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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Vom Markt her bekannt sind Kraftstoffsysteme von Brennkraftmaschinen, welche eine Hochdruckpumpe aufweisen, mittels der eine benötigte Kraftstoffmenge in einen Hochdruckspeicher bzw. Kraftstoffverteiler (”Raid”) gefördert wird. Häufig werden dafür rückströmfreie Systeme verwendet, bei denen in der Hochdruckpumpe angeordnete Mengensteuerventile die Mengensteuerung übernehmen. Des Weiteren weist eine solche Hochdruckpumpe ein Auslassventil auf, welches beispielsweise durch eine Ventilfeder vorgespannt ist und den Kraftstoffverteiler gegen einen Förderraum der Hochdruckpumpe abdichtet. Somit wird eine Leckage aus dem Kraftstoffverteiler zurück in den Niederdruckbereich im Wesentlichen verhindert.
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Wenn im Förderraum der Hochdruckpumpe mittels einer entsprechenden Kolbenbewegung ein Druck aufgebaut wird, so kann das Auslassventil öffnen, sofern der Druck in dem Förderraum größer ist als der Druck in dem Kraftstoffverteiler zuzüglich der Kraft der Ventilfeder. Dann kann der komprimierte Kraftstoff in den Kraftstoffverteiler gefördert werden. Häufig weist das Auslassventil einen so genannten Flachsitz mit einer vergleichsweise großen Dichtsitzbreite auf. Die große Dichtsitzbreite ist erforderlich, um den Verschleiß des Auslassventils über der Lebensdauer gering zu halten.
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Beim Öffnen des Auslassventils wird ein zwischen dem plattenförmigen Dichtabschnitt des Ventilkörpers (”Ventilplatte”) des Auslassventils und dem gehäusefesten Dichtsitz (”Gegenplatte”) vorhandener Kontaktbereich mit Kraftstoff befüllt. Dabei wird ein zunächst kleiner Spalt gebildet, der durch Zuströmen von Kraftstoff rasch vergrößert wird. Hierbei sinkt jedoch der in dem Spalt herrschende hydraulische Druck aufgrund hydrodynamischer Effekte vorübergehend stark ab, wodurch die Ventilplatte kurzzeitig am Dichtsitz ”kleben” bleibt. Weil gleichzeitig der Kolben der Hochdruckpumpe schnell weiterbewegt wird und den Kraftstoff im Förderraum entsprechend schnell komprimiert, entsteht durch das Kleben eine Druckspitze in dem Förderraum und nachfolgend eine unerwünschte Schockwelle. Dadurch werden Pulsationen des Kraftstoffs angeregt und das Betriebsgeräusch der Hochdruckpumpe wird erhöht.
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Andere Ausführungsformen von Ventilen, wie beispielsweise ein Kugel-Kegel-Ventil, weisen das besagte Kleben im Prinzip nicht auf. Allerdings ist bei diesen Ventilen die bewegte Masse im Allgemeinen größer.
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Offenbarung der Erfindung
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Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch eine Ventileinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.
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Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass ein Klebeeffekt beim Abheben eines plattenförmigen beweglichen Ventilkörpers von einem gehäuseseitigen Dichtsitz einer hydraulischen Ventileinrichtung verringert und die Masse des Ventilkörpers verkleinert wird. Ein maximaler Förderdruck kann vermindert und die Belastung des Gehäuses einer Hochdruckpumpe sowie ein erforderliches Antriebsmoment reduziert werden. Weiterhin wird der Wirkungsgrad der Hochdruckpumpe verbessert, Druckpulsationen werden vermindert und ein Betriebsgeräusch wird gesenkt.
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Die erfindungsgemäße Ventileinrichtung weist einen Strömungskanal auf, in dem der darin angeordnete plattenförmige Ventilkörper zusammen mit dem Dichtsitz einen Fluidstrom steuern bzw. sperren kann. Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass ein Klebeeffekt beim Abheben des Ventilkörpers von dem Dichtsitz abhängig ist von einer Fläche eines zwischen einem Dichtabschnitt des Ventilkörpers und dem Dichtsitz gebildeten Kontaktbereichs. Erfindungsgemäß wird die Fläche des Kontaktbereichs verkleinert, indem bei geschlossener Ventileinrichtung unmittelbar benachbart zum Kontaktbereich zwischen Dichtabschnitt und Dichtsitz ein keilförmiger Spalt vorhanden ist. Dadurch ist es nicht erforderlich, den Ventilkörper als Kugel oder als Kegel auszubilden, wodurch Bauraum und bewegte Masse gespart werden. Gleichzeitig kann eine Leckage des von der Ventileinrichtung zu steuernden Fluids klein gehalten werden.
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Insbesondere sieht die Erfindung vor, dass der Keilwinkel in dem Spalt höchstens ungefähr 15°, stärker bevorzugt höchstens ungefähr 5°, noch stärker bevorzugt höchstens ungefähr 2° beträgt. Damit wird ein besonders geeigneter Winkelbereich bzw. werden besonders geeignete Winkel zur Bemessung des keilförmigen Spalts beschrieben.
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Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung sieht vor, dass der Ventilkörper und/oder der Dichtsitz im Dichtbereich kegelförmig ist. Der Dichtbereich wird durch das Zusammenwirken des gehäuseseitigen Dichtsitzes und des Dichtabschnitts gebildet. Durch die bereichsweise kegelförmige Geometrie des Ventilkörpers und/oder des Dichtsitzes können Eigenschaften eines Kegelventils erreicht werden, ohne dass ein zu starker Klebeeffekt beim Abheben des Ventilkörpers auftritt, und ohne dass es erforderlich ist, den Ventilkörper als vollständigen Kegel auszubilden.
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Eine dazu alternative Ausgestaltung der Ventileinrichtung sieht vor, dass der Ventilkörper im Dichtbereich kugelförmig ist oder eine sphärische konvexe Wölbung aufweist. Dadurch kann ebenfalls der Klebeeffekt deutlich vermindert werden, ohne dass der Ventilkörper vollständig als Kugel ausgeführt ist. Damit kann bewegte Masse gespart und die Dynamik der Ventileinrichtung verbessert werden. Der kugelförmige Bereich oder die sphärische Wölbung können beispielsweise spanend oder mittels Kaltverformung hergestellt sein.
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Ergänzend ist vorgesehen, dass der Ventilkörper eine im Wesentlichen mittige konkave Ausnehmung aufweist. Beispielsweise kann die konkave Ausnehmung eine in etwa kugelkappenartige Geometrie aufweisen, wodurch eine erste Begrenzungsfläche des erfindungsgemäßen keilförmigen Spalts gebildet wird. Eine zweite Begrenzungsfläche wird dabei durch den Dichtabschnitt gebildet. Dadurch kann bewegte Masse gespart und Herstellkosten gesenkt werden.
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Eine weitere Ausgestaltung der Ventileinrichtung umfasst einen Dichtsitz, der im Dichtbereich ballig ist. Dadurch kann – bei einem flach ausgebildeten Dichtabschnitt des Ventilkörpers – auf besonders einfache Weise ein erfindungsgemäßer keilförmiger Spalt im Dichtbereich erreicht werden. Darüber hinaus ist es möglich, die ”Ballform” des Dichtsitzes in Richtung der Bewegungsachse des Ventilkörpers beispielsweise hälftig ”anzuschneiden”, so dass immer noch eine – infinitesimal kleine – Kontaktfläche zwischen dem Dichtsitz und dem Dichtabschnitt und somit ein keilförmiger Spalt gebildet werden. Die verbleibende Ballform des Dichtsitzes weist dabei radial nach außen beziehungsweise radial nach innen.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass der keilförmige Spalt nur auf einer Seite des Dichtbereichs vorhanden ist, vorzugsweise auf der stromabwärtigen Seite. Damit wird eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Ventileinrichtung ermöglicht.
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Die Ventileinrichtung kann besonders einfach ausgeführt sein, wenn der Ventilkörper so dimensioniert, insbesondere als ausreichend dünne Platte ausgebildet ist, dass er sich bei geschlossener Ventileinrichtung aufgrund der Druckdifferenz über den Dichtbereich hinweg verformt und hierdurch den keilförmigen Spalt erzeugt. Dabei kann der Ventilkörper bereichsweise eine kugelkappenartige Form annehmen, welche an einer Kante oder an einer gegen die Bewegungsachse der Ventileinrichtung geneigten Fläche des Dichtsitzes den erfindungsgemäßen Spalt erzeugt. Dadurch baut die Ventileinrichtung einfacher, wobei Herstellkosten gesenkt werden können.
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Weiterhin kann der Dichtsitz so ausgebildet sein, dass er im Kontaktbereich eine Kante aufweist, derart, dass bei geschlossener Ventileinrichtung ein weitgehend linienförmiger Kontakt zwischen Ventilkörper und Dichtsitz vorhanden ist. Dadurch kann einerseits eine hohe Pressung im Kontaktbereich erreicht werden, wobei der zum Kontaktbereich unmittelbar benachbarte keilförmige Spalt ohne zusätzlichen Aufwand gebildet wird. Die erforderliche Dichtwirkung entsteht dadurch, dass der anfänglich linienförmige Kontakt zwischen Dichtsitz und Dichtabschnitt beim Betrieb der Ventileinrichtung schon nach wenigen Schaltzyklen sich zu einer schmalen Ringfläche erweitert. Außerdem können kleine Unebenheiten und/oder Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden.
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Eine werter Ausgestaltung der Ventileinrichtung sieht vor, dass der Dichtsitz stromaufwärts und/oder stromabwärts vom Kontaktbereich eine umlaufende Fase aufweist. Dadurch kann bei geöffneter Ventileinrichtung ein hydraulischer Strömungswiderstand gesenkt und der Wirkungsgrad somit verbessert werden.
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Die Dynamik der Ventileinrichtung wird weiter verbessert, wenn der Ventilkörper außerhalb einer Umgebung des Dichtabschnitts Aussparungen aufweist. Durch ein gezieltes Aussparen von Material in weniger beanspruchten Bereichen des Ventilkörpers kann die bewegte Masse reduziert und die Dynamik der Ventileinrichtung verbessert werden. Umgekehrt können stärker beanspruchte Bereiche des Ventilkörpers – insbesondere innerhalb einer Umgebung des Dichtabschnitts – gegebenenfalls versteift werden, um elastische Verformungen des Ventilkörpers zu verhindern oder zu verkleinern. Damit kann die Dauerfestigkeit der Ventileinrichtung erhöht werden. Geeignete Bereiche können beispielsweise mittels einer Computersimulation ermittelt werden.
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine schematische Schnittdarstellung einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit einer ersten Ausführungsform eines Dichtbereichs eines Auslassventils;
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2 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Dichtbereichs des Auslassventils von 1;
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3 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform des Dichtbereichs;
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4 eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform des Dichtbereichs;
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5 eine Schnittansicht einer fünften Ausführungsform des Dichtbereichs;
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6 eine Schnittansicht einer sechsten Ausführungsform des Dichtbereichs;
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7 eine Schnittansicht einer siebten Ausführungsform des Dichtbereichs;
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8 eine Schnittansicht einer achten Ausführungsform des Dichtbereichs;
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9 eine Schnittansicht einer neunten Ausführungsform des Dichtbereichs;
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10 eine Schnittansicht einer zehnten Ausführungsform des Dichtbereichs;
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11 eine Schnittansicht einer elften Ausführungsform des Dichtbereichs;
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12 eine Schnittansicht einer zwölften Ausführungsform des Dichtbereichs;
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13 eine Schnittansicht einer dreizehnten Ausführungsform des Dichtbereichs; und
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14 den Dichtbereich von 13 bei einem abgenutztem Dichtsitz.
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Es werden für funktionsäquivalente Elemente und Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt eine Kraftstoffpumpe 10 eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine in einer schematischen Darstellung. Die Kraftstoffpumpe 10 weist ein Gehäuse 20 auf, in dessen in der Zeichnung linken Abschnitt ein Elektromagnet 15 mit einer Spule 22, einem Anker 24 und einer Ankerfeder 26 angeordnet ist. Weiterhin umfasst die Kraftstoffpumpe 10 einen mit einer Niederdruckleitung 7 verbundenen Einlass 28 mit einem Einlassventil 30, und einen mit einer Hochdruckleitung 11 verbundenen Auslass 32 mit einem Auslassventil, welches nachfolgend als Ventileinrichtung 34 bezeichnet wird. Das Einlassventil 30 umfasst eine Feder 31 sowie ein Ventilelement 33. Das Ventilelement 33 kann mittels einer in der Zeichnung horizontal verschiebbaren und mit dem Anker 24 gekoppelten Ventilnadel 35 bewegt werden. In einem Förderraum 36 ist ein Kolben 18 in der Zeichnung vertikal bewegbar angeordnet. Der Kolben 18 kann mittels einer Rolle 40 von einem – vorliegend elliptischen – Nocken 17 in einem Zylinder 37 bewegt werden. Der Zylinder 37 ist in einem Abschnitt des Gehäuses 20 gebildet. Das Einlassventil 30 ist über eine Öffnung 38 mit dem Förderraum 36 hydraulisch verbunden. Die innerhalb des Gehäuses 20 angeordneten Volumina der Kraftstoffpumpe 10 sind im Wesentlichen mit Kraftstoff gefüllt.
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Vorliegend weist ein im Wesentlichen plattenförmiger Ventilkörper 42 der Ventileinrichtung 34 (Auslassventil) einen in etwa kugelkappenförmigen Dichtabschnitt 44 auf, der mit einem durch eine Stirnfläche eines axialen und gehäusefesten Kragens gebildeten Dichtsitz 46 zusammenarbeitet. Eine Ventilfeder 43 – und ebenso der am Auslass 32 herrschende hydraulische Druck – beaufschlagen den Ventilkörper 42 in der Zeichnung nach links, also in Schließstellung. Zwischen dem Dichtabschnitt 44 und dem Dichtsitz 46 ist ein keilförmiger Spalt 50 vorhanden. Der Dichtsitz 46 und der Dichtabschnitt 44 bilden zusammen einen Dichtbereich (ohne Bezugszeichen). Die funktionalen Elemente der Ventileinrichtung 34 sind im Wesentlichen rotationsymmetrisch ausgeführt.
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Im linken Endbereich weist der Ventilkörper 42 eine zentrische Aussparung 52 auf. Der Dichtsitz 46 ist an einem ringförmigen Endabschnitt 53 des Gehäuses 20 ausgebildet und in Bezug auf eine Längsachse 48 im Wesentlichen rechtwinklig ausgerichtet. Der Dichtsitz 46 und der Dichtabschnitt 44 liegen aufeinander und bilden an der Berührstelle einen im Wesentlichen linienförmigen Kontaktbereich 54.
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Im Betrieb fördert die Kraftstoffpumpe 10 Kraftstoff von dem Einlass 28 zu dem Auslass 32, wobei die Ventileinrichtung 34 entsprechend einem jeweiligen Druckunterschied zwischen dem Förderraum 36 und dem Auslass 32 öffnet oder schließt. Dabei wird der Ventilkörper 42 der Ventileinrichtung 34 in Richtung der Längsachse 48 in der Zeichnung horizontal bewegt. Ist der Elektromagnet 15 bestromt, so kann das Einlassventil 30 durch die Kraft der Feder 31 geschlossen werden. Ist der Elektromagnet 15 nicht bestromt, so kann das Einlassventil 30 durch die Kraft der Ankerfeder 26 zwangsweise geöffnet werden.
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Beim Öffnen der Ventileinrichtung 34 wird durch den keilförmigen Spalt 50 ein schnelles Wiederbefüllen des Dichtbereichs mit Kraftstoff ermöglicht. Dadurch kann ein so genannter ”Klebeeffekt” und somit ein verzögertes Öffnen der Ventileinrichtung 34 im Wesentlichen vermieden werden. Insbesondere können Druckpulsationen in der Kraftstoffpumpe 10 (”Hochdruckpumpe”) vermindert und ein Betriebsgeräusch gesenkt werden.
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Auch in den folgenden 2 bis 14 sind die funktionalen Elemente der Ventileinrichtung 34 rotationsymmetrisch um die Längsachse 48 ausgeführt. Dies ist jedoch nicht nochmals explizit vermerkt. Außerdem sind in den folgenden 5 bis 12 die Ventileinrichtungen 34 der besseren Darstellung halber in einem geöffneten oder teilweise geöffneten Zustand gezeigt. Weiterhin sind in den nachfolgenden 2 bis 14 die gezeigten Geometrien, insbesondere der keilförmige Spalt 50, zwecks besserer Veranschaulichung teilweise übertrieben groß dargestellt.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Dichtbereichs der – vorliegend geschlossenen – Ventileinrichtung 34 in einer Schnittansicht. Der Ventilkörper 42 im rechten Bereich der Zeichnung ist ähnlich zu der 1 ausgeführt und weist also eine bereichsweise kugelförmige bzw. sphärische Kontur auf. Der Dichtsitz 46 weist stromaufwärts und stromabwärts des Kontaktbereichs 54 jeweils eine umlaufende Fase 56 auf.
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Im Betrieb der Ventileinrichtung 34 kann der anfänglich linienförmige Kontaktbereich 54 aufgrund von elastischen und plastischen Verformungen zu einem schmalen kreisringförmigen Flächenkontakt umgestaltet werden. Dennoch bleibt die wirksame (ringförmige) Fläche des Kontaktbereichs 54 im Allgemeinen vergleichsweise klein.
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Alternativ oder ergänzend kann die Aussparung 52 auch auf der in der Zeichnung rechten axialen Seite des Ventilkörpers 42 angeordnet sein. Dies ist in der 2 jedoch nicht dargestellt. Die in der 2 gezeigte Ausführungsform der Ventileinrichtung 34 weist außerdem den Vorteil auf, dass der Ventilkörper 42 auch bei einer eventuellen Exzentrizität und/oder Verkippung stabil und dicht auf dem Dichtsitz 46 aufliegen kann.
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3 zeigt eine dritte Ausführungsform des Dichtbereichs. Vorliegend ist der Dichtabschnitt 44 des Ventilkörpers 42 in Bezug auf die Längsachse 48 rechtwinklig und eben ausgeführt. Der im linken Bereich der Zeichnung dargestellte ringförmige Endabschnitt 53 des Gehäuses 20 weist radial innen und radial außen bereichsweise konische Konturen auf. Der Dichtsitz 46 ist an dem ringförmigen Endabschnitt 53 derart angeordnet, dass der Dichtsitz 46 in Bezug auf die Längsachse 48 (radial umlaufend) gekippt, also leicht konisch ist. Dadurch wird zwischen dem Dichtsitz 46 und dem Dichtabschnitt 44 der keilförmige Spalt 50 und entsprechend der linienförmige Kontaktbereich 54 gebildet.
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4 zeigt eine vierte Ausführungsform des Dichtbereichs. Vorliegend sind der Dichtsitz 46 und der Dichtabschnitt 44 in Bezug auf die Längsachse 48 an sich rechtwinklig und eben ausgeführt. In Folge des an dem Auslass 32 herrschenden hohen Kraftstoffdrucks – in der 4 durch einen Pfeil 58 dargestellt – sind jedoch die in Bezug auf den Kontaktbereich 54 radial inneren Abschnitte des elastischen und vergleichsweise dünnen Ventilkörpers 42 in der Zeichnung um ein geringes Maß nach links und die radial äußeren Abschnitte nach rechts gebogen. Eine zu der Längsachse 48 rechtwinklig gezeichnete Hilfslinie 60 veranschaulicht dies zusätzlich. Durch die Biegung des Ventilkörpers 42 wird der keilförmige Spalt 50 gebildet. Dabei kann es aus Gründen einer hohen Dauerfestigkeit erforderlich sein, dass der Ventilkörper 42 ein besonders dehnbares Material mit einer hohen Streckgrenze aufweist.
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5 zeigt eine fünfte Ausführungsform des Dichtbereichs. Vorliegend ist der Dichtsitz 46 in Bezug auf eine zu der Längsachse 48 senkrechten Ebene um einen Winkel W1 radial umlaufend gekippt. Dadurch wird zwischen dem Dichtsitz 46 und dem Dichtabschnitt 44 der keilförmige Spalt 50 (radial innen) und entsprechend der linienförmige Kontaktbereich 54 (radial außen) gebildet. Ergänzend ist in der 5 im Kontaktbereich 54 eine Kante 61 bezeichnet. Mittels der Kante 61 wird bei geschlossener Ventileinrichtung 34 ein weitgehend linienförmiger Kontakt zwischen Ventilkörper 42 und Dichtsitz 46 erzeugt.
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6 zeigt eine sechste Ausführungsform des Dichtbereichs. Vorliegend weist der Dichtsitz 46 zwei Fasen 62 mit jeweils einem Winkel W2 und W3 auf, welche an einem Scheitel den linienförmigen Kontaktbereich 54 bilden. Entsprechend wenden zwischen dem Dichtsitz 46 und dem Dichtabschnitt 44 zwei keilförmige Spalte 50 jeweils radial innen und radial außen gebildet. Dabei können die Winkel W2 und W3 auch zueinander verschiedene Werte aufweisen. Ebenso kann ein Verhältnis d2/d1 der Strecken d1 und d2 in einem Bereich von null bis eins betragen.
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7 zeigt eine siebte Ausführungsform des Dichtbereichs. Vorliegend weist der Dichtsitz 46 eine ballige Kontur symmetrisch zu einer zur Längsachse 48 parallelen Linie 64 auf. Dadurch werden ebenfalls ein – zumindest theoretisch – linienförmiger Kontaktbereich 54 sowie zwei keilförmige Spalte 50 gebildet.
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Die 8 und 9 zeigen eine achte bzw. eine neunte Ausführungsform des Dichtbereichs. Ausgehend von der Ausführungsform von 7 werden jeweils die zu der Linie 64 radial inneren bzw. äußeren Abschnitte des ballig ausgebildeten ringförmigen Endabschnitts 53 für den Dichtsitz 46 verwendet.
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10 zeigt eine zehnte Ausführungsform des Dichtbereichs. Vorliegend weist der Ventilkörper 42 eine mittige konkave Ausnehmung 66 auf. Der Dichtsitz 46 ist rechtwinklig zu der Längsachse 48 ausgerichtet. Wenn bei geschlossener Ventileinrichtung 34 der Ventilkörper 42 an dem Endabschnitt 53 bzw. dem Dichtsitz 46 anschlägt, so kann wegen der konkaven Ausnehmung 66 wiederum ein in etwa linienförmiger Kontaktbereich 54 an einem Außenradius des Dichtsitzes 46 sowie ein keilförmiger Spalt 50 gebildet werden. Außerdem wird durch die konkave Ausnehmung 66 die Masse des Ventilkörpers 42 verkleinert.
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11 zeigt eine elfte Ausführungsform des Dichtbereichs. Vorliegend weist der Ventilkörper 42 eine umlaufende und radial nach außen gerichtete Schrägfläche 68 auf. Bei geschlossener Ventileinrichtung 34 kann die Schrägfläche 68 zusammen mit dem zur Längsachse 48 rechtwinklig ausgerichteten Dichtsitz 46 wiederum einen in etwa linienförmigen Kontaktbereich 54 sowie einen keilförmigen Spalt 50 bilden.
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12 zeigt eine zwölfte Ausführungsform des Dichtbereichs. Vorliegend weist der Ventilkörper 42 eine umlaufende und radial nach innen gerichtete Schrägfläche 70 auf. Bei geschlossener Ventileinrichtung 34 kann die Schrägfläche 70 zusammen mit dem zur Längsachse 48 rechtwinklig ausgerichteten Dichtsitz 46 wiederum einen in etwa linienförmigen Kontaktbereich 54 sowie einen keilförmigen Spalt 50 bilden.
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13 zeigt eine dreizehnte Ausführungsform des Dichtbereichs, wobei die Ventileinrichtung 34 im geschlossenen Zustand dargestellt ist. Vorliegend weist der ringförmige Endabschnitt 53 des Gehäuses 20 eine radial umlaufende Ausnehmung 72 auf. Entsprechend ist ein radiales Maß 74 des Endabschnitts 53 um ein radiales Maß 76 vermindert, so dass die Fläche des Dichtsitzes 46 vergleichsweise klein ist. Vorliegend sind der Dichtsitz 46 und der Dichtabschnitt 44 in Bezug auf die Längsachse 48 rechtwinklig und eben ausgeführt. Jedoch ist der Ventilkörper 42 – ähnlich zu 4 – als Folge des an dem Auslass 32 herrschenden hohen Kraftstoffdrucks entsprechend dem Pfeil 58 radial gebogen. Dadurch werden wiederum ein ringförmiger Kontaktbereich 54 und ein keilförmiger Spalt 50 gebildet.
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14 zeigt den Dichtbereich von 13 nach einer längeren Betriebsdauer der Ventileinrichtung 34. Als Folge der vergleichsweise starken Anschläge des Dichtabschnitts 44 an dem Dichtsitz 46 wurde der Endabschnitt 53 bzw. der Dichtsitz 46 plastisch verformt. Dies erfolgte vorliegend derart, dass der zuvor linienförmige Kontaktbereich 54 radial soweit vergrößert ist, dass der Kontaktbereich 54 nunmehr die gesamte zwischen dem Dichtsitz 46 und dem Dichtabschnitt 44 mögliche Berührfläche umfasst.
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Dank der radial umlaufenden Ausnehmung 72 ist diese Berührfläche jedoch begrenzt. Beim Öffnen der Ventileinrichtung 34 kommt es zwar zu dem unerwünschten Klebeeffekt beim Abheben des Ventilkörpers 42 von dem Dichtsitz 46, jedoch ist die dabei zu überwindende Kraft vergleichsweise gering. Wie aus der Zeichnung zu erkennen, ist der Endabschnitt 53 derart ausgeführt, dass auch bei einer weiteren Abnützung an dem Dichtsitz 46 die besagte Berührfläche nicht weiter vergrößert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006055832 A1 [0006]
- DE 102006002638 A1 [0006]
- DE 10249688 A1 [0006]
- DE 10220717 A1 [0006]
- DE 10213626 A1 [0006]
- DE 10138362 A1 [0006]
