DE102014202957A1

DE102014202957A1 - Pressure relief valve device for a high pressure system

Info

Publication number: DE102014202957A1
Application number: DE102014202957.0A
Authority: DE
Inventors: Ulf Steinert
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2015-08-20

Abstract

Druckbegrenzungsventilvorrichtung (100) für ein Hochdrucksystem, wobei die Druckbegrenzungsventilvorrichtung (100) aufweist: ein als eine Kugel (20) ausgebildetes Dichtelement, das zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung verschiebbar ist; einen Ventilsitz (10) mit einem durch eine Kantenlänge (11) aufgespannten Kontaktbereich, auf welchem das Dichtelement in der Schließstellung aufliegt; und einen Kugelträger (30), welcher durch eine Federkraft einer Druckfeder (40) vorgespannt ist und welcher in der Schließstellung einen Abstand (12) zu dem Ventilsitz (20) aufweist, wobei der Abstand (12) und die Kantenlänge (11) derart ausgebildet sind, dass eine vorbestimmte Öffnungsdruck-Durchfluss-Charakteristik der Druckbegrenzungsventilvorrichtung (100) einstellbar ist.A pressure relief valve device (100) for a high pressure system, said pressure limiting valve device (100) comprising: a sealing member formed as a ball (20) which is slidable between open and closed positions; a valve seat (10) having a contact area defined by an edge length (11), on which the sealing element rests in the closed position; and a ball carrier (30) which is biased by a spring force of a compression spring (40) and which in the closed position at a distance (12) to the valve seat (20), wherein the distance (12) and the edge length (11) formed are that a predetermined opening pressure-flow characteristic of the pressure relief valve device (100) is adjustable.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckbegrenzungsventilvorrichtung für ein Hochdrucksystem. The present invention relates to a pressure relief valve device for a high pressure system.

Die DE 10 2007 016 134 A1 beschreibt eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe umfassend mindestens einen Förderraum und einen Hochdruckauslass. Ferner ist bei der dort beschriebenen Kraftstoff-Hochdruckpumpe ein Druckbegrenzungsventil mit einem druckdifferenzbetätigten Ventilelement vorgesehen, welches vom Hochdruckauslass zum Förderraum öffnen kann. The DE 10 2007 016 134 A1 describes a high-pressure fuel pump comprising at least one delivery chamber and a high-pressure outlet. Furthermore, in the case of the high-pressure fuel pump described there, a pressure-limiting valve with a pressure-difference-actuated valve element is provided which can open from the high-pressure outlet to the delivery chamber.

In einer Hubkolbenpumpe zur Kraftstoffförderung ist ein Druckbegrenzungsventil integriert. Dieses Druckbegrenzungsventil ist dafür vorgesehen, den Druck in der Hockdruckleitung entsprechend der Systemvorgaben im Fehlerfall zu begrenzen. In a reciprocating pump for fuel delivery, a pressure relief valve is integrated. This pressure relief valve is intended to limit the pressure in the high pressure line according to the system specifications in case of failure.

Das Druckbegrenzungsventil ist im Allgemeinen über ein normal offenes Einlassventil mit dem Niederdruckbereich verbunden. Herkömmliche Druckbegrenzungsventile haben eine Charakteristik, bei welcher der Druck in Abhängigkeit vom Durchfluss (Abhängigkeit Öffnungsdruck vom Durchflussvolumenstrom – Öffnungsdruck-Durchfluss-Charakteristik) sehr stark ansteigt. The pressure relief valve is generally connected to the low pressure area via a normally open inlet valve. Conventional pressure relief valves have a characteristic in which the pressure as a function of the flow (dependency opening pressure of the flow volume flow - opening pressure-flow characteristic) increases very much.

In dem Fehlerfall, dass das Einlassventil verschlossen ist, ist der Rückfluss über das Einlassventil in den Niederdruckbereich nicht mehr möglich. Die Hubkolbenpumpe geht in Selbstförderung. In the event of an error that the inlet valve is closed, the return flow through the inlet valve in the low pressure range is no longer possible. The reciprocating pump goes into self-promotion.

Dies führt aufgrund der beschriebenen Ventilcharakteristik oder der Öffnungsdruck-Durchfluss-Charakteristik zu deutlich höheren Drücken in der Hochdruckleitung, Rail, als zulässig. Due to the valve characteristic described or the opening pressure-flow characteristic, this leads to significantly higher pressures in the high-pressure line, Rail, than permissible.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Druckbegrenzungsventil mit verbesserter Durchflusscharakteristik bereitzustellen. The object of the invention is to provide a pressure relief valve with improved flow characteristics.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. The object is solved by the features of the independent claims.

Demgemäß ist nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Druckbegrenzungsventilvorrichtung für eine Hochdruckpumpe vorgesehen, wobei die Druckbegrenzungsventilvorrichtung aufweist: ein als eine Kugel ausgebildetes Dichtelement, das zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung verschiebbar ist; einen Ventilsitz mit einem durch eine Kantenlänge aufgespannten Kontaktbereich, auf welchem das Dichtelement in der Schließstellung aufliegt; und einen Kugelträger, welcher durch eine Federkraft einer Druckfeder vorgespannt ist und welcher in der Schließstellung einen Abstand zu dem Ventilsitz aufweist; wobei der Abstand und die Kantenlänge derart ausgebildet sind, dass eine vorbestimmte Öffnungsdruck-Durchfluss-Charakteristik der Druckbegrenzungsventilvorrichtung einstellbar ist. Accordingly, according to a first aspect of the present invention, there is provided a pressure relief valve apparatus for a high-pressure pump, the pressure-limiting valve apparatus comprising: a sealing member formed as a ball which is slidable between open and closed positions; a valve seat with a spanned by an edge length contact area on which the sealing element rests in the closed position; and a ball carrier which is biased by a spring force of a compression spring and which in the closed position has a distance from the valve seat; wherein the distance and the edge length are formed such that a predetermined opening pressure-flow characteristic of the pressure relief valve device is adjustable.

Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Hochdrucksystem mit einer Druckbegrenzungsventilvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen. According to a second aspect of the present invention, there is provided a high pressure system having a pressure relief valve device according to the first aspect of the present invention.

Vorzugsweise wird eine derartige Druckbegrenzungsventilvorrichtung in einem Fluidsystem zur Förderung von Fluid für ein Speichereinspritzsystem für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Preferably, such a pressure limiting valve device is used in a fluid system for conveying fluid for a storage injection system for internal combustion engines of motor vehicles.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung zeichnet sich durch eine Optimierung der Öffnungsdruck-Durchfluss-Charakteristik des Druckbegrenzungsventils aus und erreicht dies durch Änderungen an der Ventilsitzgeometrie sowie durch eine entsprechende Anordnung des Ventilsitzes relativ zum Kugelträger. The invention is characterized by an optimization of the opening pressure-flow characteristic of the pressure relief valve and achieves this by changes to the valve seat geometry and by a corresponding arrangement of the valve seat relative to the ball carrier.

Es ist eine Idee der vorliegenden Erfindung, dass die optimierte Dimensionierung und die optimale geometrische Ausgestaltung des Ventilsitzes, des Kugelträgers und des Dichtelementes, d.h. der Kugel, eine deutliche Reduzierung des Druckanstiegs und der Druckpulsationen ermöglicht. It is an idea of the present invention that the optimized sizing and optimal geometric configuration of the valve seat, the ball carrier and the sealing element, i. the ball, a significant reduction in pressure rise and pressure pulsations allows.

Dies hat den Vorteil, dass bei einer entsprechenden Ausbildung der Kantenlänge und des Abstands, dass eine vorbestimmte Öffnungsdruck-Durchfluss-Charakteristik einstellbar ist, die z.B. so einstellbar ist, dass der Druckanstieg über dem Durchfluss möglichst gering ist oder der Druckstieg möglichst groß ist. This has the advantage that with a corresponding formation of the edge length and the distance that a predetermined opening pressure-flow characteristic is adjustable, the e.g. is adjustable so that the pressure rise above the flow is as low as possible or the pressure rise is as large as possible.

Ferner ist die Geometrie des Ventilsitzes, des Kugelträgers und des Dichtelementes, d.h. der Kugel, derart ausgebildet, dass bei einem bestimmten Durchfluss und Druckanstieg die auf Kugel und Kugelträger wirkende hydraulische Kraft begrenzt wird und somit eine hydraulische Ventilhubbegrenzung erzeugt wird. Furthermore, the geometry of the valve seat, the ball carrier and the sealing element, i. the ball, designed so that at a certain flow and pressure increase acting on the ball and ball carrier hydraulic force is limited and thus a hydraulic valve lift limit is generated.

Es lässt sich durch die vorliegende Erfindung insbesondere ein kompakter Aufbau der Druckbegrenzungsventilvorrichtung realisieren. It can be realized by the present invention, in particular a compact construction of the pressure relief valve device.

Der Ventilsitz ist derart in seiner Geometrie optimiert, dass die Kantenlänge im Kontaktbereich der Kugel auf eine Länge von 0,05 bis 0,2 mm eingeschränkt wurde. Der Abstand zwischen dem Ventilsitz und dem Kugelträger wurde auf einen Bereich von 0,2 bis 0,5 mm eingeschränkt. Durch diese Geometrie wird der Druckeinbruch im Ventilsitzbereich minimiert. The valve seat is optimized in its geometry such that the edge length was limited in the contact area of the ball to a length of 0.05 to 0.2 mm. The distance between the valve seat and the ball carrier was restricted to a range of 0.2 to 0.5 mm. Through this Geometry, the pressure drop in the valve seat area is minimized.

Durch den Abstand des Kugelträgers zum Ventilsitz wird die hydraulische Kraft so beeinflusst, dass das Ventil stets geringe und gleichmäßige Ventilhübe aufweist. Dadurch lassen sich die Druckpulsationen minimieren. Gleichzeilig lässt sich mit dieser Ausformung des Kugelträgers und des Ventilsitzes eine hydraulische Hubbegrenzung realisieren. Das ermöglicht den Entfall der mechanischen Hubbegrenzung. The distance between the ball carrier to the valve seat, the hydraulic force is influenced so that the valve always has low and uniform valve lifts. This will minimize the pressure pulsations. At the same time can be realized with this shape of the ball carrier and the valve seat, a hydraulic stroke limitation. This allows the elimination of the mechanical stroke limitation.

Das nun kleinere Bauteil in Form des Kugelträgers weist eine geringere Masse auf, wodurch der Verschleiß aufgrund geringerer dynamischer Kräfte reduziert wird. Des Weiteren ist die Herstellung des neuen Designs mit weniger Materialeinsatz kostengünstiger. The now smaller component in the form of the ball carrier has a lower mass, whereby the wear is reduced due to lower dynamic forces. Furthermore, making the new design with less material is cheaper.

Der Begriff Fluid ist hier in seinem weiteren Sinne zu verstehen, das Fluid kann also sowohl eine Flüssigkeit als auch ein Gas sein. The term fluid is to be understood here in its broader sense, so the fluid can be both a liquid and a gas.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kugel einen dem Kontaktbereich des Ventilsitzes entsprechenden Kontaktbereich aufweist. In an advantageous embodiment, it is provided that the ball has a contact region corresponding to the contact region of the valve seat.

Dadurch kann vorteilhaft die Geometrie sowohl des Ventilsitzes als auch der Kugel ausgestaltet werden, um die auf Kugel und Kugelträger wirkende hydraulische Kraft zu begrenzen und somit eine hydraulische Ventilhubbegrenzung zu erzeugen. As a result, advantageously, the geometry of both the valve seat and the ball can be configured in order to limit the hydraulic force acting on the ball and the ball carrier and thus to produce a hydraulic valve stroke limitation.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kontaktbereich der Kugel und/oder der Kontaktbereich des Ventilsitzes eine Kantenlänge innerhalb eines Wertebereiches von 10 µm bis 400 µm oder von 20 µm bis 300 µm oder von 50 µm bis 200 µm aufweist. In a further preferred embodiment, it is provided that the contact region of the ball and / or the contact region of the valve seat has an edge length within a value range from 10 μm to 400 μm or from 20 μm to 300 μm or from 50 μm to 200 μm.

Dies erlaubt auf einfache Weise, den Druckeinbruch im Ventilsitzbereich zu minimieren. This allows a simple way to minimize the pressure drop in the valve seat area.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Abstand des Kugelträgers zu dem Ventilsitz innerhalb eines Wertebereiches von 50 µm bis 1000 µm oder von 100 µm bis 800 µm oder von 200 µm bis 500 µm liegt. In a further preferred embodiment, it is provided that the distance of the ball carrier to the valve seat within a range of 50 microns to 1000 microns or 100 microns to 800 microns or from 200 microns to 500 microns.

Dadurch kann vorteilhaft die Öffnungsdruck-Durchfluss-Charakteristik optimiert werden. As a result, the opening pressure-flow characteristic can advantageously be optimized.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Verhältnis von dem Abstand zu der Kantenlänge innerhalb eines Verhältnisbereiches von 1:4 bis 1:2 liegt. In a further preferred embodiment, it is provided that a ratio of the distance to the edge length lies within a ratio range of 1: 4 to 1: 2.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Druckbegrenzungsventilvorrichtung dazu ausgelegt ist, an ein Hochdrucksystem angekoppelt zu werden, welches einen Nennbetriebsdruck von bis zu 100 bar, vorzugsweise von bis zu 350 bar und besonders bevorzugt von 150 bar bis zu 250 bar aufweist. In a further preferred embodiment, it is provided that the pressure relief valve device is designed to be coupled to a high-pressure system, which has a nominal operating pressure of up to 100 bar, preferably up to 350 bar and more preferably from 150 bar to 250 bar.

Dadurch kann vorteilhaft die Druckbegrenzungsventilvorrichtung in einem Common-Rail-Einspritzung-System betrieben werden. As a result, the pressure limiting valve device can advantageously be operated in a common rail injection system.

Bei der Common-Rail-Einspritzung, die auch Speichereinspritzung genannt wird, handelt es sich um Einspritzsysteme für Verbrennungsmotoren, bei denen eine Hochdruckpumpe den Kraftstoff auf ein hohes Druckniveau bringt. Common rail injection, also known as accumulator injection, is an injection system for internal combustion engines in which a high-pressure pump brings the fuel to a high pressure level.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Abstand und die Kantenlänge derart ausgebildet sind, dass die vorbestimmte Öffnungsdruck-Durchfluss-Charakteristik einem im Wesentlichen konstanten Druck über einen Wertebereich des Durchflusses hinweg aufweist. In a further preferred embodiment it is provided that the distance and the edge length are formed such that the predetermined opening pressure-flow characteristic has a substantially constant pressure over a value range of the flow.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Abstand und die Kantenlänge derart ausgebildet sind, dass oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes für den Durchfluss und/oder für den Öffnungsdruck eine auf die Kugel und/oder den Kugelträger wirkende hydraulische Kraft begrenzt ist. In a further preferred embodiment, it is provided that the distance and the edge length are designed such that above a predetermined threshold value for the flow and / or for the opening pressure, a hydraulic force acting on the ball and / or the ball carrier is limited.

Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren. The described embodiments and developments can be combined with each other as desired.

Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations, not explicitly mentioned, of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Konzepten der Erfindung. The accompanying drawings are intended to provide further understanding of the embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain concepts of the invention.

Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. Other embodiments and many of the stated advantages will become apparent with reference to the drawings. The illustrated elements of the drawings are not necessarily shown to scale to each other.

Es zeigen: Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Druckbegrenzungsventilvorrichtung für eine Hochdruckpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 a schematic representation of a pressure relief valve device for a high pressure pump according to an embodiment of the invention;

2 eine schematische Darstellung einer Druckbegrenzungsventilvorrichtung für eine Hochdruckpumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; 2 a schematic representation of a pressure relief valve device for a high-pressure pump according to another embodiment of the invention;

3 eine schematische Darstellung eines Liniendiagramms zur graphischen Darstellung des funktionellen Zusammenhangs zwischen Druck und Zeit zur Erläuterung der Erfindung; 3 a schematic representation of a line graph for the graphical representation of the functional relationship between pressure and time to explain the invention;

4 eine schematische Darstellung einer Druckbegrenzungsventilvorrichtung für eine Hochdruckpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und 4 a schematic representation of a pressure relief valve device for a high pressure pump according to an embodiment of the invention; and

5 eine schematische Darstellung einer Druckbegrenzungsventilvorrichtung für eine Hochdruckpumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 5 a schematic representation of a pressure relief valve device for a high-pressure pump according to another embodiment of the invention.

In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Komponenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. In the figures of the drawings, like reference characters designate like or functionally identical elements, components, components or method steps, unless indicated otherwise.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Druckbegrenzungsventilvorrichtung für eine Hochdruckpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. The 1 shows a schematic representation of a pressure relief valve device for a high pressure pump according to an embodiment of the invention.

Eine Druckbegrenzungsventilvorrichtung 100 für ein Hochdrucksystem weist ein als eine Kugel 20 ausgebildetes Dichtelement, einen Ventilsitz 10, und einen Kugelträger 30 auf. A pressure relief valve device 100 for a high-pressure system has one as a ball 20 trained sealing element, a valve seat 10 , and a ball carrier 30 on.

An dem Kugelträger 30 greift eine Druckfeder 40 an. Die Kugel 20 und/oder der Ventilsitz 10 und/oder der Kugelträger 30 und/oder die Druckfeder 40 sind beispielsweise aus Stahl oder aus Edelstahl oder aus einer Stahllegierung gefertigt. On the ball carrier 30 grips a compression spring 40 at. The ball 20 and / or the valve seat 10 and / or the ball carrier 30 and / or the compression spring 40 are made of steel or stainless steel or a steel alloy.

In der 1 befindet sich oben die Hochdruckseite der Druckbegrenzungsventilvorrichtung 100, während die Unterseite der Druckbegrenzungsventilvorrichtung 100 der Niederdruckseite entspricht. In the 1 is located above the high pressure side of the pressure relief valve device 100 while the bottom of the pressure relief valve device 100 the low pressure side corresponds.

Das Dichtelement ist beispielsweise zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung verschiebbar. The sealing element is displaceable, for example, between an open and a closed position.

Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Druckbegrenzungsventilvorrichtung für eine Hochdruckpumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. The 2 shows a schematic representation of a pressure relief valve device for a high pressure pump according to another embodiment of the invention.

Abweichend von der in der 1 dargestellten Druckbegrenzungsventilvorrichtung ist die in der 2 dargestellte Druckbegrenzungsventilvorrichtung vergrößert dargestellt und die Begriffe Kantenlänge und Abstand werden nachfolgend erläutert. Notwithstanding the in the 1 illustrated pressure relief valve device is in the 2 illustrated pressure relief valve device shown enlarged and the terms edge length and distance are explained below.

Der Ventilsitz 10 weist beispielsweise einen durch eine Kantenlänge 11 aufgespannten Kontaktbereich auf. Das Dichtelement kann ebenfalls einen Kontaktbereich aufweisen und in der Schließstellung treffen beide Kontaktbereich, der Kontaktbereich des Dichtelementes bzw. der Kugel 20 und der Kontaktbereich des Ventilsitzes 10, aufeinander. The valve seat 10 For example, one has an edge length 11 spanned contact area. The sealing element may likewise have a contact region and, in the closed position, hit both contact region, the contact region of the sealing element or the ball 20 and the contact area of the valve seat 10 , each other.

Der Kugelträger 30, welcher durch eine Federkraft einer Druckfeder 40 vorgespannt ist, kann in der Schließstellung einen Abstand 12 zu dem Ventilsitz 20 aufweist. The ball carrier 30 , which by a spring force of a compression spring 40 is biased, can in the closed position a distance 12 to the valve seat 20 having.

Beispielsweise sind der Abstand 12 und die Kantenlänge 11 bezüglich der geometrischen Formgestaltung und/oder ihrer relativen Anordnung derart ausgebildet, dass eine vorbestimmte Öffnungsdruck-Durchfluss-Charakteristik der Druckbegrenzungsventilvorrichtung 100 einstellbar ist. For example, the distance 12 and the edge length 11 with respect to the geometric shape design and / or their relative arrangement designed such that a predetermined opening pressure-flow characteristic of the pressure relief valve device 100 is adjustable.

Der Ventilsitz 10 und/oder der Kugelträger 30 und/oder die Kugel 20 können beispielsweise als ein rotationssymmetrisches Bauteil bezüglich einer Symmetrieachse ausgebildet sein. The valve seat 10 and / or the ball carrier 30 and / or the ball 20 For example, they may be formed as a rotationally symmetric component with respect to an axis of symmetry.

Der Abstand 12 und die Kantenlänge 11 sind beispielsweise derart ausgebildet, dass die vorbestimmte Öffnungsdruck-Durchfluss-Charakteristik einem im Wesentlichen konstanten Druck über einen Wertebereich des Durchflusses hinweg aufweist. The distance 12 and the edge length 11 For example, are formed such that the predetermined opening pressure-flow characteristic has a substantially constant pressure over a range of values of the flow.

Im Wesentlichen konstanter Druck bedeutet dabei beispielsweise, dass Druckänderungen über den vorgesehen Wertebereich des Durchflusses von weniger als 40 bar oder von weniger als 20 bar auftreten. Substantially constant pressure means, for example, that pressure changes occur over the intended value range of the flow of less than 40 bar or less than 20 bar.

Die weiteren in der 2 dargestellten Bezugszeichen sind bereits in der zu der 1 zughörigen Figurenbeschreibung erläutert worden und werden daher nicht weiter beschrieben. The others in the 2 Reference numerals shown are already in the to 1 The description of the figures has been explained and will therefore not be further described.

Die 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Liniendiagramms zur graphischen Darstellung des funktionellen Zusammenhangs zwischen Druck, Zeit und Durchflussmenge zur Erläuterung der Erfindung. In der schematischen Darstellung wird Abhängigkeit von der Zeit der Durchfluss konstant gesteigert. The 3 shows a schematic representation of a line graph for the graphical representation of the functional relationship between pressure, time and flow rate for explaining the invention. In the schematic representation, dependence on the time of the flow is constantly increased.

Auf der X-Achse ist die Zeit t in Sekunden aufgetragen. Die Y-Achse gibt den Druck bzw. Öffnungsdruck in bar wieder. The time t is plotted in seconds on the X axis. The Y axis represents the pressure or opening pressure in bar.

Mit einer gestreiften Flächen hinterlegt ist die zeitliche Druck-Charakteristik der Druckbegrenzungsventilvorrichtung 100 dargestellt. Ein maximaler Druck von 280 bar wird dabei nicht überschritten, ferner fehlen in der dargestellten zeitlichen Druck-Charakteristik stärkere Druckpulsationen, wodurch der Verschleiß aufgrund geringerer Druckpulsationen reduziert wird. With a striped surfaces deposited is the temporal pressure characteristics of the pressure relief valve device 100 shown. A maximum pressure of 280 bar is not exceeded, also missing in the illustrated temporal pressure characteristic stronger pressure pulsations, whereby the wear is reduced due to lower pressure pulsations.

Mit einer vollschwarzen Flächen hinterlegt ist die zeitliche Druck-Charakteristik eines herkömmlichen Druckbegrenzungsventils dargestellt. Ein maximaler Druck von bis zu 340 bar wird erreicht und im Vergleich zu der Druckbegrenzungsventilvorrichtung 100 treten höhere, Verschleiß induzierende Druckpulsationen auf. With a fully black areas deposited the temporal pressure characteristic of a conventional pressure relief valve is shown. A maximum pressure of up to 340 bar is achieved and compared to the pressure relief valve device 100 higher, wear-inducing pressure pulsations occur.

Die 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Druckbegrenzungsventilvorrichtung für eine Hochdruckpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. The 4 shows a schematic representation of a pressure relief valve device for a high pressure pump according to an embodiment of the invention.

Abweichend von den in den 1 bis 2 dargestellten Druckbegrenzungsventilvorrichtung 100 sind bei der in der 4 dargestellten Druckbegrenzungsventilvorrichtung 100 zwei unterschiedliche Kontaktbereich des Ventilsizes 10 als Flächen mit zwei unterschiedlichen Kantenlängen 11A und 11B ausgebildet. Notwithstanding the in the 1 to 2 illustrated pressure relief valve device 100 are at the in the 4 illustrated pressure relief valve device 100 two different contact area of the valve 10 as surfaces with two different edge lengths 11A and 11B educated.

Entsprechend können zwei unterschiedliche Kugeln 20A und 20B verwendet werden, wobei die erste Kugel 20A beispielsweise einen Durchmesser von 1 mm aufweist, und die zweite Kugel einen Durchmesser von 2 mm aufweist. Accordingly, two different balls 20A and 20B be used, with the first ball 20A for example, has a diameter of 1 mm, and the second ball has a diameter of 2 mm.

Die Kontaktbereiche 11, 12 können beispielsweise schräg zur Symmetrieachse 14 des Ventilstempels 1 angeordnet sein. The contact areas 11 . 12 can, for example, obliquely to the axis of symmetry 14 of the valve punch 1 be arranged.

Die 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Druckbegrenzungsventilvorrichtung für eine Hochdruckpumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. The 5 shows a schematic representation of a pressure relief valve device for a high pressure pump according to another embodiment of the invention.

Der Öffnungswinkel, welcher durch die Kantenlängen 11A im Kontaktbereich des Ventilsizes 10 – zugehörig zur ersten Kugel 20A – gebildet wird, ist in der 5 dargestellt. The opening angle, which is determined by the edge lengths 11A in the contact area of the valve 10 - belonging to the first ball 20A Is formed in the 5 shown.

Die weiteren in der 5 dargestellten Bezugszeichen sind bereits in der zu der 4 zughörigen Figurenbeschreibung erläutert worden und werden daher nicht weiter beschrieben. The others in the 5 Reference numerals shown are already in the to 4 The description of the figures has been explained and will therefore not be further described.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in a variety of ways. In particular, the invention can be varied or modified in many ways without deviating from the gist of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007016134 A1 [0002]

Claims

Pressure relief valve device ( 100 ) for a high pressure system, the pressure relief valve device ( 100 ): - one as a sphere ( 20 ) formed sealing element which is displaceable between an open and a closed position; A valve seat ( 10 ) with one by one edge length ( 11 ) spanned contact area, on which the sealing element rests in the closed position; and - a ball carrier ( 30 ), which by a spring force of a compression spring ( 40 ) is biased and which in the closed position a distance ( 12 ) to the valve seat ( 20 ) having; where the distance ( 12 ) and the edge length ( 11 ) are formed such that a predetermined opening pressure-flow characteristic of the pressure relief valve device ( 100 ) is adjustable.

Pressure relief valve device ( 100 ) according to claim 1, wherein the ball ( 20 ) one the contact area of the valve seat ( 10 ) has corresponding contact area.

Pressure relief valve device ( 100 ) according to one of claims 1 or 2, wherein the contact area of the ball ( 20 ) and / or the contact area of the valve seat ( 10 ) an edge length ( 11 ) within a range of 10 microns to 400 microns or from 20 microns to 300 microns or from 50 microns to 200 microns.

Pressure relief valve device ( 100 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the distance ( 12 ) of the ball carrier ( 30 ) to the valve seat ( 20 ) within a range of 50 microns to 1000 microns or from 100 microns to 800 microns or from 200 microns to 500 microns.

Pressure relief valve device ( 100 ) according to one of claims 1 to 4, wherein a ratio of the distance ( 12 ) to the edge length ( 11 ) within a ratio range of 1: 4 to 1: 2.

Pressure relief valve device ( 100 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the pressure relief valve device ( 100 ) is adapted to be coupled to a high-pressure system, which has a nominal operating pressure of up to 100 bar, preferably of up to 350 bar and in particular between 150 bar and 250 bar.

Pressure relief valve device ( 100 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the distance ( 12 ) and the edge length ( 11 ) are formed such that the predetermined opening pressure-flow characteristic has a substantially constant pressure over a range of values of the flow.

Pressure relief valve device ( 100 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the distance ( 12 ) and the edge length ( 11 ) are formed such that above a predetermined threshold value for the flow and / or for the opening pressure on the ball ( 20 ) and / or the ball carrier ( 30 ) acting hydraulic force is limited.

High pressure system with a pressure relief valve device ( 100 ) according to one of claims 1 to 8.