DE102007034038A1 - High-pressure pump for a fuel system of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe (3) für ein Kraftstoffsystem (1) einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Einlassventileinrichtung (14) mit einem Ventilelement (31), einem Ventilsitz (33) für das Ventilelement (31) und einem Betätigungsstößel (35), der das Ventilelement (31) zwangsweise in eine Öffnungsrichtung (79) drücken kann. Um eine Hochdruckpumpe (3) für ein Kraftstoffsystem (1) einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die noch kostengünstiger herstellbar ist und einen geringeren Verschleiß und somit eine höhere Lebensdauer aufweist, wird vorgeschlagen, dass das Ventilelement (31) Positionierungsmittel (52) aufweist, die das Ventilelement (31) am Ventilsitz (33) zentrieren, wenn es mit diesem in Anlage kommt bzw. mit diesem in Anlage ist.The invention relates to a high - pressure pump (3) for a fuel system (1) of an internal combustion engine having at least one inlet valve device (14) with a valve element (31), a valve seat (33) for the valve element (31) and an actuating tappet (35) Valve element (31) can forcibly press in an opening direction (79). In order to provide a high-pressure pump (3) for a fuel system (1) of an internal combustion engine, which is even less expensive to produce and has a lower wear and thus a longer service life, it is proposed that the valve element (31) has positioning means (52), the Center the valve element (31) on the valve seat (33) when in contact with or in contact with it.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Einlassventileinrichtung mit einem Ventilelement, einem Ventilsitz für das Ventilelement und einem Betätigungsstößel, der das Ventilelement zwangsweise in eine Öffnungsrichtung drücken kann.The The invention relates to a high-pressure pump for a fuel system Internal combustion engine with at least one inlet valve device with a valve element, a valve seat for the valve element and a Actuator tappet, the Forcibly can push the valve element in an opening direction.

Es ist bekannt, Hochdruckpumpen mit derartigen Einlassventileinrichtungen, die auch als Mengensteuerventile bezeichnet werden, auszuführen. Derartige bekannte Mengensteuerventile weisen Mittel zur genauen radialen Führung eines Betätigungsstößels auf und umfassen üblicherweise ein Ventilelement mit Flachsitz. Außerdem können sie zur Beeinflussung einer Förderrate der Hochdruckpumpe durch Bestromung einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung zwangsweise in einer Offenstellung gehalten bzw. in eine solche gebracht werden. Derartige Mengensteuerventile werden daher auch als stromlos geschlossene Mengensteuerventile bezeichnet.It is known, high-pressure pumps with such inlet valve devices, which are also referred to as quantity control valves to execute. such known quantity control valves have means for accurate radial guide an actuating tappet on and usually include a valve element with flat seat. In addition, they can influence a funding rate the high pressure pump by energizing an electromagnetic actuator Forcibly held in an open position or in such an open position to be brought. Such quantity control valves are therefore also known as normally closed quantity control valves.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die noch kostengünstiger herstellbar ist und einen geringeren Verschleiß und somit eine höhere Lebensdauer aufweist.task The invention is a high pressure pump for a fuel system To provide internal combustion engine, which is even cheaper to produce and less wear and therefore a higher one Life has.

Diese Aufgabe wird durch eine Hochdruckpumpe mit Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These Task is achieved by a high pressure pump with features of the claim 1 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen genannt. Für die Erfindung wichtige Merkmale gehen ferner aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die Merkmale allein oder in unterschiedlichen Kombinationen wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.advantageous Further developments are mentioned in subclaims. For the invention important features will become more apparent from the following description and the drawing, wherein the features alone or in different Combinations can be important without being explicitly mentioned again.

Bei der Realisierung der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe wird durch die genauere Positionierung des Ventilelements gegenüber dem Ventilsitz ein gleichmäßigerer Fluidstrom am gesamten Umfang des Ventilelements erzielt. Dies führt zu einer geringeren Verwirbelung eines am Ventilelement vorbeifließenden Kraftstoffes, so dass sich ein höherer Durchfluss bei geöffneter Einlassventileinrichtung ergibt.at the realization of the high-pressure pump according to the invention is through the more accurate positioning of the valve member over the Valve seat a more uniform Fluid flow achieved over the entire circumference of the valve element. This leads to a lower one Turbulence of a fuel flowing past the valve element, so that a higher flow rate when open Inlet valve device results.

Hierbei ist besonders bevorzugt, dass die Positionierungsmittel einen am Ventilelement vorhandenen balligen, vorzugsweise kugelsegmentartigen ersten Kontaktbereich umfassen. Eine kugelartige Form des Ventilelements ermöglicht eine Verringerung der Strömungsumlenkung bei geöffneter Einlassventileinrichtung, so dass die Durchflussrate weiter erhöht werden kann. Ferner lassen sich mit Hilfe eines balligen beziehungsweise kugelsegmentförmigen Kontaktbereichs die Positionierungsmittel besonders einfach realisieren. Es brauchen insbesondere keine zusätzlichen Bauteile vorgesehen zu werden.in this connection is particularly preferred that the positioning means a on Valve element existing spherical, preferably spherical segment-like include first contact area. A spherical shape of the valve element allows a reduction in the flow deflection when open Inlet valve device, so that the flow rate can be further increased can. Furthermore, can be with the help of a crowned or spherical segment Contact area the positioning means particularly easy to implement. In particular, no additional components are required to become.

Andererseits kann auch vorgesehen werden, dass die Positionsmittel einen am Ventilelement vorhandenen konischen ersten Kontaktbereich umfassen. Auf diese Weise kann eine einfach, schnell und kostengünstig herstellbare Hochdruckpumpe bereitgestellt werden.on the other hand can also be provided that the position means one on the valve element comprise existing conical first contact area. To this Way can be a simple, fast and inexpensive to produce high pressure pump to be provided.

Ferner ist bevorzugt, dass die Positionierungsmittel einen am Ventilsitz vorhandenen zweiten Kontaktbereich umfassen, der zu dem ersten Kontaktbereich komplementär und/oder konisch ausgebildet ist. Dadurch wird ein zuverlässiges und reproduzierbares Schließen der Einlassventileinrichtung bei geringem Verschleiß und somit einer hohen Dauerfestigkeit erreicht. Werden der erste Kontaktbereich des Ventilelements ballig und der zweite Kontaktbereich des Ventilsitzes konisch ausgebildet, sind aufwändige Fertigungsschritte, wie beispielsweise Schleifvorgänge, nicht unbedingt erforderlich.Further it is preferred that the positioning means one on the valve seat existing second contact area, which to the first contact area complementary and / or is conical. This will be a reliable and reproducible closing the inlet valve device with little wear and thus achieved a high fatigue strength. Be the first contact area the valve element crowned and the second contact region of the valve seat conical, are elaborate Manufacturing steps, such as grinding operations, not absolutely necessary.

Der Betätigungsstößel kann in einem Gehäuse der Einlassventileinrichtung oder der Hochdruckpumpe mit radialem Spiel "fliegend" gelagert sein. Es wird also auf eine genaue radiale Führung des Betätigungsstößels verzichtet, was die Herstellung vereinfacht. Dadurch ergibt sich aufgrund einer Verringerung einer Reibung eine bessere Beweglichkeit des Betätigungsstößels in axialer Richtung und somit eine schnell schaltende Einlassventileinrichtung. Des Weiteren werden die für die radiale Führung erforderlichen Bauteile entbehrlich, so dass die Teilezahl und somit die Herstellkosten der Hochdruckpumpe reduziert werden.Of the Actuator can in a housing the inlet valve device or the high-pressure pump with radial Game "flying" be stored. It is therefore dispensed with an accurate radial guidance of the actuating plunger, which simplifies the production. This results due to a reduction a friction better mobility of the actuating plunger in the axial direction and thus a fast switching inlet valve device. Furthermore, will be the for the radial guidance Required components dispensable, so that the number of parts and thus the manufacturing costs of the high-pressure pump can be reduced.

Es kann vorgesehen werden, dass der Betätigungsstößel und das Ventilelement zwei separate Teile sind, die zumindest bei zwangsweise in Öffnungsrichtung gedrücktem Ventilelement mittels radial wirkender Fixiermittel zueinander radial fixiert sind. Die Ausgestaltung durch zwei separate Teile erleichtert die Fertigung dieser Teile und ihre Montage. Dennoch wird vermieden, dass sich bei zwangsweise geöffneter Einlassventileinrichtung das Ventilelement und der Betätigungsstößel relativ zueinander dezentrieren. Eine gleichmäßige Umströmung des Ventilelements ist also nicht nur bei selbsttätig geöffneter, sondern auch bei zwangsweise geöffneter Einlassventileinrichtung gewährleistet.It can be provided that the actuating plunger and the valve element two separate parts are, at least when forced in the opening direction depressed Valve element by means of radially acting fixing means to each other radially are fixed. The design facilitated by two separate parts the manufacture of these parts and their assembly. Nevertheless, it avoids that when forced open Inlet valve means the valve element and the actuating plunger relative decenter each other. A uniform flow around the valve element is so not only with self-acting opened, but even with forced open Inlet valve device ensures.

Die radialen Fixiermittel können einen Zapfen an einem Teil und eine komplementäre Ausnehmung am anderen Teil umfassen. Dies stellt eine zuverlässig arbeitende und verschleißarme Realisierungsform der Fixiermittel dar. Die Herstellung ist besonders einfach, wenn der Zapfen am Betätigungsstößel und die komplementäre Ausnehmung am Ventilelement vorgesehen wird.The radial fixing means may have a pin on one part and a complementary recess include on the other part. This is a reliable working and low-wear implementation of the fixing means. The preparation is particularly simple when the pin is provided on the actuating plunger and the complementary recess on the valve element.

Es ist besonders bevorzugt, dass Zapfen und Ausnehmung konisch sind. Derartige Fixiermittel lassen sich nämlich besonders einfach herstellen und arbeiten dennoch zuverlässig, da eine aufgetretene Dezentrierung sicher beseitigt werden kann.It is particularly preferred that pin and recess are conical. Such fixatives can namely be produced particularly easily and still work reliably, since an occurred decentration can be safely eliminated.

Wird vorgesehen, dass die Hochdruckpumpe an einem vom Ventilelement abgewandten Ende des Betätigungsstößels eine Dämpfungsfeder aufweist, dann wird ein harter Anschlag des Betätigungsstößels beim Schließen der Ventileinrichtung vermieden. Dies führt zu einer weiteren Verringerung des Verschleißes und von Betriebsgeräuschen.Becomes provided that the high-pressure pump facing away from the valve element End of the actuating tappet one damping spring has, then a hard stop of the actuating plunger when closing the Valve device avoided. This leads to a further reduction of the wear and operating noise.

Hierbei ist besonders bevorzugt, dass an einer von dem Betätigungsstößel abgewandten Seite des Ventilelements eine Ventilfeder angeordnet ist, welche das Ventilelement in Schließrichtung beaufschlagt, und dass die Dämpfungsfeder und die Ventilfeder derart zusammenwirken, dass eine Bewegung des Betätigungsstößels in Schließrichtung zumindest ab einem bestimmten Resthub gedämpft wird. Durch eine solche Abstimmung der Dämpfungsfeder und der Ventilfeder wird ein zuverlässiges Schließen der Ventileinrichtung, das heißt das Aufsitzen des Ventilelements auf dem Ventilsitz, gewährleistet, und zugleich die Rücklaufbewegung des Betätigungsstößels beim Schließen der zunächst zwangsweise geöffneten Einlassventileinrichtung gedämpft.in this connection is particularly preferred that on a side facing away from the actuating plunger Side of the valve element, a valve spring is arranged, which the valve element in the closing direction charged, and that the damping spring and the valve spring cooperate such that movement of the Actuating tappet in closing direction is dampened at least from a certain residual stroke. By such Tuning the damping spring and the valve spring will reliably close the Valve device, that is the seating of the valve element on the valve seat, ensures and at the same time the return movement of the actuating tappet during Shut down the first compulsory open Inlet valve device damped.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Gleiche Elemente tragen dieselben Bezugszeichen und werden in der Regel nur einmal im Detail beschrieben. In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung:following become exemplary embodiments the present invention with reference to the accompanying Drawing closer explained. Like elements bear the same reference numerals and are used in the Rule only described once in detail. In the drawing show in a schematic representation:

1 ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine mit Hochdruckpumpe gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung 1 a fuel system of an internal combustion engine with high-pressure pump according to a preferred embodiment of the present invention

2 eine Einlassventileinrichtung der Hochdruckpumpe von 1 in einem geschlossenen Zustand; 2 an inlet valve device of the high pressure pump of 1 in a closed state;

3 ein Detail von 2 bei selbsttätig geöffneter Einlassventileinrichtung; 3 a detail of 2 with automatically opened inlet valve device;

4 eine Darstellung ähnlich 3, jedoch bei zwangsweise geöffneter Einlassventileinrichtung; und 4 a representation similar 3 but with forcibly opened inlet valve device; and

5 ein weiteres Detail von 2 bei zwangsweise geöffneter Einlassventileinrichtung. 5 another detail from 2 forcibly open inlet valve device.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt ein Kraftstoffsystem 1 einer Brennkraftmaschine in einer stark schematischen Darstellung. Eine Hochdruckpumpe 3 ist stromaufwärts über eine Saugleitung 4, eine Vorförderpumpe 5 und eine Niederdruckleitung 7 mit einem Kraftstofftank 9 verbunden. Stromabwärts ist an die Hochdruckpumpe 3 über eine Hochdruckleitung 11 ein Hochdruckspeicher 13 („Rail” 13) angeschlossen. Die Hochdruckpumpe 3 weist eine Einlassventileinrichtung 14 mit einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 15 auf. Die Einlassventileinrichtung 14 ist hydraulisch zwischen der Niederdruckleitung 7 und einem Pumpenzylinder 17 angeordnet. Dabei sind Einlassöffnungen 16 der Einlassventileinrichtung 14 an die Niederdruckleitung 7 angeschlossen, und der Pumpenzylinder 17 ist mit Auslassöffnungen 18 der Einlassventileinrichtung 14 verbunden. Der Pumpenzylinder 17 und die Hochdruckleitung 11 sind über ein als Rückschlagventil ausgeführtes Auslassventil 19 miteinander verbunden. Der Pumpenzylinder 17 und ein in diesem verschiebbar gelagerter Kolben 21 begrenzen einen Arbeitsraum 23. Der Kolben 19 ist von einem Exzenterabschnitt 25 einer Antriebswelle (ohne Bezugszeichen) beaufschlagt. 1 shows a fuel system 1 an internal combustion engine in a highly schematic representation. A high pressure pump 3 is upstream via a suction line 4 , a prefeed pump 5 and a low pressure line 7 with a fuel tank 9 connected. Downstream is to the high pressure pump 3 via a high pressure line 11 a high-pressure accumulator 13 ( "Rail" 13 ) connected. The high pressure pump 3 has an inlet valve device 14 with an electromagnetic actuator 15 on. The inlet valve device 14 is hydraulically between the low pressure line 7 and a pump cylinder 17 arranged. There are inlet openings 16 the inlet valve device 14 to the low pressure line 7 connected, and the pump cylinder 17 is with outlet openings 18 the inlet valve device 14 connected. The pump cylinder 17 and the high pressure line 11 are via a designed as a check valve exhaust valve 19 connected with each other. The pump cylinder 17 and a displaceably mounted in this piston 21 limit a workspace 23 , The piston 19 is from an eccentric section 25 a drive shaft (without reference numeral) acted upon.

Beim Betrieb des Kraftstoffsystems 1 fördert die Vorforderpumpe 5 Kraftstoff vom Kraftstofftank 9 in die Niederdruckleitung 7. Der Kolben 21 bewegt sich, angetrieben von dem rotierenden Exzenterabschnitt 25 (Pfeil 27) hin und her, was zu einem sich periodisch wiederholenden Vergrößern und Verkleinern des Arbeitsraumes 23 führt. Vergrößert sich der Arbeitsraum 23, befindet sich der Kolben 21 also in einem Saughub, dann wird Kraftstoff über die Einlassventileinrichtung 15 in den Arbeitsraum eingesaugt. Dabei öffnet sich die Einlassventileinrichtung 14 aufgrund eines durch den Saughub verursachten Druckunterschieds zwischen den Einlassöffnungen 16 und den Auslassöffnungen 18 selbsttätig und verbindet so die Niederdruckleitung 7 mit dem Pumpenzylinder 17. Bei einem Verkleinern des Arbeitsraums 23 (Kolben 21 befindet sich in einem Förderhub) wird der im Arbeitsraum 23 befindliche Kraftstoff mit einem Druck beaufschlagt. Dieser Druck wirkt auch auf die Einlassventileinrichtung 14 und das Auslassventil 19 ein. Wird die Betätigungseinrichtung 15 der Einlassventileinrichtung 14 nicht bestromt, dann kann letztere am Ende der Saugphase aufgrund der Kraft einer Ventilfeder 45 (siehe 2) selbsttätig schließen. Wird der Öffnungsdruck des Auslassventils 19 überschritten, öffnet dieses, sodass der Kraftstoff in die Hochdruckleitung 11 gefördert wird.When operating the fuel system 1 promotes the pre-demand pump 5 Fuel from the fuel tank 9 in the low pressure line 7 , The piston 21 moves, driven by the rotating eccentric section 25 (Arrow 27 ) back and forth, resulting in a periodically repeating enlargement and reduction of the working space 23 leads. Enlarges the work space 23 , is the piston 21 So in a suction stroke, then fuel through the inlet valve device 15 sucked into the work space. In this case, the inlet valve device opens 14 due to a pressure difference between the inlet openings caused by the suction stroke 16 and the outlet openings 18 automatically and thus connects the low-pressure line 7 with the pump cylinder 17 , When reducing the working space 23 (Piston 21 is in a delivery stroke) is the in the work space 23 located fuel is pressurized. This pressure also acts on the inlet valve device 14 and the exhaust valve 19 one. Will the actuator 15 the inlet valve device 14 not energized, then the latter at the end of the suction phase due to the force of a valve spring 45 (please refer 2 ) close automatically. Will the opening pressure of the exhaust valve 19 exceeded, this opens, allowing the fuel into the high pressure line 11 is encouraged.

Um eine Förderrate der Hochdruckpumpe 3 zu begrenzen, kann während des Saughubs die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 15 bestromt werden, sodass die Einlassventileinrichtung 14 auch am Beginn des auf den Saughub folgenden Förderhubs zwangsweise geöffnet bleibt. Der Kraftstoff wird dann wieder zurück in die Niederdruckleitung 7 gefördert. Wenn noch während des Förderhubs die Bestromung der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 15 beendet wird, schließt die Einlassventileinrichtung 14, und der noch im Arbeitsraum 23 verbliebene Kraftstoff wird über das Auslassventil 19 in die Hochdruckleitung 11 gefördert. Durch Wahl des Zeitpunkts, zu dem die Bestromung der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 15 beendet wird, wird also das wirksame Fördervolumen eines Förderhubs festgelegt.To a delivery rate of the high pressure pump 3 to limit, during the suction stroke, the electromagnetic actuator 15 be energized, so that the inlet valve means 14 also remains forcibly open at the beginning of the delivery stroke following the intake stroke. The fuel is then returned to the low pressure line 7 promoted. If, during the delivery stroke, the energization of the electromagnetic actuator 15 is completed closes the inlet valve means 14 , and still in the workroom 23 Remaining fuel is through the exhaust valve 19 in the high pressure line 11 promoted. By selecting the time at which the energization of the electromagnetic actuator 15 is terminated, so the effective delivery volume of a delivery stroke is set.

2 zeigt den Aufbau der Einlassventileinrichtung 14. Diese weist ein Ventilelement 31, einem Ventilsitz 33 sowie einen Betätigungsstößel 35 auf. Der Betätigungsstößel 35 ist radial innerhalb eines Gehäuses 37 mit erheblichem Spiel von bis zu einigen zehntel Millimetern geführt. Das Ventilelement 31 weist bei geöffneter Einlassventileinrichtung 14 ebenfalls ein radiales Spiel auf. In diesem Sinne sind das Ventilelement 31 und der Betätigungsstößel 35 außerhalb ihrer geschlossenen Endstellungen „fliegend" innerhalb der Einlassventileinrichtung 14 gelagert. 2 shows the construction of the inlet valve device 14 , This has a valve element 31 , a valve seat 33 and an actuating tappet 35 on. The actuating tappet 35 is radially inside a housing 37 with considerable play of up to a few tenths of a millimeter. The valve element 31 indicates when the inlet valve device is open 14 also a radial play on. In this sense, the valve element 31 and the actuating tappet 35 outside their closed end positions "flying" within the intake valve device 14 stored.

Bezogen auf die Darstellung in 2 befinden sich im Gehäuse 37 oberhalb des Ventilelements 31 die Einlassöffnungen 16, die radial verlaufen, und in welche Kraftstoff aus der Niederdruckleitung 7 einströmen kann. Die Einlassöffnungen 16 verlaufen rechtwinklig zu einer Längsachse 39. Während in dem in 2 gezeigten Betriebszustand an einer Oberseite 41 des Ventilelements 31 der Betätigungsstößel 35 aufliegt, ist an einer Unterseite 43 des Ventilelements 31 eine Ventilfeder 45 angeordnet, welche von einem gehäusefesten Federhalter 47 gehalten wird. Der Federhalter 47 weist die Auslassöffnungen 18 auf.Relative to the illustration in 2 are located in the housing 37 above the valve element 31 the inlet openings 16 , which run radially, and in which fuel from the low-pressure line 7 can flow in. The inlet openings 16 extend at right angles to a longitudinal axis 39 , While in the in 2 shown operating state on an upper side 41 of the valve element 31 the actuating tappet 35 rests on a bottom 43 of the valve element 31 a valve spring 45 arranged, which of a housing-fixed pen holder 47 is held. The penholder 47 has the outlet openings 18 on.

Das Ventilelement 31 weist an seiner Oberseite 41 einen ersten kugelsegmentförmigen, konvexen Kontaktbereich 49 auf. Ein zweiter Kontaktbereich 51 des Ventilsitzes 33 weist eine zur Form des ersten Kontaktbereichs 49 komplementäre, kugelsegmentartige und konkave Form auf. Die beiden Kontaktbereiche, 49, 51 bilden zusammen Positionierungsmittel 52, die das Ventilelement 31 am Ventilsitz 33 zentrieren. In einer nicht gezeigten Ausführungsform sind der zweite Kontaktbereich 51 konisch und der erste Kontaktbereich 49 weiterhin kugelsegmentförmig, und in einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform sind beide Kontaktbereiche 49, 51 konisch. Grundsätzlich kann anstelle einer kugelsegmentartigen Form auch eine andere ballige Form des ersten Kontaktbereichs 49 beziehungsweise des zweiten Kontaktbereichs 51 vorgesehen werden, wobei letztere Form auf die erstere abgestimmt sein muss, um ein zuverlässiges Schließen der Einlassventilvorrichtung 14 zu gewährleisten.The valve element 31 points at its top 41 a first spherical segment, convex contact area 49 on. A second contact area 51 of the valve seat 33 has one to the shape of the first contact area 49 complementary, spherical segment-like and concave shape. The two contact areas, 49 . 51 together form positioning means 52 that the valve element 31 at the valve seat 33 Center. In an embodiment not shown, the second contact area 51 conical and the first contact area 49 Furthermore, spherical segment-shaped, and in another embodiment, not shown, both contact areas 49 . 51 conical. In principle, instead of a spherical segment-like shape, another spherical shape of the first contact region 49 or the second contact area 51 The latter form must be adapted to the former in order to reliably close the inlet valve device 14 to ensure.

An seinem dem Ventilelement 31 zugewandten Ende weist der Betätigungsstößel 35 einen konischen Zapfen 53 auf. Außerdem ist in der Oberseite 41 des Ventilelements 31 eine Ausnehmung 55 vorhanden, deren Form komplementär zur konischen Form des Zapfens 53 ist. Der Zapfen 53 und die Ausnehmung 55 bilden radiale Fixiermittel 57.At his the valve element 31 facing end, the actuating tappet 35 a conical pin 53 on. Also, in the top 41 of the valve element 31 a recess 55 present, whose shape is complementary to the conical shape of the pin 53 is. The pin 53 and the recess 55 form radial fixatives 57 ,

An seiner vom Ventilelement 31 abgewandten Seite weist der Betätigungsstößel 35 einen mit ihm fest verbundenen Anker 59 auf. Dieser ist innerhalb einer Kapsel 61 entlang der Längsachse 39 hin und her bewegbar. Um die Kapsel 61 herum ist gegenüber dem Anker 59 etwas nach unten zum Ventilelement 31 hin versetzt eine Spule 63 angeordnet, die nach außen von einem Gehäusemantel 65 und einer Abdeckscheibe 67 überdeckt wird. Zwischen dem Anker 59 und dem Gehäuse 37 befindet sich eine Restluftspaltscheibe 69, durch welche der Betätigungsstößel 35 hindurchragt. Auf seiner vom Gehäuse 37 abgewandten Seite weist der Anker 59 eine Aussparung 71 auf, in welcher sich eine Dämpfungsfeder 73 je nach Betriebszustand der Einlassventileinrichtung 14 entweder teilweise oder vollständig befindet. Ferner weist die Einlassventileinrichtung 14 ein mit der Spule 63 elektrisch verbundenes Steckelement 75 zum elektrischen Anschluss der Spule 63 beispielsweise an ein Steuergerät auf. Die Einlassventileinrichtung 14 weist also eine Magnetgruppe 77 auf, welche das Steckelement 75, die Spule 63, den Gehäusemantel 65 sowie die Abdeckscheibe 67 umfasst.At his from the valve element 31 facing away from the actuating tappet 35 an anchor firmly attached to it 59 on. This one is inside a capsule 61 along the longitudinal axis 39 movable back and forth. To the capsule 61 around is opposite the anchor 59 slightly down to the valve element 31 Towards a coil 63 arranged outward from a housing shell 65 and a cover 67 is covered. Between the anchor 59 and the housing 37 there is a residual air gap disc 69 through which the actuating tappet 35 protrudes. On his from the case 37 opposite side, the anchor points 59 a recess 71 on, in which a damping spring 73 depending on the operating state of the inlet valve device 14 either partially or completely located. Furthermore, the inlet valve device 14 one with the coil 63 electrically connected plug-in element 75 for electrical connection of the coil 63 for example, to a control unit. The inlet valve device 14 has a magnet group 77 on which the plug element 75 , the sink 63 , the housing shell 65 and the cover 67 includes.

Im Folgenden wird anhand der 2 bis 5 die Funktionsweise der Einlassventileinrichtung 14 in einzelnen Betriebszuständen (geschlossen, selbsttätig geöffnet und zwangsweise geöffnet) näher erläutert.The following is based on the 2 to 5 the operation of the inlet valve device 14 in individual operating states (closed, automatically opened and forced open) explained in more detail.

Der in 2 gezeigte geschlossene Zustand der Einlassventileinrichtung 14 tritt auf, wenn die Einlassventileinrichtung 14 unbestromt ist, also kein Strom durch die Spule 63 fließt und eine Druckdifferenz zwischen einem Druck an den Einlassöffnungen 16 und einem Druck an den Auslassöffnungen 18 gering oder Null ist. In diesem Fall ist eine von der Ventilfeder 45 auf das Ventilelement 31 gegen eine Öffnungsrichtung 79 ausgeübte Kraft größer als die Summe der durch die Dämpfungsfeder 73 über den Betätigungsstößel 35 auf das Ventilelement 31 ausgeübten Kraft und der durch die Druckdifferenz auf das Ventilelement 31 in die Öffnungsrichtung 79 ausgeübten Kraft. Es ergibt sich somit eine resultierende, gegen die Öffnungsrichtung 79 wirkende Kraft, welche das Ventilelement 31 gegen den Ventilsitz 33 drückt.The in 2 shown closed state of the inlet valve device 14 occurs when the inlet valve means 14 is de-energized, so no current through the coil 63 flows and a pressure difference between a pressure at the inlet openings 16 and a pressure at the outlet openings 18 is low or zero. In this case, one of the valve spring 45 on the valve element 31 against an opening direction 79 applied force greater than the sum of the damping spring 73 over the actuating tappet 35 on the valve element 31 applied force and by the pressure difference on the valve element 31 in the opening direction 79 applied force. This results in a resulting, against the opening direction 79 acting force, wel che the valve element 31 against the valve seat 33 suppressed.

Befindet sich der Kolben 21 im Saughub, so verringert sich der an den Auslassöffnungen 18 der Einlassventileinrichtung 14 herrschender Druck und die Druckdifferenz zwischen den Einlassöffnungen 16 und den Auslassöffnungen 18 erhöht sich. Erreicht die Summe aus der Kraft der Dämpfungsfeder 73 und der auf das Ventilelement 31 ausgeübten Druckkraft einen Wert, der die Kraft der Ventilfeder 45 übersteigt, dann bewegt sich das Ventilelement 31 vom Ventilsitz 33 weg, und die Einlassventileinrichtung 14 öffnet. Die Öffnungsbewegung des Ventilelements 31 verläuft im Idealfall parallel zur Längsachse 39. Allerdings kann aufgrund von Querkräften, welche durch die Ventilfeder 45 oder durch eine asymmetrische Umströmung des Ventilelements 31 verursacht werden können, das Ventilelement 31 auch leicht gekippt öffnen, das heißt es kann zu einem Abweichen der Richtung der Öffnungsbewegung von dem zur Längsachse 39 parallelen Verlauf kommen. Nach dem Öffnen der Einlassventileinrichtung 14 bewegt sich der aufgrund seiner relativ hohen Masse im Vergleich zum Ventilelement 31 träge Betätigungsstößel 35 angetrieben von der Dämpfungsfeder 73 etwas zum Ventilelement 31 hin, ohne dieses zu berühren. Es stellt sich der in 3 gezeigte Zustand ein.Is the piston located 21 in the intake stroke, so reduces the at the outlet openings 18 the inlet valve device 14 prevailing pressure and the pressure difference between the inlet openings 16 and the outlet openings 18 increases. Reached the sum of the force of the damping spring 73 and the on the valve element 31 applied compressive force a value that the force of the valve spring 45 exceeds, then moves the valve element 31 from the valve seat 33 away, and the inlet valve means 14 opens. The opening movement of the valve element 31 ideally runs parallel to the longitudinal axis 39 , However, due to lateral forces caused by the valve spring 45 or by an asymmetric flow around the valve element 31 can be caused, the valve element 31 also slightly tilted open, that is, it may lead to a deviation of the direction of the opening movement of the longitudinal axis 39 come parallel course. After opening the inlet valve device 14 moves due to its relatively high mass compared to the valve element 31 sluggish actuating tappet 35 driven by the damping spring 73 something to the valve element 31 without touching it. It turns the in 3 shown state.

Soll beim Betrieb der Hochdruckpumpe eine Förderrate der Hochdruckpumpe verringert werden, dann wird üblicherweise bereits während des Saughubs die Spule 63 bestromt. Durch die Bestromung entsteht im Anker 59 ein magnetischer Fluss, der dazu führt, dass sich dort eine Magnetkraft aufbaut, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse 39 zum Ventilelement 31 hin – also in die Öffnungsrichtung 79 – wirkt. Aufgrund der Magnetkraft bewegt sich der Anker 59 samt Betätigungsstößel 35 zum Ventilelement 31 hin. Je weiter sich auch der Betätigungsstößel 35 zum Ventilelement 31 hin bewegt, desto tiefer ragt der Zapfen 53 des Betätigungsstößels 35 in die Ausnehmung 55 des Ventilelements 31 hinein. Dadurch wird ein radialer Bewegungsfreiraum des Ventilelements 31 gegenüber dem Betätigungsstößel 35 sukzessive verringert, bis er schließlich, wenn der Betätigungsstößel 35 wie in 4 gezeigt auf dem Ventilelement 31 aufsitzt, zumindest annähernd zu Null wird. Die aus dem Zapfen 53 und der Ausnehmung 55 gebildeten Fixiermittel 57 bewirken also, dass der Betätigungsstößel 35 und das Ventilelement 31 im zwangsweise geöffneten Betriebszustand der Einlassventileinrichtung 14 radial zueinander fixiert sind.If, during operation of the high-pressure pump, a delivery rate of the high-pressure pump is to be reduced, then usually during the suction stroke the spool already becomes 63 energized. The current flows through the armature 59 a magnetic flux that causes a magnetic force to build up there, substantially parallel to the longitudinal axis 39 to the valve element 31 towards - ie in the opening direction 79 - works. Due to the magnetic force, the armature moves 59 including actuating tappet 35 to the valve element 31 out. The further the actuating tappet continues 35 to the valve element 31 moved, the deeper the pin protrudes 53 of the actuating tappet 35 into the recess 55 of the valve element 31 into it. This creates a radial freedom of movement of the valve element 31 opposite the actuating tappet 35 gradually reduced until finally, when the actuating tappet 35 as in 4 shown on the valve element 31 is seated, at least approaching zero. The from the pin 53 and the recess 55 formed fixative 57 thus cause the actuating tappet 35 and the valve element 31 in forcibly opened operating state of the inlet valve device 14 are fixed radially to each other.

Wie in 5 dargestellt, ist die Dämpfungsfeder 73 im zwangsweise geöffneten Betriebszustand der Einlassventileinrichtung 14 mit einer geringen Kraft vorgespannt. In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist die Dämpfungsfeder 73 im zwangsweise geöffneten Betriebszustand der Einlassventilvorrichtung 14 vollständig entspannt, und es ergibt sich an einem oder an beiden Enden der Dämpfungsfeder 73 ein Spalt.As in 5 shown, is the damping spring 73 in forcibly opened operating state of the inlet valve device 14 preloaded with a small force. In an embodiment not shown, the damping spring 73 in forcibly open operating state of the intake valve device 14 completely relaxed, and it results at one or both ends of the damping spring 73 A gap.

Wird der durch die Spule 63 fließende Strom wieder abgeschaltet, dann baut sich die auf den Anker 59 wirkende Magnetkraft ab, und die Ventilfeder 45 drückt das Ventilelement 31 parallel zur Längsachse 39 zum Ventilsitz 33 hin. Dabei verringert sich während der Bewegung des Ventilelements 31 nach und nach aufgrund der kugeligen Form der beiden Kontaktbereiche 49, 51 ein radiales Spiel des Ventilelements 31 gegenüber dem Ventilsitz 33. Das Ventilelement 31 wird also während der Schließbewegung gegenüber dem Ventilsitz 35 zentriert.Will that through the coil 63 flowing current shut off again, then it builds on the anchor 59 acting magnetic force, and the valve spring 45 pushes the valve element 31 parallel to the longitudinal axis 39 to the valve seat 33 out. This decreases during the movement of the valve element 31 gradually due to the spherical shape of the two contact areas 49 . 51 a radial clearance of the valve element 31 opposite the valve seat 33 , The valve element 31 So it is during the closing movement relative to the valve seat 35 centered.

Am Ende der Schließbewegung drückt der Anker 59 die Dämpfungsfeder 73 gegen die Kapsel 61, so dass die Dämpfungsfeder 73 zusammengedrückt und die Bewegung des Betätigungsstößels 35 gedämpft wird; es stellt sich dann wieder der in 2 gezeigte Zustand der Einlassventileinrichtung 14 ein. Die Ventilfeder 45 und die Dämpfungsfeder 73 sind so aufeinander abgestimmt, dass einerseits die Bewegung des Betätigungsstößels 35 und des Ankers 59, die zusammen eine verhältnismäßig hohe Masse aufweisen, so gedämpft wird, dass der Anker 59 nicht hart an der Kapsel 61 anschlägt, und andererseits die Ventileinrichtung 14 zuverlässig schließt.At the end of the closing movement, the anchor pushes 59 the damping spring 73 against the capsule 61 so that the damping spring 73 compressed and the movement of the actuating plunger 35 is dampened; it then turns back into the 2 shown state of the inlet valve device 14 one. The valve spring 45 and the damping spring 73 are coordinated so that on the one hand the movement of the actuating plunger 35 and the anchor 59 , which together have a relatively high mass, so is damped that the anchor 59 not hard on the capsule 61 strikes, and on the other hand, the valve device 14 reliably closes.

Claims (10)

Hochdruckpumpe (3) für ein Kraftstoffsystem (1) einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Einlassventileinrichtung (14) mit einem Ventilelement (31), einem Ventilsitz (33) für das Ventilelement (31) und einem Betätigungsstößel (35), der das Ventilelement (31) zwangsweise in eine Öffnungsrichtung (79) drücken kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassventilvorrichtung (14) Positionierungsmittel (52) aufweist, die das Ventilelement (31) am Ventilsitz (33) zentrieren, wenn es mit diesem in Anlage kommt bzw. mit diesem in Anlage ist.High pressure pump ( 3 ) for a fuel system ( 1 ) an internal combustion engine having at least one inlet valve device ( 14 ) with a valve element ( 31 ), a valve seat ( 33 ) for the valve element ( 31 ) and an actuating tappet ( 35 ), which the valve element ( 31 ) forcibly in an opening direction ( 79 ), characterized in that the inlet valve device ( 14 ) Positioning means ( 52 ), which the valve element ( 31 ) on the valve seat ( 33 ) center when it comes into contact with this or in this system. Hochdruckpumpe (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsmittel (52) einen am Ventilelement (31) vorhandenen balligen, vorzugsweise kugelsegmentförmigen ersten Kontaktbereich (49) umfassen.High pressure pump ( 3 ) according to claim 1, characterized in that the positioning means ( 52 ) one on the valve element ( 31 ) present spherical, preferably spherical segment-shaped first contact area ( 49 ). Hochdruckpumpe (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsmittel (52) einen am Ventilelement (31) vorhandenen konischen ersten Kontaktbereich (49) umfassen.High pressure pump ( 3 ) according to claim 1, characterized in that the positioning means ( 52 ) one on the valve element ( 31 ) existing conical first contact area ( 49 ). Hochdruckpumpe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsmittel (52) einen am Ventilsitz (33) vorhandenen zweiten Kontaktbereich (51) umfassen, der zu dem ersten Kontaktbereich (49) komplementär und/oder konisch ausgebildet ist.High pressure pump ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the positioning means ( 52 ) one at the valve Seat ( 33 ) existing second contact area ( 51 ) leading to the first contact area ( 49 ) is complementary and / or conical. Hochdruckpumpe (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsstößel (35) in einem Gehäuse (37) der Einlassventileinrichtung (14) oder der Hochdruckpumpe (3) mit radialem Spiel "fliegend" gelagert ist.High pressure pump ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating tappet ( 35 ) in a housing ( 37 ) of the inlet valve device ( 14 ) or the high-pressure pump ( 3 ) is mounted "flying" with radial play. Hochdruckpumpe (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsstößel (35) und das Ventilelement (31) zwei separate Teile sind, die zumindest bei zwangsweise in die Öffnungsrichtung (79) gedrücktem Ventilelement (31) mittels radial wirkender Fixiermittel (57) zueinander radial fixiert sind.High pressure pump ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating tappet ( 35 ) and the valve element ( 31 ) are two separate parts which, at least forcibly in the opening direction ( 79 ) pressed valve element ( 31 ) by means of radially acting fixing means ( 57 ) are radially fixed to each other. Hochdruckpumpe (3) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Fixiermittel (57) eine Zapfen (53) am einen Teil und eine komplementäre Ausnehmung (55) im anderen Teil umfassen.High pressure pump ( 3 ) according to claim 6, characterized in that the radial fixing means ( 57 ) a pin ( 53 ) at a part and a complementary recess ( 55 ) in the other part. Hochdruckpumpe (3) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Zapfen (53) und Ausnehmung (55) konisch sind.High pressure pump ( 3 ) according to claim 7, characterized in that pins ( 53 ) and recess ( 55 ) are conical. Hochdruckpumpe (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie an einem vom Ventilelement (31) abgewandten Ende des Betätigungsstößels (35) eine Dämpfungsfeder (73) aufweist.High pressure pump ( 3 ) according to one of claims 5 to 8, characterized in that it is attached to one of the valve element ( 31 ) facing away from the end of the actuating tappet ( 35 ) a damping spring ( 73 ) having. Hochdruckpumpe (3) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an einer von dem Betätigungsstößel (35) abgewandten Seite des Ventilelements (31) eine Ventilfeder (45) angeordnet ist, welche das Ventilelement (31) in Schließrichtung beaufschlagt, und dass die Dämpfungsfeder (73) und die Ventilfeder (45) derart zusammenwirken, dass eine Bewegung des Betätigungsstößels (35) in Schließrichtung zumindest ab einem bestimmten Resthub gedämpft wird.High pressure pump ( 3 ) according to claim 9, characterized in that on one of the actuating tappet ( 35 ) facing away from the valve element ( 31 ) a valve spring ( 45 ) is arranged, which the valve element ( 31 ) acted in the closing direction, and that the damping spring ( 73 ) and the valve spring ( 45 ) cooperate such that a movement of the actuating plunger ( 35 ) is damped in the closing direction at least from a certain residual stroke.
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