DE102010061783A1 - Exhaust valve i.e. return valve, for common-rail-high pressure pump utilized in common-rail-fuel injection system, has valve element comprising casing and ball that is connected with casing in fixed manner and guided indirectly over casing - Google Patents

Exhaust valve i.e. return valve, for common-rail-high pressure pump utilized in common-rail-fuel injection system, has valve element comprising casing and ball that is connected with casing in fixed manner and guided indirectly over casing Download PDF

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Abstract

The valve has a valve element (2) guided in an outlet port in a displaceable manner and comprising a cap-shaped sealing surface (4) acting together with a valve seat (3). The valve element is axially-prestressed against the valve seat by spring force of a pressure spring (5). The valve element has a casing guided in an inner side of the outlet port in a displaceable manner and a ball that is formed as a closing body. The ball is connected with the casing in a fixed manner and guided indirectly over the casing. A ring-shaped outlet for supporting the spring is formed in the casing.

Description

Die Erfindung betrifft ein Auslassventil für eine Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Hochdruckpumpe mit einem solchen Auslassventil, beispielsweise eine Benzin- oder Diesel-Einspritzpumpe, insbesondere eine Common-Rail-Hochdruckpumpe.The invention relates to an outlet valve for a high pressure pump having the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a high pressure pump with such an exhaust valve, for example, a gasoline or diesel injection pump, in particular a common rail high pressure pump.

Stand der TechnikState of the art

In periodisch arbeitenden Pumpen, wie beispielsweise in Kolbenpumpen für die Hochdruckerzeugung in Common-Rail-Einspritzsystemen, werden als Rückschlagventile ausgebildete Hochdruck- bzw. Auslassventile eingesetzt, deren Ventilelement die Form einer Kugel, eines Plättchens oder eine sonstige Gestalt aufweisen kann. Auf das Ventilelement einwirkende hydraulische Kräfte bewirken ein Öffnen und Schließen des Ventils, wobei das Ventilelement mit einem Ventilsitz zusammenwirkt. Zur Unterstützung der Schließbewegung wird das Ventilelement in der Regel zudem von der Federkraft einer Schließfeder beaufschlagt. Für das Funktionsverhalten des Ventils ist wesentlich, dass das Ventilelement während der Öffnungsphase keine zu starken Schwingbewegungen in axialer oder radialer Richtung ausführt. Denn über die notwendige Öffnungsbewegung hinaus gehende Schwingungen bewirken schwankende und im Mittel unnötig hohe Durchströmwiderstände. Darüber hinaus wird der Verschleiß im Bereich des Ventilsitzes und am Ventilelement erhöht, wenn das Ventilelement beim Schließen aus unterschiedlichen Richtungen kommend gegen den Ventilsitz schlägt. Im Extremfall öffnet das Ventil während der gewünschten Durchströmungsperiode nicht kontinuierlich und das Ventilelement schlägt mehrfach zurück gegen den Ventilsitz oder gegen umgebende Bauteile. Ferner belasten derartige Schwingbewegungen des Ventilelementes die Schließfeder und führen auf diesem Wege indirekt zu einer Auslegungsgrenze hinsichtlich der maximalen Durchströmrate.In periodically operating pumps, such as in piston pumps for high-pressure generation in common-rail injection systems, designed as check valves high-pressure or exhaust valves are used, the valve element may have the shape of a ball, a small plate or other shape. Hydraulic forces acting on the valve element cause the valve to open and close, the valve element cooperating with a valve seat. To assist the closing movement, the valve element is usually also acted upon by the spring force of a closing spring. For the functional behavior of the valve is essential that the valve element during the opening phase does not perform too strong oscillatory movements in the axial or radial direction. For beyond the necessary opening movement going vibrations cause fluctuating and on average unnecessarily high flow resistance. In addition, the wear in the region of the valve seat and the valve element is increased when the valve element strikes when closing from different directions coming against the valve seat. In extreme cases, the valve does not open continuously during the desired flow-through period and the valve element bounces back several times against the valve seat or against surrounding components. Furthermore, such oscillating movements of the valve element load the closing spring and lead in this way indirectly to a design limit with respect to the maximum flow rate.

Die nachteilig wirkenden Schwingbewegungen des Ventilelementes begrenzen den Einsatz einer Kugel als Ventilelement hinsichtlich der maximalen Durchströmrate. Ein weiterer begrenzender Faktor sind die mit zunehmender Durchströmrate steigenden Strömungskräfte, die in Schließrichtung wirken und zu einer Schwingbewegung in axialer Richtung führen. Diese Strömungskräfte entstehen aufgrund eines Druckverlustes im Spalt zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement. Darüber hinaus regt die Umströmung des als Kugel ausgebildeten Ventilelementes dieses zu einer Schwingbewegung in radialer Richtung an.The disadvantageously acting oscillatory movements of the valve element limit the use of a ball as a valve element with respect to the maximum flow rate. Another limiting factor is the increasing with increasing flow rate flow forces that act in the closing direction and lead to a swinging movement in the axial direction. These flow forces arise due to a pressure loss in the gap between the valve seat and the valve element. In addition, the flow around the designed as a ball valve element stimulates this to a swinging movement in the radial direction.

Es hat daher im Stand der Technik bereits Vorschläge gegeben, das als Kugel ausgebildete Ventilelement während seiner Öffnungs- und Schließbewegung zu führen. Hierzu kann das als Kugel ausgebildete Ventilelement zumindest teilweise in einem hülsenförmigen Führungskörper aufgenommen sein. Dieser Ansatz verringert jedoch nur Schwingbewegungen in radialer Richtung und verbessert nicht das Durchströmverhalten.There has therefore already been proposals in the prior art to guide the ball valve element formed during its opening and closing movement. For this purpose, the formed as a ball valve element may be at least partially received in a sleeve-shaped guide body. However, this approach only reduces swinging motions in the radial direction and does not improve the flow through behavior.

Ferner sind Hochdruck- bzw. Auslassventile bekannt, deren Ventilsitz mit einer Abrisskante für die Strömung versehen ist, um den Druckverlust auf der dem Ventilsitz zugewandten Seite des Ventilelementes zu mindern.Further, high-pressure or exhaust valves are known, the valve seat is provided with a trailing edge for the flow to reduce the pressure loss on the valve seat facing side of the valve element.

Aus der DE 10 2005 024 042 A1 ist zudem ein Auslassstutzen für eine Hochdruckpumpe mit einer Auslassbohrung bekannt, in der ein als Rückschlagventil ausgebildetes Auslassventil eingesetzt ist. Das Auslassventil umfasst ein in der Auslassbohrung verschiebbar geführtes Ventilelement, das entgegen der Federkraft eines das Ventilelement in Richtung eines Dichtsitzes beaufschlagenden Federelementes aufsteuerbar ist. Das Federelement ist hierzu einerseits am Ventilelement, andererseits an einem Federhalter abgestützt, der lagefixiert in die Auslassbohrung des Auslassstutzens eingesetzt ist. Das Ventilelement weist eine mit dem Dichtsitz des Auslassventils zusammenwirkende kalottenförmige Dichtfläche auf. Vorzugsweise setzt an die kalottenförmige Dichtfläche ein erster hohlzylindrischer Abschnitt mit radialen Durchbrüchen an, der gegenüber einem zweiten hohlzylinderförmigen Abschnitt, der als Führungsabschnitt dient und einen dem Innendurchmesser der Auslassbohrung angepassten Außendurchmesser besitzt, radial zurückspringt. Über den radialen Rücksprung und die Durchbrüche kann bei geöffnetem Ventil das Fluid, vorzugsweise Kraftstoff, abfließen. Die Durchbrüche werden in Durchströmrichtung jeweils von einer Fläche begrenzt, welche während des Öffnungshubes des Ventilelementes von einer in Öffnungsrichtung wirkenden hydraulischen Kraft beaufschlagt wird. Dadurch weist das Ventil ein stabiles Öffnungs- und Schließverhalten ohne störende Schwingungen auf. Ein solches sogenanntes Kalottenventil ist jedoch aufwendig in der Herstellung.From the DE 10 2005 024 042 A1 In addition, an outlet for a high-pressure pump with an outlet hole is known, in which an outlet valve designed as a check valve is used. The outlet valve comprises a valve element which is displaceably guided in the outlet bore and which can be opened against the spring force of a spring element acting on the valve element in the direction of a sealing seat. For this purpose, the spring element is supported on the one hand on the valve element, on the other hand on a spring holder which is fixed in position in the outlet bore of the outlet nozzle. The valve element has a cooperating with the sealing seat of the exhaust valve dome-shaped sealing surface. Preferably, to the dome-shaped sealing surface, a first hollow cylindrical section with radial openings, which radially opposite to a second hollow cylindrical portion which serves as a guide portion and has an inner diameter of the outlet bore adapted outer diameter, springs back. With the valve open, the fluid, preferably fuel, can flow away via the radial recess and the openings. The breakthroughs are limited in the direction of flow in each case by a surface which is acted upon during the opening stroke of the valve element by an opening force acting in the hydraulic direction. As a result, the valve has a stable opening and closing behavior without disturbing vibrations. However, such a so-called dome valve is expensive to manufacture.

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Auslassventil für hohe Durchströmraten anzugeben, das die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist und insbesondere einfach und kostengünstig herstellbar ist.Based on the above-mentioned prior art, the present invention seeks to provide an outlet valve for high flow rates, which does not have the disadvantages mentioned above and in particular is simple and inexpensive to produce.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Auslassventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Ferner wird eine Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgeschlagen.To solve the problem, an exhaust valve having the features of claim 1 is proposed. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims. Furthermore, a High-pressure pump with the features of claim 10 proposed.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das vorgeschlagene Auslassventil weist ein in einer Auslassbohrung verschiebbar geführtes Ventilelement auf, das eine mit einem Ventilsitz zusammenwirkende kalottenförmige Dichtfläche besitzt und über die Federkraft einer Druckfeder gegen den Ventilsitz axial vorgespannt ist. Erfindungsgemäß umfasst das Ventilelement eine innerhalb der Auslassbohrung verschiebbar geführte Hülse und eine als Schließkörper dienende Kugel, wobei die Kugel fest mit der Hülse verbunden und somit indirekt über die Hülse geführt ist. Die indirekte Führung über die Hülse bewirkt, dass die fest mit der Hülse verbundene Kugel während der Öffnungs- und Schließbewegung zumindest in radialer Richtung keine Schwingbewegungen ausführt. Die Kugel als Schließkörper weist ferner den Vorteil auf, dass sie mit der für Dichtsitze erforderlichen hohen Oberflächengüte und mit geringen Formabweichungen kostengünstiger herstellbar ist als alternative Ventilelemente. Die Verwendung der Kugel als Schließkörper führt demnach zu einem einfach und kostengünstig herstellbaren Ventil.The proposed outlet valve has a valve element displaceably guided in an outlet bore, which has a dome-shaped sealing surface cooperating with a valve seat and is axially biased against the valve seat via the spring force of a compression spring. According to the invention, the valve element comprises a sleeve guided displaceably within the outlet bore and a ball serving as a closing body, wherein the ball is firmly connected to the sleeve and thus guided indirectly over the sleeve. The indirect guidance over the sleeve causes the ball firmly connected to the sleeve during the opening and closing movement, at least in the radial direction no oscillatory movements. The ball as a closing body also has the advantage that it can be produced more cost-effectively with the high surface quality required for sealing seats and with small deviations in shape than alternative valve elements. The use of the ball as a closing body thus leads to a simple and inexpensive to produce valve.

Im Unterschied zu einer direkt geführten Kugel, welche gegenüber einer in die Auslassbohrung eingesetzten Führungshülse axial verschiebbar ist, vermag sich die indirekt geführte Kugel nur gemeinsam mit der Hülse zu bewegen. Denn die Kugel und die Hülse sind vorliegend fest miteinander verbunden und die Führung wird indirekt über den Außenumfang der Hülse bewirkt. Zumindest in einem Außenumfangsbereich weist die Hülse demnach einen an die Auslassbohrung angepassten Außendurchmesser auf.In contrast to a directly guided ball, which is axially displaceable relative to a guide sleeve inserted into the outlet bore, the indirectly guided ball can only move together with the sleeve. Because the ball and the sleeve are presently firmly connected and the guide is effected indirectly over the outer circumference of the sleeve. At least in an outer peripheral region, the sleeve therefore has an outer diameter adapted to the outlet bore.

Bevorzugt ist die Kugel kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit der Hülse verbunden ist. Weiterhin bevorzugt erfolgt die Verbindung mittels Einpressen. Mangels eines radialen Spiels kann die Kugel während ihrer Öffnungs- und Schließbewegung keine Schwingbewegungen in radialer Richtung ausführen. Der Kraftschluss verhindert ferner eine Relativbewegung der Kugel gegenüber der Hülse.Preferably, the ball is positively, positively and / or cohesively connected to the sleeve. Further preferably, the connection is effected by means of pressing. Lack of a radial clearance, the ball can perform during its opening and closing movement no oscillatory movements in the radial direction. The frictional engagement also prevents a relative movement of the ball relative to the sleeve.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kugel in einem Endabschnitt der Hülse aufgenommen, welcher durch wenigstens eine sich über einen Teilumfangsbereich erstreckende Ausnehmung unterbrochen ist. Die Ausnehmung erstreckt sich ferner in axialer Richtung bis hinter die Kugel, so dass ein die Kugel umgebenden Ringraum mit einem innerhalb der Hülse ausgebildeten Strömungskanal verbunden ist. Das in Offenstellung des Ventils die Kugel umströmende Fluid wird demnach über die Ausnehmung der Hülse von radial außen nach radial innen in den Strömungskanal der Hülse umgeleitet. Vorzugsweise besitzt der Endabschnitt der Hülse mehrere solcher Ausnehmungen, die über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Denn im Bereich der Ausnehmungen liegen an der Hülse hydraulische Kräfte an, die in Öffnungsrichtung wirken und somit das Öffnen des Ventils unterstützen. Sind mehrere Ausnehmungen über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet, wird die Hülse auch gleichmäßig von den hydraulischen Kräften beaufschlagt, was sich wiederum günstig auf das Öffnungsverhalten auswirkt.According to a preferred embodiment of the invention, the ball is received in an end portion of the sleeve, which is interrupted by at least one extending over a partial circumferential region recess. The recess further extends in the axial direction to behind the ball, so that an annular space surrounding the ball is connected to a flow channel formed within the sleeve. The fluid flowing around the ball in the open position of the valve is accordingly diverted via the recess of the sleeve from radially outward to radially inward into the flow channel of the sleeve. Preferably, the end portion of the sleeve has a plurality of such recesses, which are arranged distributed uniformly over the circumference. Because in the region of the recesses are on the sleeve hydraulic forces acting in the opening direction and thus support the opening of the valve. If a plurality of recesses distributed uniformly over the circumference, the sleeve is also applied uniformly by the hydraulic forces, which in turn has a favorable effect on the opening behavior.

Als weiterbildende Maßnahme wird vorgeschlagen, dass der die Kugel aufnehmende Endabschnitt der Hülse einen Außendurchmesser aufweist, der gegenüber dem Außendurchmesser eines Führungsabschnitts reduziert ist. Somit wird auch der Endabschnitt der Hülse von einem Ringraum umgeben, welcher über die wenigstens eine Ausnehmung in Verbindung mit dem Strömungskanal im Inneren der Hülse steht.As a further development measure, it is proposed that the ball-receiving end section of the sleeve has an outer diameter which is reduced in relation to the outer diameter of a guide section. Thus, the end portion of the sleeve is surrounded by an annular space, which is in communication with the flow channel in the interior of the sleeve via the at least one recess.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein Ende der Druckfeder in der Hülse aufgenommen und in axialer Richtung an der Hülse abgestützt. Die Kugel als eigentlicher Schließkörper wird demnach nur mittelbar über die Hülse von der Federkraft der Druckfeder beaufschlagt.According to a further preferred embodiment of the invention, at least one end of the compression spring is received in the sleeve and supported in the axial direction on the sleeve. The ball as the actual closing body is therefore acted upon only indirectly via the sleeve by the spring force of the compression spring.

Weiterhin bevorzugt ist innerhalb der Hülse ein ringförmiger Absatz zur Abstützung der Druckfeder ausgebildet. Zur Ausbildung des ringförmigen Absatzes kann der Strömungskanal der Hülse beispielsweise wenigstens einen Durchmesserversprung aufweisen.Further preferably, an annular shoulder for supporting the compression spring is formed within the sleeve. To form the annular shoulder, the flow channel of the sleeve may, for example, have at least one diameter difference.

Ein weiteres Ende der Druckfeder ist vorzugsweise an einem hülsenförmigen Federhalter abgestützt, welcher lagefest in der Auslassbohrung aufgenommen ist. Der hülsenförmige Federhalter kann kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit der Auslassbohrung verbunden sein. Vorzugsweise ist der hülsenförmige Federhalter in die Auslassbohrung eingepresst. Die Hülsenform des Federhalters ist dadurch begründet, dass auf diese Weise die Fortführung des Strömungskanals der Hülse gewährleistet ist. Der Strömungsquerschnitt des hülsenförmigen Federhalters ist daher bevorzugt an den der Hülse angepasst.Another end of the compression spring is preferably supported on a sleeve-shaped spring holder, which is received in a fixed position in the outlet bore. The sleeve-shaped spring holder may be positively, positively and / or cohesively connected to the outlet bore. Preferably, the sleeve-shaped spring holder is pressed into the outlet bore. The sleeve shape of the spring holder is due to the fact that in this way the continuation of the flow channel of the sleeve is ensured. The flow cross section of the sleeve-shaped spring holder is therefore preferably adapted to the sleeve.

Vorzugsweise ist innerhalb des hülsenförmigen Federhalters ein ringförmiger Absatz zur Abstützung der Druckfeder ausgebildet. Der ringförmige Absatz kann entsprechend dem ringförmigen Absatz der Hülse durch einen Durchmesserversprung des Strömungskanals ausgebildet werden.Preferably, an annular shoulder for supporting the compression spring is formed within the sleeve-shaped spring holder. The annular shoulder can be formed according to the annular shoulder of the sleeve by a diameter jump of the flow channel.

Vorteilhafterweise ist innerhalb der Auslassbohrung ein Hubanschlag zur Hubbegrenzung der Hülse bzw. des Ventilelementes ausgebildet. Bevorzugt dient eine ringförmige Stirnfläche des Federhalters als Hubanschlag. An der Hülse kann eine korrespondierende ringförmige Stirnfläche ausgebildet sein, welche in Anlage mit der ringförmigen Stirnfläche des Federhalters bringbar ist. Alternativ kann auch ein ringförmiger Absatz innerhalb der Auslassbohrung vorgesehen sein, an den die ringförmige Stirnfläche der Hülse mit Erreichen ihres maximalen Hubes anschlägt.Advantageously, a stroke stop for limiting the stroke of the sleeve or the valve element is formed within the outlet bore. Preferably, an annular end face of the spring holder serves as a stroke stop. On the sleeve, a corresponding annular end face may be formed, which is engageable with the annular end face of the spring holder. Alternatively, an annular shoulder may also be provided within the outlet bore, against which the annular end face of the sleeve strikes upon reaching its maximum stroke.

Ferner wird eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Auslassbohrung vorgeschlagen, in welche ein Auslassventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingesetzt ist. Da das erfindungsgemäße Auslassventil höhere Durchströmraten ermöglicht, erweist es sich für den Einsatz in einer solchen Pumpe als besonders geeignet. Bei der Hochdruckpumpe handelt es sich weiterhin vorzugsweise um eine Common-Rail-Hochdruckpumpe.Further, a high-pressure pump for a fuel injection system with an outlet bore is proposed, in which an exhaust valve is used according to one of the preceding claims. Since the outlet valve according to the invention enables higher flow rates, it proves to be particularly suitable for use in such a pump. The high-pressure pump is furthermore preferably a common rail high-pressure pump.

Ein erfindungsgemäßes Auslassventil wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:An inventive outlet valve will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. These show:

1 einen Längsschnitt durch eine aus dem Stand der Technik bekannte Hochdruckpumpe im Bereich eines Pumpenelementes mit einem als Rückschlagventil ausgebildeten Auslassventil, 1 a longitudinal section through a known from the prior art high-pressure pump in the region of a pump element with an outlet valve designed as a check valve,

2 einen Längsschnitt durch das Auslassventil der Hochdruckpump der 1, 2 a longitudinal section through the exhaust valve of the high pressure pump 1 .

3 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Auslassventil und 3 a longitudinal section through an inventive outlet valve and

4 eine perspektivische Ansicht des Ventilelementes des Auslassventils der 3. 4 a perspective view of the valve element of the exhaust valve of 3 ,

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Das in der 1 dargestellte Pumpenelement einer aus dem Stand der Technik bekannten Hochdruckpumpe umfasst ein als Zylinderkopf ausgebildetes Gehäuseteil 18 mit einer Bohrung 19 zur Ausbildung eines Pumpenarbeitsraumes 20, sowie einen in der Bohrung 19 aufgenommenen hubbeweglichen Pumpenkolben 21 zur axialen Begrenzung des Pumpenarbeitsraumes 20. In Verlängerung der Bohrung 19 ist eine Zulaufbohrung 22 ausgebildet, in welche ein Zulaufventil 23 eingesetzt ist. Über das Zulaufventil gelangt Kraftstoff in den Pumpenarbeitsraum 20, der dort verdichtet und dann über eine vom Pumpenarbeitsraum 20 abzweigende Auslassbohrung 1 einem Hochdruckspeicher (nicht dargestellt) zugeführt wird. In die Auslassbohrung 1 ist ein Auslassventil 24 eingesetzt, das als Rückschlagventil ausgebildet ist und erst bei Überschreiten eines bestimmten Grenzdrucks im Pumpenarbeitsraum 20 öffnet. Das Auslassventil 24 umfasst ein Ventilelement 2, das über die Federkraft einer Druckfeder 5 in Anlage mit einem in der Auslassbohrung 1 ausgebildeten Ventilsitz 3 gehalten wird. Die Druckfeder 5 ist hierzu einerseits am Ventilelement 2 und andererseits an einem hülsenförmigen Federhalter 14 abgestützt, der in die Auslassbohrung 1 eingesetzt und dort lagefest aufgenommen ist.That in the 1 illustrated pump element of a known from the prior art high-pressure pump comprises a housing part designed as a cylinder head 18 with a hole 19 for the formation of a pump working space 20 , as well as one in the hole 19 accommodated lifting pump piston 21 for the axial limitation of the pump working space 20 , In extension of the hole 19 is an inlet hole 22 formed, in which an inlet valve 23 is used. Fuel enters the pump workspace via the inlet valve 20 Compressing there and then over one of the pump workroom 20 branching outlet bore 1 a high-pressure accumulator (not shown) is supplied. In the outlet hole 1 is an exhaust valve 24 used, which is designed as a check valve and only when a certain limit pressure in the pump working space is exceeded 20 opens. The outlet valve 24 comprises a valve element 2 that is about the spring force of a compression spring 5 in contact with one in the outlet hole 1 trained valve seat 3 is held. The compression spring 5 is this on the one hand on the valve element 2 and on the other hand on a sleeve-shaped spring holder 14 supported in the outlet hole 1 used and recorded there is firmly in place.

Die 2 zeigt einen Ausschnitt der 1 im Bereich des Auslassventils 24 in vergrößerter Darstellung. Das Ventilelement 2 des Auslassventils 24 weist eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form auf, wobei die mit dem Ventilsitz 3 als Dichtfläche 4 zusammenwirkende Stirnfläche kalottenförmig ausgebildet ist. Zudem ist der an die Dichtfläche 4 anschließende Teil des Hohlzylinders mit einem verringerten Außendurchmesser ausgeführt, so dass zwischen der Auslassbohrung 1 und dem Ventilelement 2 ein Ringraum 10 als Strömungsweg für den Kraftstoff ausgebildet wird, welcher über Ausnehmungen 9 in hydraulischer Verbindung mit einem Strömungskanal 11 im Inneren des Ventilelementes 2 steht.The 2 shows a part of the 1 in the area of the exhaust valve 24 in an enlarged view. The valve element 2 the exhaust valve 24 has a substantially hollow cylindrical shape, with the valve seat 3 as a sealing surface 4 cooperating end face is formed dome-shaped. In addition, the to the sealing surface 4 subsequent part of the hollow cylinder designed with a reduced outer diameter, so that between the outlet hole 1 and the valve element 2 an annulus 10 is formed as a flow path for the fuel, which via recesses 9 in hydraulic connection with a flow channel 11 inside the valve element 2 stands.

Aus der 3 geht ein erfindungsgemäßes Auslassventil 24 für eine Hochdruckpumpe entsprechend der 1 hervor. Das Auslassventil weist ein Ventilelement 2 auf, das aus einer Hülse 6 und einer Kugel 7 zusammengesetzt ist. Zur kraftschlüssigen Verbindung ist die Kugel 7 in einen Endabschnitt 8 der Hülse 6 eingepresst. Durch die Wahl einer Kugel 7 als Schließkörper, können in einfacher Weise die Anforderungen hinsichtlich Oberflächengüte und Maßhaltigkeit erfüllt werden. Zugleich wird die Kugel 7 über die Hülse 6 indirekt geführt. Die Hülse 6 weist hierzu einen Führungsabschnitt 12 auf, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Auslassbohrung 1 angepasst ist. Durch die indirekte Führung werden unerwünschte Schwingungsbewegungen der Kugel 7 zumindest in radialer Richtung beim Öffnen und Schließen des Ventils unterbunden.From the 3 goes an inventive outlet valve 24 for a high pressure pump according to the 1 out. The outlet valve has a valve element 2 on top of a sleeve 6 and a ball 7 is composed. For force-fit connection is the ball 7 in an end section 8th the sleeve 6 pressed. By choosing a ball 7 As a closing body, the requirements for surface quality and dimensional accuracy can be met in a simple manner. At the same time the ball 7 over the sleeve 6 indirectly managed. The sleeve 6 has a guide section for this purpose 12 whose outer diameter is the inner diameter of the outlet hole 1 is adjusted. Due to the indirect guidance unwanted oscillatory movements of the ball 7 prevented at least in the radial direction during opening and closing of the valve.

Der Endabschnitt 8 der Hülse 6, in den die Kugel 7 eingepresst ist, weist über den Umfang gleichmäßig verteilt mehrere Ausnehmungen 9 auf, welche einen die Kugel 7 umgebenden Ringraum 10 mit einem Strömungskanal 11 im Inneren der Hülse 6 verbinden. In dem Schnitt der 3 und der perspektivischen Ansicht der 4 ist der Einfachheit halber jeweils nur eine Ausnehmung 9 dargestellt. Ferner ist der Endabschnitt 8 mit einem geringeren Außendurchmesser als der Führungsabschnitt 12 der Hülse 6 ausgebildet. So dass sich der Ringraum 10 bis hin zum Führungsabschnitt 12 erstreckt. Aus dem Ringraum 10 wird das Fluid, vorliegend auf Hochdruck geförderter Kraftstoff, in den Strömungskanal 11 umgelenkt. Hierbei wird die Hülse 6 im Bereich der Ausnehmungen 9 von hydraulischen Kräften beaufschlagt, welche in Öffnungsrichtung wirken und somit eine kontinuierliches Öffnen des Ventils gewährleisten. Auf diese Weise werden Schwingungsbewegungen der Kugel 7 in Öffnungsrichtung entgegen gewirkt. Insgesamt weist das Ventilelement 2 dadurch ein verbessertes Öffnungsverhalten auf.The end section 8th the sleeve 6 into the ball 7 is pressed, has evenly distributed over the circumference several recesses 9 on which one the ball 7 surrounding annulus 10 with a flow channel 11 inside the sleeve 6 connect. In the section of the 3 and the perspective view of 4 For the sake of simplicity, only one recess at a time 9 shown. Further, the end portion 8th with a smaller outer diameter than the guide portion 12 the sleeve 6 educated. So that the annulus 10 up to the leadership section 12 extends. From the annulus 10 the fluid, in the present case high-pressure fuel, flows into the flow channel 11 diverted. This is the sleeve 6 in the area of the recesses 9 acted upon by hydraulic forces, which act in the opening direction and thus ensure a continuous opening of the valve. That way Oscillation movements of the ball 7 counteracted in the opening direction. Overall, the valve element 2 thereby an improved opening behavior.

Wie der 4 zu entnehmen ist, erstreckt sich die Ausnehmung 9 der Hülse 6 über einen Teilumfangsbereich des Endabschnitts 8. In axialer Richtung erstreckt sich die Ausnehmung 9 bis hin zum Führungsabschnitt 12, das heißt hinter die Kugel 7. In axialer Richtung wird die Ausnehmung 9 von einer radial verlaufenden Fläche begrenzt, deren radiale Erstreckung der Wandstärke der Hülse 6 entspricht. Die an dieser Fläche anliegenden hydraulischen Kräfte beaufschlagen das Ventilelement 2 mit einer zusätzlichen Öffnungskraft.Again 4 can be seen, the recess extends 9 the sleeve 6 over a partial circumferential area of the end section 8th , In the axial direction, the recess extends 9 up to the leadership section 12 that is behind the ball 7 , In the axial direction, the recess 9 bounded by a radially extending surface whose radial extent of the wall thickness of the sleeve 6 equivalent. The hydraulic forces applied to this surface act on the valve element 2 with an additional opening force.

Die Schließbewegung des Ventilelements 2 wird durch die Federkraft einer Druckfeder 5 unterstützt, welche zum Einen in der Hülse 6 und zum Anderen in dem hülsenförmigen Federhalter 14 aufgenommen ist (siehe 3). Zur Abstützung der Druckfeder 5 weist sowohl die Hülse 6 als auch der hülsenförmige Federhalter 14 einen ringförmigen Absatz 13, 15 auf, welche jeweils im Bereich eines Durchmesserversprungs des Strömungskanals 11 ausgebildet sind. Denn der Strömungskanal 11 setzt sich im hülsenförmigen Federhalter 14 fort. Ferner weist der hülsenförmige Federhalter 14 eine ringförmige Stirnfläche 17 auf, welche als Hubanschlag 16 für die Hülse 6 dient. Die Hülse 6 weist hierzu eine korrespondierend ausgebildete ringförmige Stirnfläche auf.The closing movement of the valve element 2 is due to the spring force of a compression spring 5 supported, which on the one hand in the sleeve 6 and on the other hand in the sleeve-shaped pen holder 14 is included (see 3 ). To support the compression spring 5 has both the sleeve 6 as well as the sleeve-shaped penholder 14 an annular heel 13 . 15 on, which in each case in the range of a Durchmesserversprungs the flow channel 11 are formed. Because the flow channel 11 sits down in the sleeve-shaped penholder 14 continued. Furthermore, the sleeve-shaped pen holder 14 an annular end face 17 on which as a stroke stop 16 for the sleeve 6 serves. The sleeve 6 has for this purpose a correspondingly formed annular end face.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (10)

Auslassventil für eine Hochdruckpumpe mit einem in einer Auslassbohrung (1) verschiebbar geführten Ventilelement (2), das eine mit einem Ventilsitz (3) zusammenwirkende kalottenförmige Dichtfläche (4) besitzt und über die Federkraft einer Druckfeder (5) gegen den Ventilsitz (3) axial vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (2) eine innerhalb der Auslassbohrung (1) verschiebbar geführte Hülse (6) und eine als Schließkörper dienende Kugel (7) umfasst, wobei die Kugel (7) fest mit der Hülse (6) verbunden und somit indirekt über die Hülse (6) geführt ist.Exhaust valve for a high-pressure pump with one in an outlet hole ( 1 ) slidably guided valve element ( 2 ), one with a valve seat ( 3 ) cooperating dome-shaped sealing surface ( 4 ) and via the spring force of a compression spring ( 5 ) against the valve seat ( 3 ) is axially biased, characterized in that the valve element ( 2 ) one within the outlet bore ( 1 ) slidably guided sleeve ( 6 ) and serving as a closing body ball ( 7 ), wherein the ball ( 7 ) firmly with the sleeve ( 6 ) and thus indirectly via the sleeve ( 6 ) is guided. Auslassventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (7) kraft-, form- und/oder stoffschlüssig, vorzugsweise mittels Einpressen, mit der Hülse (6) verbunden ist.Exhaust valve according to claim 1, characterized in that the ball ( 7 ) positively, positively and / or materially, preferably by means of pressing, with the sleeve ( 6 ) connected is. Auslassventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Kugel (7) aufnehmender Endabschnitt (8) der Hülse (6) durch wenigstens eine sich über einen Teilumfangsbereich und in axialer Richtung bis hinter die Kugel (7) erstreckende Ausnehmung (9) unterbrochen ist, so dass ein die Kugel (7) umgebenden Ringraum (10) mit einem innerhalb der Hülse (6) ausgebildeten Strömungskanal (11) verbunden ist.Exhaust valve according to claim 1 or 2, characterized in that the ball ( 7 ) receiving end portion ( 8th ) of the sleeve ( 6 ) by at least one over a partial circumferential area and in the axial direction to behind the ball ( 7 ) extending recess ( 9 ) is interrupted, so that the ball ( 7 ) surrounding annulus ( 10 ) with one inside the sleeve ( 6 ) formed flow channel ( 11 ) connected is. Auslassventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der die Kugel (7) aufnehmende Endabschnitt (8) der Hülse (6) einen Außendurchmesser aufweist, der gegenüber dem Außendurchmesser eines Führungsabschnitts (12) reduziert ist.Exhaust valve according to claim 3, characterized in that the ball ( 7 ) receiving end portion ( 8th ) of the sleeve ( 6 ) has an outer diameter, which is compared to the outer diameter of a guide portion ( 12 ) is reduced. Auslassventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Ende der Druckfeder (5) in der Hülse (6) aufgenommen und in axialer Richtung an der Hülse (6) abgestützt ist.Exhaust valve according to one of the preceding claims, characterized in that at least one end of the compression spring ( 5 ) in the sleeve ( 6 ) and in the axial direction on the sleeve ( 6 ) is supported. Auslassventil nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Hülse (6) ein ringförmiger Absatz (13) zur Abstützung der Druckfeder (5) ausgebildet ist.Exhaust valve according to one of the preceding claims, characterized in that inside the sleeve ( 6 ) an annular shoulder ( 13 ) for supporting the compression spring ( 5 ) is trained. Auslassventil nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Ende der Druckfeder (5) an einem hülsenförmigen Federhalter (14) abgestützt ist, welcher lagefest in der Auslassbohrung (1) aufgenommen ist.Exhaust valve according to one of the preceding claims, characterized in that a further end of the compression spring ( 5 ) on a sleeve-shaped penholder ( 14 ), which is fixed in position in the outlet bore ( 1 ) is recorded. Auslassventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des hülsenförmigen Federhalters (14) ein ringförmiger Absatz (15) zur Abstützung der Druckfeder (5) ausgebildet ist.Exhaust valve according to claim 7, characterized in that within the sleeve-shaped spring holder ( 14 ) an annular shoulder ( 15 ) for supporting the compression spring ( 5 ) is trained. Auslassventil nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Auslassbohrung (1) ein Hubanschlag (16) zur Hubbegrenzung der Hülse (6) ausgebildet ist, wobei vorzugsweise eine ringförmige Stirnfläche (17) des Federhalters (14) als Hubanschlag (16) dient.Exhaust valve according to one of the preceding claims, characterized in that within the outlet bore ( 1 ) a stroke stop ( 16 ) for limiting the stroke of the sleeve ( 6 ) is formed, wherein preferably an annular end face ( 17 ) of the spring holder ( 14 ) as a stroke stop ( 16 ) serves. Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Auslassbohrung (1), in welche ein Auslassventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingesetzt ist.High-pressure pump for a fuel injection system with an outlet bore ( 1 ), in which an outlet valve according to one of the preceding claims is used.
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