DE102008003212B4 - Druckventil mit hydraulischer Dichtung, insbesondere metallischer Dichtung - Google Patents
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Abstract
Druckventil (1) für ein Hochdruck-Kraftstoffsystem, mit einem Ventilgehäuse (2) in dem ein elektromagnetischer Wandler (3) zur Betätigung eines Steuerelements (4) des Druckventils (1) angeordnet ist, wobei das Steuerelement (4) eine Druckmittelöffnung (5) in dem Ventilgehäuse (2) verschließen kann, und mit einer statischen Dichtung (6) zwischen dem Ventilgehäuse (2) und einem Bauteil (7) des Hochdruckkraftstoffsystems, dadurch gekennzeichnet, dass die statische Dichtung (6) durch einen die Druckmittelöffnung (5) und/oder das Ventilgehäuse (2) im Bereich der Druckmittelöffnung (5) umschließenden Umfangswulst (8) in einem Boden (9) gebildet ist, der eine größere Härte als das Bauteil (7) des Hochdruck-Kraftstoffsystems aufweist und in dem Boden (9) ein Auslaufbereich (21) auf einen Dichtabschnitt (22) unter einem kleineren Winkel als 25° ansteigend von einem Steuerzulauftrichter (29) der Druckmittelöffnung (5) zuläuft.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Druckventil für eine hydraulische Anlage, insbesondere für ein Hochdruck-Kraftstoffsystem, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Druckventile zur Steuerung des Druckmitteldruckes in einer hydraulischen Anlage sind bekannt. Es sind verschiedene Arten von Druckventilen, wie beispielsweise Druckbegrenzungsventile oder Druckregelventile bekannt. Bei den bekannten Druckventilen wirkt ein Elektromagnet über einen Anker direkt, seltener indirekt über eine Druckfeder auf ein Ventil. Dieses Steuerelement des Ventils ist überwiegend als Sitzkegel, seltener als Längsschieber oder Düsen-Prallplattensystem ausgebildet. Es kann die auf das Steuerelement ausgeübte Magnetkraft – und damit der Druckmitteldruck in der hydraulischen Anlage – durch Verändern des Eingangsstromes variiert werden, ohne dass der elektromagnetische Wandler einen Hub ausführt. Der Wandler wirkt als elektromagnetische Feder.
- Die
DE 43 05 789 A1 beschreibt ein Druckventil für eine hydraulische Anlage, bei dem in einem Ventilgehäuse ein elektromagnetischer Wandler, bestehend aus einer Magnetspule, in deren Inneres ein Polstück hineinragt und einen Magnetanker betätigt. Der Magnetanker ist fest mit einem Stößel verbunden, der eine Kugel mit einer Schließkraft auf eine Druckmittelöffnung drückt. Der Stößel und die Kugel bilden ein Steuerelement eines Sitzventils in dem Druckventil. Das Druckventil weist eine elastische Dichtung in Form eines O-Ringes auf, der in eine Umfangsnut um das Ventilgehäuse gelegt ist und das Druckventil gegen ein Bauteil der hydraulischen Anlage, wie etwa ein Pumpengehäuse, abdichten soll. Solche O-Ringe neigen beim Verschrauben des Druckventils in der hydraulischen Anlage zu verkanten und undicht zu sein. Zudem ist ein mehrfaches Aus- und Einschrauben des Druckventils mit ein und demselben O-Ring nicht möglich, da dieser sich in eingebautem Zustand meist dauerhaft verformt und eine Dichtwirkung beim Wiedereinbau des Druckventils, etwa nach einer Reparatur dessen, nicht sicher gegeben ist. - Aus der
DE 198 22 671 A1 ist zu der Figurenbeschreibung der2 bekannt, dass eine Beißkante vorgesehen werden kann, die eine plastische Verformung in dem anderen, als Anlagematerial dienenden Körper, gegenüber dem abzudichten ist, hervorrufen soll. Die Beißkante ist zum Außenumfang ansteigend und in der Form einer spitzen, umlaufenden Erhöhung gestaltet, so dass sie sich einseitig plastisch verformend eingräbt. Durch die sich in dem plastisch verformten Material eingegrabene Beißkante lässt sich zunächst eine hydraulisch dichte Verbindung des vorgeschlagenen Druckbegrenzungsventils schaffen, jedoch sieht sich ein Monteur im Reparaturfall der gleichen Schwierigkeit ausgesetzt wie bei der Verwendung eines Ventils nachDE 43 05 789 A1 , nämlich der beschränkten Anzahl von Ein- und Ausschraubvorgängen. Im ungünstigsten Fall führt es zu der Situation, dass nicht nur das Druckregelventil zu tauschen ist, sondern auch das aufnehmende Bauteil, das nämlich in einer Ausgestaltung die deutlich wertvollere Dieselhochdruckpumpe ist. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Druckventil zu schaffen, dessen Ventilgehäuse auch nach mehrfachem Aus- und Einbau gegenüber einer hydraulischen Anlage sicher und einfach abgedichtet ist. Hierbei wird die hydraulische Anlage mit hohen Drücken betrieben, insbesondere in einem Druckbereich der 1600 bar überschreiten kann, wie zum Beispiel einem Druckbereich mit einem Regelbetriebsdruck von 2000 bar oder sogar 2200 bar.
- Die Aufgabe wird mit einem Druckventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Dadurch dass die statische Dichtung durch einen, die Druckmittelöffnung an dem Ventilgehäuse und/oder das Ventilgehäuse im Bereich der Druckmittelöffnung umschließenden Umfangswulst gebildet ist, der eine größere Härte als das Bauteil der hydraulischen Anlage, auf dem er zu liegen kommt, hat, ist ein Druckventil gegeben, das auch nach mehrfachem Aus- und Einschrauben sicher gegenüber der hydraulischen Anlage abgedichtet ist. Der Umfangswulst kommt dabei bevorzugt in axialer Richtung des Druckventils auf der hydraulischen Anlage zu liegen und verformt seine Auflagefläche an der hydraulischen Anlage elastisch und plastisch. Zudem lässt sich auf diese Weise ein radialspannungsarmer Einbau des Druckventils ermöglichen.
- Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird von einer statischen Dichtung in Anlehnung an statische Drücke gesprochen. Hierzu im Gegensatz steht eine dynamische Dichtung, die durch hydraulische Druckgefälle ihre Dichtwirkung erzeugt.
- Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Es ist zweckmäßig den Umfangswulst an einem gehärteten Boden des Ventilgehäuses anzuordnen, wobei der Boden bevorzugt als separates Bauteil des Ventilgehäuses gebildet ist und fest mit ihm verbunden ist. Gleichwohl kann der Umfangswulst einstückig mit dem Ventilgehäuse gebildet werden. Benachbart zu dem Umfangswulst können konische Flächen – etwa ein Einlasskegel an der Druckmittelöffnung – angeordnet sein. Die konische Flächen sind vorteilhafter Weise konzentrisch gestaltet.
- In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Druckventils ist der Umfangswulst etwa 1 bis 3 mm breit und weist einen teilkreisförmigen Querschnitt auf. Seine größte Höhe beträgt bevorzugt etwa 1/30 bis 1/100 seiner Breite.
- Das Druckventil eignet sich beispielsweise zum Einschrauben in ein Gehäuse einer Hochdruckpumpe für Dieselkraftstoff. Das Druckventil kann als kraft- oder lagegesteuertes Proportional-Druckregelventil oder Proportional-Druckbegrenzungsventil ausgebildet sein, wobei der Magnet direkt auf das Steuerelement oder indirekt über eine Druckfeder auf das Steuerelement wirkt. Der Boden des Ventilgehäuses oder das einstückig gebildete Ventilgehäuse kann im Bereich der Druckmittelöffnung aus einem randschichtgehärteten Vergütungsstahl bestehen.
- Zu dem Steuerelement kann eine Kugel oder ein andersartig geformter Wälzkörper zum Verschluss der Druckmittelöffnung gehören.
- Das Druckventil eignet sich beispielsweise zum Einsatz als Druckregelventil in einer Common-Rail-Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs.
- Das Druckventil ist an einem seiner Enden so gestaltet, dass der Umfangswulst zusammen mit dem hierzu zurückversetzten Boden, das heisst, der Boden ist zum Umfangswulst innenliegend, eine von der Druckmittelöffnung durchsetzte Wanne bildet, deren Material eine einheitlich gleiche Oberflächenhärte aufweist.
- Das Druckventil hat einen Boden. Der Boden ist horizontal verlaufend. Er erstreckt sich über eine Ebene, aus der sich der Umfangswulst gleichmäßig gewölbt und achsensymmetrisch zu seiner Mitte erhebt.
- Der Boden läuft unter einem kleineren Winkel als 25° ansteigend auf einen Dichtabschnitt zu. Mit dem Winkel wird der Steigwinkel bezeichnet. Der Steigwinkel bildet sich aus einer Tangente, die auf den Umfangwulst gezogen wird. Der Umfangswulst erzeugt mittels seines Radienbereichs eine statische Dichtung. Es wird so eine sehr flache Dichtung erzeugt.
- In dem Boden ist ein Dichtabschnitt vorhanden ist, der einen Radienbereich umfasst, wobei der Radienbereich mittensymmetrisch gestaltet ist. So werden einseitige Kerbeinwirkungen auf dem weiteren Bauteil, den Pressverband schaffenden Bauteil, vermieden.
- Der Radienbereich wird durch tangential zu bildende Schrägen seitlich begrenzt, die bis zu jeweiligen Dichtlinien auf jeder Seite des Radienbereichs reichen.
- An eine Dichtlinie schließt sich ein Auslaufbereich an, der einen Übergangsbereich zwischen einem anzuschließenden Bauteilkanal und einem Steuerzulauftrichter darstellt. Der Auslaufbereich ist als flacher, sich zwischenschiebender Hohlraum am Ende des Bauteilkanals des weiteren Bauteils und des Bodens gestaltet. Der Auslaufbereich trägt zur Herstellbarkeit des niedrigen Radienbereichs bei.
- Die Schrägen werden durch Tangenten gebildet, die in ihrer Steigung gegenüber einer durch die höchste Erhebung des Ventils geführte Horizontalen unter zwei Winkeln verlaufen, die zueinander eine maximale Winkelabweichung von 10° haben. Diese geometrischen Abmessungen erzeugen einen flachen Boden.
- Ein Ausführungsbeispiel ist nachfolgend anhand der Zeichnung gezeigt. In der Zeichnung zeigt:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Druckregelventils, -
2 einen teilweisen, perspektivischen Längsschnitt durch das Druckregelventil in1 , -
3 einen perspektivischen Längsschnitt durch einen Boden mit Sitzventil des Druckregelventils in1 , -
4 einen schematischen Längsschnitt durch den Boden des Druckregelventils in1 , -
5 einen schematischen Längsschnitt durch den Boden eines weiteren Druckregelventils im verbauten Zustand innerhalb eines hydraulischen Druckerzeugers wie einer Dieselhochdruckpumpe, -
6 einen Längsschnitt mit konstruktiven Angaben des Bodens eines Druckregelventils nach5 . - In
1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein als Druckregelventil11 gebildetes Druckventil1 für eine Common-Rail-Kraftstoffeinspritzanlage eines Personenkraftwagens gezeigt. Das Druckregelventil11 ist mit einem zylindrischen Ventilgehäuse2 gebildet, das zum Ein- und Ausschrauben des Druckregelventils11 in ein als Pumpengehäuse einer Hochdruckpumpe gebildetes Bauteil7 der hydraulischen Anlage einen Außensechskant13 etwa in der axialen Mitte des Druckregelventils11 aufweist. Durch den Außensechskant13 kann ein entsprechender Schraubaufsatz oder Maulschlüssel an dem Druckventil1 umfänglich, also seitlings, angreifen, so dass das Druckventil1 in das Bauteil7 in axialer Richtung entsprechend der Ganghöhe eines Schraubgewindes hingetrieben werden kann. Das Ventil1 hat ein Gewinde20 , das als Außengewinde gestaltet ist. Durch das Gewinde wird mit dem Bauteil7 eine mechanisch feste Verbindung zwischen Ventil1 und Bauteil7 hergestellt. Bei einer Reparatur oder einem Austausch des Ventils1 von dem Bauteil7 , der das Trägerbauteil darstellt, kann das Ventil1 durch einfache Schraubbewegungen ein- und ausgebracht werden. Das Gewinde20 dichtet das unter Umgebungsdruck oder einem niedrigem Druck stehenden Fluid, den Treibstoff wie Diesel, gegenüber der Umwelt ab. Der Hochdruckbereich, gekennzeichnet durch P in der5 , wird durch die integrierte Dichtung abgedichtet. Das als Druckregelventil11 arbeitende Druckventil1 muss in seinem Gewinde20 so ausgelegt sein, dass das Fluid, das hinter dem Steuerelement12 (siehe3 ) auftritt und dessen Druck am Arbeitsanschluss A schon nahezu vollständig abgebaut ist, zuverlässig zurückgehalten werden kann und daher keine Leckagen auftreten. Somit ist die Ganghöhe des Gewindes20 durch die Eindrehbewegungshöhe der Dichtung im Berührungsbereich des Umfangswulsts8 zu bestimmen, nicht jedoch durch den Druckunterschied über das Gewinde20 zwischen dem Arbeitsanschluss A und der Umgebung. Das Ventilgehäuse2 , aus dem sich der Außensechskant13 herausbildet, hat an seinem einen Ende eine Montageöffnung14 , die durch einen Deckel mit Steckeranschluss selbst im eingeschraubten Zustand verschließbar ist. An seinem anderen Ende hat das Ventil1 eine Druckmittelöffnung5 in einem Boden9 , die von einer statischen Dichtung6 umrundet ist. - Wie
2 in einem teilweisen perspektivischen Längsschnitt durch das Druckregelventil11 zeigt, ist in dem Ventilgehäuse2 über eine axiale Montageöffnung14 ein elektromagnetischer Wandler3 zur Betätigung eines Steuerelements4 eingesetzt. Das Steuerelement4 ist mit einem als Flachanker gebildeten Anker15 des elektromagnetischen Wandlers3 fest verbunden. Das Steuerelement4 ist als Kolben oder Stößel16 und mit an dessen, dem Anker15 gegenüberliegenden axialen Ende17 mit einem Wälzkörper – einem kugelförmigen Steuerelement12 – versehen, das von ihm auf eine konisch sich ins Ventilinnere erweiternde Druckmittelöffnung5 gepresst ist (vgl.3 ). Das Gewinde20 des Ventils1 zusammen mit dem ihn umschließenden Bauteil7 (siehe5 ) stellt die letzte hydraulische Barriere zur Umgebung dar. Diese hydraulische Barriere sichert einen deutlich niedrigeren Druck gegenüber dem Umgebungsdruck ab. - Das in
3 dargestellte untere Ende des Ventils1 wird durch den in dem Gehäuse2 eingesetzten Boden9 abgeschlossen. Der Boden9 ist ein plattenartiges, flaches Bauteil mit einer Druckmittelöffnung5 , die wie ein längliches Rohr mit einem Einlaufbereich, der eine konische Fläche10 hat, gestaltet ist. Das längliche Rohr ist beidseitig am Ende konisch aufgeweitet. Gleichseitig zur breiten Seite einer der konischen Flächen10 , die an der äußeren Seite des Druckregelventils11 vorhanden ist, ist ein Umfangswulst8 vorgesehen, der eine statische Dichtung6 darstellt. Die statische Dichtung6 dichtet den sich an der Druckmittelöffnung5 anschließenden Rail bzw. das sich anschließende Bauteil7 (siehe5 ) ab. Der Boden9 bietet darüber hinaus eine Vertiefung für das kugelförmige Steuerelement12 , das durch das weitere Steuerelement4 in Form eines Stößels16 in die Schließlage gedrückt werden kann. Somit ist der rotationssymmetrische Boden9 auf einer Seite mit einer Vertiefung für ein Kugelsitzventil als Ventilsitz versehen und auf der anderen Seite mit einem Umfangswulst8 , der Teil der statischen Dichtung6 ist. Das Ende17 des Stößels16 ist angeschrägt, um die Kugel des Steuerelements12 leichter zentrieren zu können, während in der geöffneten Stellung das Fluid mit geringerem hydraulischen Widerstand ablaufen kann. - Wie
4 in einem schematischen Längsschnitt durch den Ventilsitz aufnehmenden Boden9 des Ventilgehäuses2 (siehe3 ) zeigt, weist das Druckregelventil11 eine statische Dichtung6 zu dem Bauteil7 der hydraulischen Anlage (Hochdruckpumpengehäuse) auf, die aus einem im Querschnitt ballig gebildeten Umfangswulst8 um die Druckmittelöffnung5 gebildet ist. Der in dem Ausführungsbeispiel gezeigte Umfangswulst8 ragt über die äußere axiale Stirnfläche des Bodens9 mit einer maximalen Höhe h, die etwa 1/30 bis 1/100 seiner Breite b beträgt. Seine Breite b beträgt beispielsweise etwa 1 bis 3 mm. Der Umfangswulst8 ist mit einem trapezförmigen Querschnitt gebildet und aus demselben gehärteten Metallwerkstoff wie der Boden9 . Alternativ kann der Umfangswulst8 aus einem teilkreisförmigen Querschnitt gebildet sein. Der Boden9 und der Umfangswulst8 sind aus einem härteren Material als das Bauteil7 der hydraulischen Anlage, in dem er unter Bildung eines Pressverbands zu liegen kommt. Der Umfangswulst8 verformt, nach einer Ausgestaltung, beim Einschrauben des Ventilgehäuses2 in das Bauteil7 der hydraulischen Anlage dieses (geringfügig) plastisch und ist in der Lage den Hochdruck in der hydraulischen Anlage auf 1/2000 bis 1/2500 abzubauen. Der Druckabbau kann dabei über die Breite b des Umfangswulsts8 linear erfolgen. Im inneren des Umfangswulsts8 befindet sich eine konische Fläche10 der einzigen hochdruckseitigen Druckmittelöffnung, die mehrfachgestuft- durch Winkeländerungen von Steigungstangenten – ausgestaltet sein kann. In einer weiteren Ausgestaltung ist der Umfangswulst8 mit einer so geringen Höhe h ausgestattet, dass der elastische Verformungsanteil in dem Bauteil7 überwiegt. - In der
5 sieht man in der linken Seite das Ende mit einer entsprechenden Aufnahmeöffnung eines Bauteils7 , wie einer Dieselhochdruckpumpe, in die das Ventil1 einzusetzen ist. - Zwar ist das technische Phänomen der erfindungsgemäßen Dichtwirkung nicht vollständig hydraulisch von den Erfindern durchdrungen, jedoch erscheint die Erklärung der vorteilhaften Nutzung der Adhäsion des abzudichtenden Treibstoffs, wie zum Beispiel Diesel oder Benzin, im Auslaufbereich
21 als interessanter Erklärungsansatz. - Der Auslaufbereich
21 ist schmalwandig und langgestreckt gestaltet. Er wird durch einen nur mit geringer Höhe ausgestatteten Radienbereich25 begrenzt. Die Ventilsitzplatte30 , die gleichzeitig der Boden9 für das Ventil1 ist, bietet auf der dem Stößel16 zugewandten Seite eine Ausnehmung, vorzugsweise konische Ausnehmung, für das kugelförmige Steuerelement12 des Kugelverschlusselements. Das kugelförmige Steuerelement12 kann im verschlossenen Zustand des Ventils1 den Steuerzulauf28 , der die Ventilsitzplatte30 durchdringt, hydraulisch dicht, selbst bei Drücken von mehr als 1600 bar, verschließen. Der Steuerzulauf28 wird auf der zum Bauteilkanal31 zugewandten Seite durch den Steuerzulauftrichter29 aufgeweitet. Der Steuerzulauftrichter29 hat die – in3 näher dargestellte – konische Fläche10 . Der Umfangswulst8 ist so dimensioniert, dass er im Zusammenwirken mit einem Bauteil7 einen Dichtabschnitt22 aufweist. Der Dichtabschnitt22 bildet sich durch den Radienbereich25 . Der Druckanschluss P befindet sich somit ungefähr in der Mitte des Ventils1 an dessen Boden9 , während der Arbeitsanschluss A die Rückströmungsrichtung für das Fluid des Ventils1 bietet. Der unter Hochdruck stehende Druckanschluss P wird von der Rücklaufleitung in Umfangsrichtung begrenzt. Der Auslaufbereich21 schafft eine Wanne18 am Boden9 bzw. an der Ventilsitzplatte30 . Die Wanne18 erstreckt sich über einen breiteren Durchmesser als der Bauteilkanal31 . Der Bauteilkanal31 ist schmäler als die seitlich von der Umfangswulst8 begrenzten Wanne18 . Das Gewinde20 schließt sich oberhalb, das bedeutet, jenseits von Arbeitsanschluss A und Druckanschluss P, an den Arbeitsanschluss A an. Das Gewinde20 übernimmt haltende und dichtende Funktionen des Ventils1 mit dem Bauteil7 . Für die sichere Funktion des Ventils1 ist eine gute Abdichtung des Hochdruckbereichs und daher des Druckanschlusses P von besonderem Interesse. In einer in5 dargestellten Schnittansicht ist zu sehen, dass mit verschiedenen Steigungen arbeitend eine punktuelle Verengung, startend von der Breite der Wanne18 über den hierzu schmäleren Steuerzulauftrichter29 , zum kugelförmigen Steuerelement12 erfolgt. Der Bauteilkanal31 wird durch die Wanne18 aufgeweitet, woran sich der Steuerzulauftrichter29 in engerem Durchmesser, wiederum anschließt. Steuerzulauftrichter29 und Durchmesser des Bauteilkanals31 sind im Schnittbereich ihrer axialen Verlängerungen nahezu oder tatsächlich gleich groß. Das bedeutet, die Durchmesser des Bauteilkanals31 und des Steuerzulauftrichters29 an seiner breitesten Stelle weichen maximal 10% von einander ab. - In der
6 wird der Boden des Ventils nach5 mit konstruktiven Angaben zur Dimensionierung, Konstruktion und den Abmessungen dargestellt. - Die erfindungsgemäße statische Dichtung
6 , die einstückig, zusammenhängend, aus dem gleichen Material gefertigt mit dem Boden9 des Ventils1 ausgebildet ist, ermöglicht ein wiederholtes Ein- und Ausschrauben des Druckregelventils ohne Undichtigkeit in Kauf nehmen zu müssen. - Das Ventil
1 wird hydraulisch durch die Ventilsitzplatte30 begrenzt, die die Trennschicht zwischen dem anschließenden Rail oder einem Kanal in der Hochdruckpumpe und dem Ventil1 darstellt. Der Umfangswulst8 ist symmetrisch gestaltet und weist somit eine Mitte19 auf. Die Mitte19 liegt auf halber Strecke innerhalb der Erhöhung des Umfangswulsts8 . Der Umfangswulst8 ist gewölbt. Er hat einen inneren Bereich, der ein Radienbereich25 ist. Der Radienbereich25 bestimmt im Wesentlichen die Breite b des Umfangswulsts8 . Der Radienbereich25 stellt die äußere Begrenzung des hydraulischen Durchmessers a des Ventils1 an der Ventilsitzplatte30 dar. Der Dichtabschnitt22 erstreckt von einer ersten Dichtlinie, einer inneren Dichtlinie27 , bis zu einer zweiten Dichtlinie, einer äußeren Dichtlinie28 . Die Dichtlinien sind gleichzeitig die Begrenzungen des Radienbereichs25 . An die Dichtlinien26 ,27 können Tangenten23 ,24 gelegt werden. Der Auslaufbereich21 fällt an seinem äußeren Rand mit der Innentangente24 zusammen. Die Innentangente24 hat zu der durch die Mitte19 des Umfangswulsts8 gelegten Horizontalen, ebenfalls eine Tangente, einen Winkel d. Ein ähnlicher Winkel c bildet sich zwischen Außentangente23 und der Verlängerung der durch die Mitte19 des Umfangswulsts8 geführten Horizontalen. Der Winkel d ist kleiner als der Winkel c. Der Winkel d und der Winkel c weichen nicht mehr als 10° von einander ab. Die Winkel c, d sind ungefähr im gleichen Wertebereich, das bedeutet zwischen 3° und 25°. Zwischen den beiden Tangenten23 ,24 bildet sich Radius R des Dichtabschnitts22 heraus. Der Radius R sorgt für eine in Bezug auf die Mitte19 des Umfangswulsts8 bezogene Symmetrie des Dichtabschnitts22 . An den Auslaufbereich21 schließt sich der Steuerzulauftrichter29 an, der in den Steuerzulauf28 mündet. Der Auslaufbereich21 wird durch den Steuerzulauftrichter29 durchbrochen. - Der im Vergleich zum Bauteilkanal aufgeweitete Auslaufbereich sorgt für eine Oberflächenbenetzung der Ventilsitzplatte und des zugehörigen Abschnitts des Bauteils
7 , der der benetzten Fläche gegenüber liegt. Die statische Dichtung bildet sich – unter anderem – aus einem Umfangswulst und dem daran anschließenden Auslaufbereich. - Statt eine plastische, tiefe, einkerbende, bleibende Veränderung des, in der Regel sogar wertvolleren Bauteils
7 wie Hochdruckpumpe, durch den ersten Zusammenbau hervorzurufen, schafft ein Ventil1 nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eine hydraulische Dichtigkeit für unter Hochdruck stehende Fluide, wie zum Beispiel Diesel, bei vergleichsweise geringer, einstückig integrierter Dichtungshöhe, unter anderem durch den sich an die Dichtung anschließenden Auslaufbereich21 . BEZUGSZEICHENLISTE:1 Druckventil 26 Erste Dichtlinie, insbesondere innere Dichtlinie 2 Ventilgehäuse 27 Zweite Dichtlinie, insbesondere äußere Dichtlinie 3 Wandler, elektromagnetisch 28 Steuerzulauf, insbesondere des Druckanschlusses 4 Steuerelement 29 Steuerzulauftrichter 5 Druckmittelöffnung 30 Ventilsitzplatte 6 Dichtung, statisch 31 Bauteilkanal 7 Bauteil 8 Umfangswulst a Hydraulischer Außendurchmesser 9 Boden, v. 2 b Breite, v. 8 10 Fläche, konisch c Zulaufwinkel 11 Druckregelventil d Auslaufwinkel 12 Steuerelement, kugelförmig e Zwischentangentenwinkel 13 Außensechskant h Höhe, v. 8 14 Montageöffnung 15 Anker A Arbeitsanschluss 16 Stößel P Druckanschluss 17 Ende, v. 16 R Radius des Dichtabschnitts 18 Wanne 19 Mitte des Umfangswulsts 20 Gewinde, insbesondere Außengewinde 21 Auslaufbereich 22 Dichtabschnitt 23 Außentangente 24 Innentangente 25 Radienbereich
Claims (19)
- Druckventil (
1 ) für ein Hochdruck-Kraftstoffsystem, mit einem Ventilgehäuse (2 ) in dem ein elektromagnetischer Wandler (3 ) zur Betätigung eines Steuerelements (4 ) des Druckventils (1 ) angeordnet ist, wobei das Steuerelement (4 ) eine Druckmittelöffnung (5 ) in dem Ventilgehäuse (2 ) verschließen kann, und mit einer statischen Dichtung (6 ) zwischen dem Ventilgehäuse (2 ) und einem Bauteil (7 ) des Hochdruckkraftstoffsystems, dadurch gekennzeichnet, dass die statische Dichtung (6 ) durch einen die Druckmittelöffnung (5 ) und/oder das Ventilgehäuse (2 ) im Bereich der Druckmittelöffnung (5 ) umschließenden Umfangswulst (8 ) in einem Boden (9 ) gebildet ist, der eine größere Härte als das Bauteil (7 ) des Hochdruck-Kraftstoffsystems aufweist und in dem Boden (9 ) ein Auslaufbereich (21 ) auf einen Dichtabschnitt (22 ) unter einem kleineren Winkel als 25° ansteigend von einem Steuerzulauftrichter (29 ) der Druckmittelöffnung (5 ) zuläuft. - Druckventil (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangswulst (8 ) an einem gehärteten Boden (9 ) des Ventilgehäuses (2 ) angeordnet ist. - Druckventil (
1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (9 ) des Ventilgehäuses (2 ) einstückig mit dem Ventilgehäuse (2 ) gebildet ist, oder als separates Bauteil mit dem Ventilgehäuse (2 ) fest verbunden ist. - Druckventil (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangswulst (8 ) radial von konischen Flächen (10 ) des Ventilgehäuses (2 ) oder Bodens (9 ) umgeben ist. - Druckventil (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangswulst (8 ) eine Breite (b) von etwa 1 bis 3 mm aufweist. - Druckventil (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangswulst (8 ) einen teilkreisförmigen Querschnitt oder einen trapezförmigen Querschnitt aufweist. - Druckventil (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangswulst (8 ) eine größte Höhe (h) von etwa 1/30 bis 1/100 seiner Breite (b) aufweist. - Druckventil (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (7 ) des Hochdruck-Kraftstoffsystems, an dem das Druckventil (1 ) festgelegt ist, ein Gehäuse einer Hochdruck-Druckmittelfördereinrichtung ist. - Druckventil (
1 ) nach einem der Anspruche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckventil (1 ) als kraftgesteuertes oder lagegesteuertes Proportional-Druckregelventil (11 ) oder Proportional-Druckbegrenzungsventil ausgebildet ist. - Druckventil (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckventil (1 ) einen Boden (9 ) oder ein Ventilgehäuse (2 ) im Bereich der Druckmittelöffnung (5 ) aufweist, welcher oder welches aus einem randschichtgehärteten Vergütungsstahl besteht. - Druckventil (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckventil (1 ) als Sitzventil mit einem kugelförmigen Steuerelement (12 ) gebildet ist. - Druckventil (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckventil (1 ) in einer Common-Rail-Kraftstoffeinspritzanlage eines Fahrzeugs angewandt ist. - Druckventil (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangswulst (8 ) zusammen mit dem hierzu zurückversetzten Boden (9 ) eine von der Druckmittelöffnung (5 ) durchsetzte Wanne (18 ) bildet, deren Material eine einheitlich gleiche Oberflächenhärte aufweist. - Druckventil (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (9 ) horizontal verlaufend, sich über eine Ebene erstreckt, aus der sich der Umfangswulst (8 ) gleichmäßig gewölbt und achsensymmetrisch zu seiner Mitte (19 ) erhebt. - Druckventil (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtabschnitt (22 ) mittels seines Radienbereichs (25 ) eine statische Dichtung (6 ) erzeugt. - Druckventil (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Boden (9 ) ein Dichtabschnitt (22 ) vorhanden ist, der einen Radienbereich (25 ) umfasst, wobei der Radienbereich (25 ) mittensymmetrisch gestaltet ist. - Druckventil (
1 ) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Radienbereich (25 ) durch tangential zu bildende Schrägen seitlich begrenzt wird, die bis zu jeweiligen Dichtlinien (26 ,27 ) auf jeder Seite des Radienbereichs (25 ) reichen. - Druckventil (
1 ) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sich an eine Dichtlinie (26 ) ein Auslaufbereich (21 ) anschließt, der einen Übergangsbereich zwischen einem anzuschließenden Bauteilkanal (31 ) und einem Steuerzulauftrichter (29 ) darstellt. - Druckventil (
1 ) nach einem der Ansprüche 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägen durch Tangenten (23 ,24 ) gebildet werden, die in ihrer Steigung gegenüber einer durch die höchste Erhebung des Ventils (1 ) geführte Horizontalen unter zwei Winkeln verlaufen (C, d), die zueinander eine maximale Winkelabweichung von 10° haben.
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