本发明涉及一种阀装置的电磁执行器，尤其是在机动车辆的共轨系统中。
背景技术：
这种电磁执行器是已知的，例如从德国专利de102012107764a1中。该德国专利公开了一种布置在燃油喷射系统的共轨系统的低压泵与高压泵之间的电磁体积流量调节阀。在该燃油喷射系统中，从燃油箱中将燃油经由输送管路从低压泵输送至高压泵。此时，从低压泵被引导至高压储存容器(亦即共轨系统)的燃油的量是由布置在输送管路中的所述体积流量调节阀所控制。该体积流量调节阀构造成所谓的“常开”阀，该常开阀具有以下的决定性优势：如果阀变得有缺陷或发生故障则在任何情况下仍然可以将燃油输送入导轨中(亦即进入高压储存容器)，并且如果该阀变得有缺陷或发生故障则与“常开”阀相反可以不发生内燃机的功能失效。
然而，对于已知在共轨系统中应用的阀所存在的问题是它们经常构造成调节阀。这种调节阀要求带控制锥的极芯的复杂设计、及相关衔铁的相应的适应。另外，已知的体积流量调节阀是非常调节敏感的，因此必须非常精确地进行装配。这导致装配费用的增加。
这是本发明的起因。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种与以前使用的体积流量调节阀相比具有更简单的构造并且可以更容易地装配的阀装置的电磁执行器。不需要用焊接连接将这种电磁执行器的各单独部件保持在彼此抵接。
本发明的阀装置的电磁执行器，具体地用在在机动车辆的共轨系统中，所述电磁执行器具有衔铁，所述衔铁被布置在壳体中并且当激励线圈正接收电流时能沿所述执行器的纵向轴线而轴向地移动以启动位于管道中的阀元件，还具有极芯。本发明主要是基于以下的事实：电磁执行器是以具有平板状的衔铁的电磁附着系统的形式而构造，该平板状的衔铁在极芯的平面状的端面前方完全地覆盖着该端面以垂直于所述纵向轴线的方式延伸。
也有利地是，平板状的衔铁不仅在极芯的平面状端面的前方方完全地覆盖着该端面而延伸，而且在壳体的如法兰状延伸进入电磁执行器的壳体内部的壳体部前方覆盖着该壳体部延伸。
本发明的基本构思可以在以下事实中得到了解：制造成本非常高且如以前在共轨系统的低压泵与高压泵之间所使用的传统体积流量调节阀被以简单方式而构造的电磁开关阀所代替。该电磁开关阀具备平板状的衔铁，该平板状的衔铁以固定的方式被紧固在轴向阀杆上并且完全地在极芯的平面状端面的前方延伸。
根据本发明的电磁执行器可以容易地使用于机动车辆高压泵中的气缸盖的燃油管道，用于启动以可进入的方式而制造在其中的阀元件。该阀元件是以其在非启动状态下释放或关闭从进口到出口的管道的方式而被制造于气缸盖中。利用弹簧装置以当没有来自外部的作用于阀元件的力时弹簧装置确保阀元件将从进口到出口的阀座加以关闭的方式将此阀元件装载到此端部。
然而，根据本发明，位于气缸盖中的此阀元件可以由电磁执行器从外部启动。这是通过如下方式而完成：将根据本发明的电磁执行器置于(具体地在阀元件的区域中螺接到)高压泵的气缸盖上，并且电磁执行器的接触表面推动阀元件从而使此管道开放以便具体地燃油可以从进口流动到出口。
附图说明
下面，利用若干附图通过举例并结合在共轨系统中的高压泵的气缸盖的阀元件的启动，对根据本发明的电磁执行器进行说明。在附图中：
图1示出了在机动车辆共轨系统中的燃油回路的基本流程图，该燃油回路具有被制造在低压泵与高压泵之间的根据本发明的电磁阀装置；
图2示出了具有根据本发明的电磁执行器的图1的电磁阀装置的剖视图，以及如何在阀元件的区域中将电磁阀紧固到发动机组的气缸盖上，即处于无电流状态中；
图3在一个具体化视图中示出了在图2中所示电磁执行器的放大视图；
图4出了类似于图2中的电磁阀的视图，但其中电磁执行器接收电流；
图5示出了从下方看到壳体中并且具有布置在壳体中的平板状的衔铁的、根据图2至图4的电磁执行器的透视图；
图6示出了倾斜地从后面看到具有壳体盖和从壳体盖中延伸出的极芯的壳体上的、图5的电磁执行器的透视图。
具体实施方式
除非另有说明，在以下的附图中用相同的附图标记来标示具有相同含义的相同部件。
图1中示意性地示出的例如使用于例如柴油机动车辆的燃油回路系统包括高压储存容器(在下文中被称为共轨102)。此共轨102具有被制造入机动车辆的发动机缸体106中的喷油嘴，所谓的喷射器104。图1示出了四个这种喷射器104，其中共轨102可以提供更多或更少的这种喷射器104。压力传感器110连接到共轨102，该共轨102的传感器与控制系统相连通，该控制系统未被示出并且对共轨102中的压力进行测量和监测。另外，此共轨102在其输出侧与过压阀112相连通，从而能够释放在扰动情况下存在于共轨102中的任何过压。
共轨102在其进口侧与用于燃油的油箱120相连通。为此目的，该油箱120利用供给管路122连接到低压泵124。此低压泵124经由另一条供给管路128与阀装置130相连通，该阀装置130在输出侧经由管路132连接到高压泵134。此高压泵134经由管路140连接到共轨102的输入端。共轨102在其输出侧与排出管路150相连通，该排出管路150使未使用的燃油返回到在低压泵124与阀装置130之间的管路128。可以引导过量的燃油从供给管路150中经由另一条管路152再经由位于低压泵124中的阀124a而返回到油箱120。
高压泵134提供给共轨102的燃油的量是由阀装置130所控制。下面结合图2至图6对阀装置130进行详细说明。这涉及到所谓的“常开”阀，该“常开”阀在电磁执行器的激励线圈的无电流状态下是开启的因此将燃油从低压泵124释放到高压泵134。
图2中示出了图1的阀装置130的装配情况。示出了高压泵134的气缸盖壳体200的截面，并且气缸盖壳体200部分地包括结合图1所说明的管路128、132以及150。阀座210设置在气缸盖壳体200中，可以利用阀元件220将阀座210闭合从而开启或闭合管路128中的燃油供给，该燃油供给在径流方向上来自低压泵，在管路132中到高压泵。图2示出了其中燃油可以从管路128流动到管路132的开启状态。这里，将阀元件220从阀座210提升以便使阀座210脱离。在图2中用流向箭头来标示燃油流动。
如图2中所示，阀元件220处在从阀座210中被提高的位置，该位置是通过电磁执行器10的接触表面42抵压阀元件220并且将阀元件220向下保持而进行调节。如果此接触表面42不抵压阀元件220，则在图2的视图中的弹簧装置230向上推动阀元件220而使阀元件220可以将阀座210闭合。下面更详细地对此进行说明。将电磁执行器10设置在气缸壳200上，以能实现阀元件220的启动的方式安装电磁执行器10。
如也可以具体地在图3中的电磁执行器10的放大视图中清楚地看到，电磁执行器10包括管状的壳体12，该壳体12中设置有向外突出到气缸盖壳体200上的凸缘突出部12a。为了将此壳体12保持在气缸盖壳体200上，而将具有紧固开口16(具体为螺孔)的环形法兰14倒置壳体壁12上，从而能够将电磁执行器10紧固在气缸盖壳体200上。利用在其相反侧上的环形壳体盖13将壳体12闭合。壳体12以旋转对称的方式绕电磁执行器10的纵向轴线x设置，其中此纵向轴线x理想地与前述阀元件220的中心轴线对准。
由导磁材料所构成的杯状极芯20(具体地由易切削钢制成)以围绕纵向轴线x旋转对称的方式位于壳体12的内部。该杯状极芯包括围绕纵向轴线x而延续的环形壁20a，该环形壁在气缸盖壳体200的方向上开放并且具有以正交于纵向轴线x的方式而布置的平面状端面23。在相反侧上，此极芯20以其周向壁20a从壳体盖30中突出。周向壁20a由极芯的盖侧壁20b封闭。另外，极芯20包括在其上部区域的凸缘24，该凸缘以环形的方式在远离纵向轴线x的方向上突出，并且位于壳体盖13的正下方且位于壳体12的周向壁的肩部12a上。激励线圈30被布置于壳体12的周向壁与极芯20的周向壁20a之间。此激励线圈30有利地是由塑料模制而成，并且被保持在壳体12与极芯20之间的中间空间中。如图3中特别详细地示出，将采用密封环80形式的合适密封件置于壳体12与极芯之间。
轴向阀杆40以中心轴线x为中心被布置于杯状极芯20的内部，该阀杆优选地是由硬质金属(具体地金属100cr6)所构成。其他金属也是可行的，具体地塑料也是可行的，该塑料可以优选地用玻璃纤维增强。另外，此轴向阀杆40可以是导磁的但并非必须如此。轴向阀杆40在也优选地由硬化钢或高性能塑料所构成的导向套管70中被引导。轴向阀杆40在顶部以及在底部从此导向套管70中突出。轴向阀杆40在顶部从导向套管70中突出的部分40a具有比安装于导向套管70内部的轴向阀杆40的部分40b略小的直径。弹簧装置56(在此情况下为弹簧)围绕部分40a放置，该弹簧一端被支撑在极芯20的盖侧壁20b的内侧上而另端被支撑在弹簧座60的突出的凸缘上。该弹簧座60紧紧地连接到轴向阀杆40，以便弹簧装置56向下推动轴向阀杆40使得弹簧座60抵接导向套管70。因为导向套管70具有与极芯20的固定连接，所以无法将轴向阀杆40进一步向下移动。
在轴向阀杆40的从引导衬套70的底部突出的部分40e，该轴柱塞40被外扩成杯子状。为此目的，轴向阀杆40包括以垂直于纵向轴线x的方式而延伸的部分且构成所述杯状扩宽区域的底部的部分40e，并且包括再次周向地平行于纵向轴线x的壁40f，壁40f终止于其最低端，从该最低端向外突出而形成环状的部分40g。
将环形衔铁板50例如通过焊接或压制而固定于轴向阀杆40的下部40f上。此环形且平板状的衔铁50包括多个通孔52，并且以垂直于纵向轴线x的方式延伸并闭合于壳体12的周向壁。平板状的衔铁50是由磁性材料构成，从而使优化的磁通成为可能。如可以在图2和图3中所见，壳体12的法兰状部分12b(该部分以环形的方式向内延伸)在纵向轴线x的方向上在平板状的衔铁50上方延伸。平板状的衔铁50也在壳体12的部分12a上方延伸。以这种方式将平板状的衔铁50紧固到轴向阀杆40：使得在电磁执行器10的静止形态中(亦即具有无电流的激励线圈30)，将在平板状的衔铁50的顶部与极芯20的周向壁20a的平面状前侧22之间的最大距离d调整为例如大约0.8mm。有利地，使壳体12的部分12b的下表面与平面状端面22精确地对齐。
轴向阀杆40的壁部40e的底壁构成用于图2的阀元件220的止动表面42或接触表面。在电磁执行器10的无电流状态中，此接触表面42定位成能将阀元件220推动进入其开启位置，如图2中所示。因此，确保从管路122到管路132和因此从低压泵到高压泵的燃油流动。
将电磁执行器10的尺寸设计成当激励线圈30正接收电流时产生从壳体12的壁经由平板状的衔铁50和气隙d抵达到极芯的磁通。由此所产生的磁力将平板状的衔铁50向上拉动，因此减小气隙d。此时磁力克服由弹簧装置56所施加的弹簧弹力，因而可以实际上使轴向阀杆40和平板状的衔铁50向上移动。为了避免所述气隙d变为零，亦即衔铁50碰到并抵接极芯20的平面状端面22并且“利用磁力牢固地附着到”端面22，导向套管70的轴向长度与阀杆的部分40e相互配合，使得在轴向阀杆40的部分40e与导向套管70的下壁之间的距离小于的最大可能间隙d。在轴向阀杆40的部分40e与导向套管70的下壁之间的距离可以是例如0.6mm，使得当激励线圈正接收电流时轴向阀杆40的部分40e碰到导向套管70并且在平板状的衔铁50与极芯20的平面状端面22之间保持大约0.2mm的最小间隙d。
图4中示出了当激励线圈30正接收电流时电磁执行器10的状态。可以清楚地看到轴向阀杆40的部分40e抵接导向套管70的底部，并且在极芯201的下平面状端面22与平板状的衔铁50之间保持最小间隙d。与此同时，由于弹簧装置230向上推压阀元件220，阀元件220跟随轴向阀杆40的向上运动和接触表面42的相关联的向上运动而向上运动。因此，阀元件220将阀座210关闭。因此，没有更多的燃油可以从管路128流动到管路132。因此，在管路150中燃油会被压缩。
这里，应当指出的是，阀座210的开启和闭合是以在约100hz范围内的频率而发生。因此，必须确保充分良好的导向、以及在电磁执行器10中的摩擦和阻力非常小。为此目的，平板状的衔铁50包括用于压力补偿的前述通孔52。导向套管70还包括用于压力补偿的通孔72。最后，轴向阀杆40还包括在导向套管70内部的部分40b中的周向的锥形区40d，从而使导向套管70与轴向阀杆40之间的摩擦最小化。
图5和图6示出了从斜前方和斜后方到电磁执行器10上的透视图。图5特别清楚地示出了以圆环的形状而制成并且具有多个通过开口52的平板状的衔铁50。也可以清楚地看到轴向阀杆40的前周向凸缘40g。另外，可以清楚地看到其紧固开口16被推动到壳体12上的环形紧固法兰14。
在图6中可以看到从壳体12的壳体盖13中延伸出的极芯20。
本发明的执行器10的一个显著优点是可以利用装配过程来调整衔铁50的提升。这里，将被推动到优选地硬化的轴向阀杆40上的衔铁50插入导向套管70中。在装配期间，可以利用在导向套管70与弹簧座60之间的叉状隔离件来调整规定的轴向游隙。在装配期间形成两个端位止动装置，一个在轴向阀杆40和导向套管70上的前侧上，还有一个在弹簧座60与导向套管70之间。
附图标记的列表
10电磁执行器
12壳体
12a壳体的凸缘突出部
12b环形部
13壳体盖
14法兰
16孔
20极芯
20a环形壁
20b盖侧壁
22平面状端面
24凸缘
30激励线圈
40轴向阀杆
40a轴向阀杆的部分
40b轴向阀杆的部分
40c轴向阀杆的部分
40d轴向阀杆的部分
40e轴向阀杆的部分
40f轴向阀杆的部分
40g轴向阀杆的部分
42接触表面
50衔铁
52通孔
56弹簧装置
60弹簧座
70套管
72压力补偿孔
80密封环
100燃油回路系统
102共轨、高压管路
104喷射器
106发动机组
110压力传感器
112过压阀
120箱
122管路
124带旁路的低压泵
124a阀
128管路
130阀装置
132管路
134高压泵
140用于102的供给管路
150用于102的排出管路
152管路
200阀元件、气缸盖壳体
210阀座
220阀体
230弹簧装置
232接触表面
x中心轴线
d大的气隙
d小的气隙