/oder der Spulenträger 71 an diesem an. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Innenraum 91 mittels einer Abdichtung zwischen dem Trägerelement 78 und dem Gehäuse 70 o- der dem Spulenträger 71 gegenüber dem Äußeren des Gehäuses 70 abgedichtet ist, so dass in diesen keine Feuchtigkeit eindringen kann.
Bei einem in Figur 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist zur Abdichtung zwischen dem Trägerelement 78 und dem Gehäuse 70 oder dem Spulenträger 71 ein Dichtelement 92 in Form eines elastisch verformbaren Dichtrings vorgesehen. Der Dichtring 92 ist vorzugsweise zwischen dem Spulenträger 71 und dem diesem gegenüberliegenden flanschförmigen Abschnitt 79 des Trägerele- ments 78 angeordnet. Es kann vorgesehen sein, dass im flanschförmigen Abschnitt 79 des Trägerelements 78 und/oder im Spulenträger 71 eine Ringnut 93 ausgebildet ist, in die der Dichtring 92 eintaucht. Bei der Befestigung des Gehäuses 70 am Gehäuseteil 16 der Hochdruckpumpe mittels des Schraubrings 72 wird der Dichtring 92 elastisch zusammengedrückt und somit eine sichere Abdichtung des Innenraums 91 erreicht.
In Figur 4 ist eine modifizierte Ausführung der Abdichtung gemäß Figur 3 dargestellt, bei der der Dichtring 92 am Trägerelement 78 in einer Kehle im Bereich des Übergangs von dessen flanschförmigem Abschnitt 79 zu dessen zylindrischem Abschnitt 77 angeordnet ist. Der Spulenträger 71 liegt mit seinem Rand am Übergang von dessen dem flanschförmigen Abschnitt 79 des Trägerelements 78 gegenüberliegenden Bereich zu dessen den Innenraum 91 begrenzendem Bereich am Dichtring 92 an. Bei der Befestigung des Gehäuses 70 am Gehäuse- teil 16 der Hochdruckpumpe mittels des Schraubrings 72 wird der Dichtring 92 durch den Spulenträger 71 elastisch zusammengedrückt und in die Kehle am Trägerelement 78 gedrückt wodurch eine sichere Abdichtung des Innenraums 91 erreicht wird. In Figur 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Abdichtung zwischen dem Trägerelement 78 und dem Gehäuse 70 oder dem Spulenträger 71 dargestellt, bei dem am Gehäuse 70 oder am Spulenträger 71 wenigstens eine elastisch und/oder plastisch verformbare Rippe 94 angeordnet ist, die am flanschförmigen Abschnitt 79 des Trägerelements 78 zur Anlage kommt. Die wenigstens eine Rippe 94 ist als über den Umfang des Gehäuses 70 oder Spulenträgers 71 umlaufender in sich geschlossener Ring ausgebildet. Es können mehrere zueinander konzentrisch angeordnete Rippen 94 vorgesehen sein, die auf unterschiedlichen Durchmessern verlaufen. Die wenigstens eine Rippe 94 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass deren Breite zum flanschförmigen Abschnitt 79 des Trä- gerelements 78 hin kleiner wird, insbesondere derart, dass die Rippe 94 zu ihrem
Ende hin spitz zuläuft. Bei der Befestigung des Gehäuses 70 am Gehäuseteil 16 der Hochdruckpumpe mittels des Schraubrings 72 wird die wenigstens eine Rippe 94 unter Vorspannung gegen den flanschförmigen Abschnitt 79 des Trägerelements 78 gepresst und verformt sich hierbei elastisch und/oder plastisch, wodurch eine sichere Abdichtung des Innenraums 91 erreicht wird. Durch die Anordnung mehrerer konzentrischer Rippen 94 wird die Abdichtung weiter verbessert.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Rippe 94 am flansch- förmigen Abschnitt 79 des Trägerelements 78 angeordnet ist und nicht am Gehäuse 70 oder Spulenträger 71. Üblicherweise wird jedoch das Trägerelement 78 aus einem Werkstoff mit hoher Festigkeit hergestellt werden, insbesondere Metall, so dass die Anordnung der wenigstens einen Rippe 94 am Gehäuse 70 oder Spulenträger 71 , die vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt sind, vorteilhafter ist.
In Figur 6 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Abdichtung zwischen dem Trägerelement 78 und dem Gehäuse 70 oder dem Spulenträger 71 dargestellt, bei dem am flanschförmigen Abschnitt 79 des Trägerelements 78 wenigstens eine zum gegenüberliegenden Gehäuse 70 oder Spulenträger 71 hervorstehende Rippe 96 angeordnet ist. Das Trägerelement 78 mit der Rippe 96 besteht aus einem Werkstoff mit größerer Härte und Festigkeit als das Gehäuse 70 und/oder der Spulenträger 71 und die Rippe 96 läuft zu ihrem Ende hin spitz zu. Bei der Befestigung des Gehäuses 70 am Gehäuseteil 16 der Hochdruckpumpe mittels des Schraubrings 72 dringt die Rippe 96 durch die Vorspannung in das gegenüberliegende Gehäuse 70 oder den Spulenträger 71 ein. Hierdurch wird eine sichere Abdichtung des Innenraums 91 erreicht.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Rippe 96 am Gehäuse 70 oder am Spulenträger 71 angeordnet ist und nicht am Trägerelement 78. Üblicherweise wird jedoch das Trägerelement 78 aus einem Werkstoff mit hoher Festigkeit hergestellt werden, insbesondere Metall, während das Gehäuse 70 oder der Spulenträger 71 aus Kunststoff hergestellt werden, so dass die Anordnung der wenigstens einen Rippe 96 am Trägerelement 78 vorteilhafter 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 Hoch- druckpumpe in den Speicher 30 variabel eingestellt werden. Wenn eine geringe
Kraftstofffördermenge erforderlich ist so wird das Einlassventil 34 durch den Ak- tor 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

Ansprüche
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, wobei das Trägerelement (78) und der Magnetkern (66) miteinander verbunden sind und von einem Gehäuse (69,70,71 ) umgeben sind und der Bereich der Verbindung zwischen dem Trägerelement (78) und dem Magnetkern (68) in einem Innenraum (91 ) des Gehäuses (69,70,71 ) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Trägerelement (78) und dem Gehäuse (69,70,71 ) eine Abdichtung (92;94;96) vorgesehen ist, durch die der Innenraum (91 ) des Gehäuses (69,70,71 ) gegenüber dem Äußeren des Gehäuses (69,70,71 ) abgedichtet ist.
2. Einlassventil nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (69,70,71 ) an einem Gehäuseteil (16) der Hochdruckpumpe mittels eines Befestigungselements (72) befestigbar ist und dass bei der Befestigung des Gehäuses (69,70,71 ) mittels des Befestigungselements (72) eine Vorspannung auf die Abdichtung (92;94;96) erzeugt wird.
3. Einlassventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (78) einen flanschförmi- gen Bereich (79) aufweist, an den das Gehäuse (69,70,71 ) angrenzt und dass die Abdichtung (92;94;96) zwischen dem flanschförmigen Bereich (79) und dem Gehäuse (69,70,71 ) angeordnet ist, wobei der flanschförmige Bereich (79) vorzugsweise zwischen dem Gehäuse (69,70,71 ) und dem Gehäuseteil (16) der Hochdruckpumpe angeordnet ist.
Einlassventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Trägerelement (78,79) und dem Gehäuse (69,70,71 ) ein elastisch verformbares Dichtelement (92) zur Abdichtung angeordnet ist.
Einlassventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass am Trägerelement (78,79) und/oder am Gehäuse (69,70,71 ) wenigstens eine elastisch und/oder plastisch verformbare Rippe (94) angeordnet ist, die zur Abdichtung am gegenüberliegenden Teil Gehäuse (69,70,71 ) oder Trägerelement (78,79) anliegt.
Einlassventil nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Rippe (94) als den Innenraum (91 ) umgebender, in sich geschlossener Ring ausgebildet ist.
Einlassventil nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass mehrere zumindest annähernd zueinander konzentrisch angeordnete Rippen (94) vorgesehen sind, die auf unterschiedlichen Durchmessern verlaufen.
Einlassventil nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass sich die Breite der wenigstens einen Rippe (94) zu deren am gegenüberliegenden Teil Trägerelement (78,79) oder Gehäuse (69,70,71 ) anliegenden Ende hin verringert, wobei die wenigstens eine Rippe (94) vorzugsweise zu ihrem Ende hin spitz zuläuft.
Einlassventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass am Trägerelement (78,79) oder am Gehäuse (69,70,71 ) wenigstens eine Rippe (96) angeordnet ist, die zur Abdichtung am anderen Bauteil Gehäuse (69,70,71 ) oder Trägerelement (78,79) zur Anlage kommt, und dass das Bauteil Trägerelement (78,79) oder Gehäuse (69,70,71 ), an dem die wenigstens eine Rippe (96) angeordnet ist, eine grö- ßere Härte aufweist als das andere Bauteil Gehäuse (69,70,71 ) oder Trägerelement (78,79), an dem die wenigstens eine Rippe (96) zur Anlage kommt.
10. 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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