DE102017203399A1 - Overflow valve for a high-pressure fuel pump, high-pressure fuel pump - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Überströmventil (1) für eine Kraftstoffhochdruckpumpe (2) in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-Einspritzsystem, umfassend einen in einer Axialbohrung (3) eines Ventilgehäuses (4) axial verschiebbar aufgenommenen Ventilkolben (5), der in Richtung einer Zulauföffnung (6) von der Federkraft einer Feder (7) beaufschlagt ist, die in einem Federraum (8) aufgenommen ist, der über mindestens eine Öffnung (9) entlastbar ist. Erfindungsgemäß ist die mindestens eine Öffnung (9) zur Entlastung des Federraums (8) im Ventilkolben (5) ausgebildet und mündet in eine Axialbohrung (11) des Ventilkolbens (5), in der ein in Entlastungsrichtung durchströmbares Rückschlagventil (10) mit einem federbelasteten Schließelement (14) zum Freigeben und Verschließen der Öffnung ausgebildet ist.
Ferner betrifft die Erfindung eine Kraftstoffhochdruckpumpe (2) mit einem solchen Überströmventil (1).

Figure DE102017203399A1_0000
The invention relates to an overflow valve (1) for a high-pressure fuel pump (2) in a fuel injection system, in particular in a common rail injection system, comprising a valve piston (5) axially slidably received in an axial bore (3) of a valve housing (4) Direction of an inlet opening (6) is acted upon by the spring force of a spring (7) which is received in a spring chamber (8) which is relieved via at least one opening (9). According to the invention, the at least one opening (9) is designed to relieve the spring chamber (8) in the valve piston (5) and opens into an axial bore (11) of the valve piston (5), in which a check valve (10), which can be flowed through in the relief direction, with a spring-loaded closing element (14) is designed for releasing and closing the opening.
Furthermore, the invention relates to a high-pressure fuel pump (2) with such a relief valve (1).
Figure DE102017203399A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Überströmventil für eine Kraftstoffhochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-Einspritzsystem, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem solchen Überströmventil.The invention relates to an overflow valve for a high-pressure fuel pump in a fuel injection system, in particular in a common-rail injection system, with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a high-pressure fuel pump with such a spill valve.

Stand der TechnikState of the art

Ein Überströmventil der vorstehend genannten Art kann zur Druckbegrenzung und zur Dämpfung von Druckpulsationen im Bereich des Zulaufs einer Kraftstoffhochdruckpumpe eingesetzt werden. Das Überströmventil wird hierzu eingangsseitig von Zulaufdruck beaufschlagt. Steigt der Zulaufdruck über einen vorgegebenen Grenzwert, öffnet das Überströmventil und führt Kraftstoff aus dem Zulaufbereich ab, so dass der Zulaufdruck abfällt.An overflow valve of the aforementioned type can be used for limiting the pressure and for damping pressure pulsations in the region of the inlet of a high-pressure fuel pump. The overflow valve is acted on the input side by inlet pressure. If the inlet pressure rises above a predetermined limit value, the overflow valve opens and discharges fuel from the inlet area so that the inlet pressure drops.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2007 052 665 A1 geht beispielhaft ein Kraftstoffüberströmventil für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung hervor, das ein Ventilgehäuse mit einer gestuften Längsbohrung und einem in einem ersten Abschnitt der Längsbohrung axial verschiebbar geführten Ventilglied umfasst. Die axiale Verschiebung des Ventilglieds wird bei zulaufseitig ansteigendem Druck entgegen der Federkraft einer Feder bewirkt, die in einem Federraum innerhalb eines zweiten Abschnitts der Längsbohrung des Ventilgehäuses aufgenommen ist. Zur Abstützung der Feder ist in die Längsbohrung ein Einsatzteil eingepresst, das zugleich die Längsbohrung nach außen verschließt. Andernends ist die Feder an einem Stützelement abgestützt, das mit dem Ventilglied gekoppelt bzw. koppelbar ist. Denn das Ventilglied vermag sich vom Stützelement zu lösen, da ein ringförmiger Absatz des Ventilgehäuses den Hub des Stützelements begrenzt. Liegt das Stützelement am ringförmigen Absatz des Ventilgehäuses an, ist eine Verbindung des Federraums mit einem Entlastungsbereich über eine im Ventilgehäuse ausgebildete Öffnung hergestellt. Mit zunehmendem Öffnungshub schiebt sich das Stützelement jedoch vor die Öffnung, so dass der Abfluss aus dem Federraum gedrosselt wird. Dies führt zu einem Druckaufbau im Federraum, der eine Dämpfung bewirkt.From the publication DE 10 2007 052 665 A1 exemplifies a fuel spill valve for a fuel injector, which comprises a valve housing having a stepped longitudinal bore and a valve member axially slidably guided in a first portion of the longitudinal bore. The axial displacement of the valve member is effected at the inlet side increasing pressure against the spring force of a spring which is received in a spring chamber within a second portion of the longitudinal bore of the valve housing. To support the spring, an insert is pressed into the longitudinal bore, which at the same time closes the longitudinal bore to the outside. At the other end, the spring is supported on a support element, which is coupled or can be coupled to the valve member. Because the valve member is able to be detached from the support element, since an annular shoulder of the valve housing limits the stroke of the support element. If the support element bears against the annular shoulder of the valve housing, a connection of the spring chamber with a relief region is established via an opening formed in the valve housing. With increasing opening stroke, however, the support member slides in front of the opening, so that the outflow from the spring chamber is throttled. This leads to a pressure build-up in the spring chamber, which causes a damping.

Über eine im Ventilgehäuse eines Überströmventils ausgebildete Öffnung, die der Entlastung eines Federraums dient, kann jedoch nicht nur Flüssigkeit ausströmen, sondern auch einströmen. Denn mit der Rückstellung eines den Federraum begrenzenden Ventilkolbens entsteht im Federraum ein Unterdruck, der dazu führt, dass Flüssigkeit angesaugt wird. In der Folge wird der Federraum wieder befüllt, so dass ein Einfedern des Ventilkolbens zur Kompensation von zulaufseitigen Druckschwingungen nicht mehr möglich ist bzw. erschwert wird.About an opening formed in the valve housing an overflow valve, which serves to relieve a spring chamber, however, not only liquid can flow out, but also flow. Because with the provision of a spring chamber limiting valve piston creates a negative pressure in the spring chamber, which causes the liquid is sucked. As a result, the spring chamber is refilled, so that a compression of the valve piston to compensate for inlet-side pressure oscillations is no longer possible or difficult.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Überströmventil für eine Kraftstoffhochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem anzugeben, das eine Kompensation zulaufseitiger Druckschwingungen durch Einfedern des Ventilkolbens sicher ermöglicht.The invention has for its object to provide an overflow valve for a high-pressure fuel pump in a fuel injection system, which allows compensation of inlet-side pressure oscillations by compression of the valve piston safely.

Zur Lösung der Aufgabe wird das Überströmventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ferner wird eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem solchen Überströmventil angegeben.To solve the problem, the overflow valve is proposed with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims. Furthermore, a high-pressure fuel pump is specified with such a relief valve.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das vorgeschlagene Überströmventil umfasst einen in einer Axialbohrung eines Ventilgehäuses axial verschiebbar aufgenommenen Ventilkolben, der in Richtung einer Zulauföffnung von der Federkraft einer Feder beaufschlagt ist, die in einem Federraum aufgenommen ist, der über mindestens eine Öffnung entlastbar ist. Erfindungsgemäß ist die mindestens eine Öffnung zur Entlastung des Federraums im Ventilkolben ausgebildet und mündet in eine Axialbohrung des Ventilkolbens, in der ein in Entlastungsrichtung durchströmbares Rückschlagventil mit einem federbelasteten Schließelement zum Freigeben und Verschließen der Öffnung ausgebildet ist.The proposed spill valve comprises an axially displaceable in an axial bore of a valve housing received valve piston which is acted upon in the direction of an inlet opening of the spring force of a spring which is accommodated in a spring chamber, which is relieved via at least one opening. According to the invention, the at least one opening for relieving the spring chamber is formed in the valve piston and opens into an axial bore of the valve piston, in which a flow-through in the relief direction check valve is formed with a spring-loaded closing element for releasing and closing the opening.

Da das in den Ventilkolben integrierte Rückschlagventil in Entlastungsrichtung durchströmbar ist, öffnet es, wenn sich der Ventilkolben aufgrund eines Druckanstiegs im Zulaufbereich entgegen der Federkraft der ihn belastenden Feder in den Federraum hinein bewegt. Denn dadurch verringert sich das Volumen im Federraum und ein Überdruck entsteht, der dazu führt, dass das Schließelement des Rückschlagventils die der Entlastung des Federraums dienende Öffnung im Ventilkolben freigibt. Bewegt sich der Ventilkolben in die umgekehrte Richtung, entsteht im Federraum ein Unterdruck, der dazu führt, dass das Schließelement die Öffnung verschließt. Mit Schließen der Öffnung wird verhindert, dass Flüssigkeit, insbesondere Kraftstoff, aus einem Rücklauf, dem die Absteuermenge des Überströmventils zugeführt wird, zurück in den Federraum gesaugt wird. Somit kann im Federraum eine Gasblase entstehen, die eine Dämpfung von Druckpulsationen durch Einfedern des Ventilkolbens begünstigt.Since the non-return valve integrated into the valve piston can be flowed through in the relief direction, it opens when the valve piston moves against the spring force of the spring loading it into the spring chamber due to a pressure increase in the inlet region. Because this reduces the volume in the spring chamber and an overpressure arises, which causes the closing element of the check valve, the release of the spring chamber serving opening in the valve piston releases. If the valve piston moves in the opposite direction, a negative pressure develops in the spring chamber, which causes the closing element to close the opening. Closing the opening prevents liquid, in particular fuel, from being sucked back into the spring chamber from a return line, to which the diversion amount of the overflow valve is supplied. Thus, a gas bubble can arise in the spring chamber, which promotes damping of pressure pulsations by compression of the valve piston.

Bevorzugt ist die Axialbohrung des Ventilkolbens über mindestens eine im Ventilkolben ausgebildete, radial oder schräg verlaufende weitere Bohrung mit mindestens einer Absteueröffnung des Überströmventils verbindbar. Über die mindestens eine Absteueröffnung ist dann nicht nur die Absteuermenge des Überströmventils, sondern auch die aus dem Federraum stammende überschüssige Menge abführbar. Die mindestens eine Absteueröffnung ist hierzu bevorzugt an einen Rücklauf angeschlossen, damit die abgesteuerte Menge dem System erhalten bleibt.Preferably, the axial bore of the valve piston via at least one formed in the valve piston, radially or obliquely extending further bore with at least one Absteueröffnung the relief valve connectable. About the at least one Absteueröffnung is then not only the Absteuermenge the spill valve, but also derived from the spring chamber excess amount laxable. For this purpose, the at least one discharge opening is preferably connected to a return, so that the discarded quantity is retained by the system.

Die mindestens eine Absteueröffnung kann insbesondere als Bohrung oder als Schlitz in einem Wandungsabschnitt des Ventilgehäuses ausgeführt sein. In Abhängigkeit von der axialen Lage des Ventilkolbens in Bezug auf das Ventilgehäuse kann somit eine Verbindung der Zulauföffnung mit der Absteueröffnung hergestellt oder unterbrochen werden. Analog ist die Verbindung der im Ventilkolben ausgebildeten Axialbohrung mit der mindestens einen Absteueröffnung ebenfalls von der Position des Ventilkolbens abhängig.The at least one discharge opening can be designed in particular as a bore or as a slot in a wall section of the valve housing. Depending on the axial position of the valve piston with respect to the valve housing, a connection of the inlet opening with the discharge opening can thus be established or interrupted. Analogously, the connection of the axial bore formed in the valve piston with the at least one discharge opening also depends on the position of the valve piston.

Die der Verbindung der Axialbohrung mit der Absteueröffnung dienende, radial oder schräg verlaufende weitere Bohrung des Ventilkolbens ist vorzugsweise als Drosselbohrung ausgeführt. Der Abfluss aus dem Federraum wird demnach gedrosselt, so dass die Dämpfungswirkung gesteigert wird.The connection of the axial bore with the Absteueröffnung serving, radially or obliquely extending further bore of the valve piston is preferably designed as a throttle bore. The outflow from the spring chamber is thus throttled, so that the damping effect is increased.

Im Ventilkolben ist vorzugsweise eine Ringnut ausgebildet, in welche die radial oder schräg verlaufende weitere Bohrung, insbesondere Drosselbohrung, mündet. Die Ringnut ist in Abhängigkeit von der axialen Lage in Überdeckung mit der mindestens einen Absteueröffnung bringbar, so dass unabhängig von der Winkellage des Ventilkolbens eine Verbindung der Bohrung, insbesondere Drosselbohrung, mit der mindestens einen Absteueröffnung sicher hergestellt ist.In the valve piston, an annular groove is preferably formed, in which the radially or obliquely extending further bore, in particular throttle bore, opens. The annular groove is in accordance with the axial position in overlap with the at least one Absteueröffnung brought, so that regardless of the angular position of the valve piston a connection of the bore, in particular throttle bore, with the at least one Absteueröffnung is made safe.

Bevorzugt ist das Schließelement des Rückschlagventils mittels der Federkraft einer Feder in Richtung eines Ventilsitzes axial vorgespannt, der flach oder konisch geformt ist. Das mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Schließelement kann entsprechend einfach ausgeführt sein, so dass das Rückschlagventil einfach und kostengünstig umsetzbar ist.Preferably, the closing element of the check valve is axially biased by the spring force of a spring in the direction of a valve seat, which is flat or conically shaped. The cooperating with the valve seat closing element can be designed according to simple, so that the check valve is simple and inexpensive to implement.

Vorteilhafterweise ist die Axialbohrung des Ventilkolbens als gestufte und/oder zumindest abschnittsweise konisch geformte Sackloch- oder Durchgangsbohrung ausgeführt. Der Ventilsitz kann in diesem Fall durch eine Stufe oder einen konisch geformten Abschnitt der Axialbohrung gebildet werden. Die Ausbildung der Axialbohrung als Sackloch- oder Durchgangsbohrung erleichtert die Montage, da das Schließelement und die Feder des Rückschlagventils über das offene Ende in die Axialbohrung einsetzbar sind.Advantageously, the axial bore of the valve piston is designed as a stepped and / or at least partially conically shaped blind hole or through hole. The valve seat may in this case be formed by a step or a conically shaped portion of the axial bore. The formation of the axial bore as a blind hole or through hole facilitates the assembly, since the closing element and the spring of the check valve can be inserted via the open end in the axial bore.

Ferner wird vorgeschlagen, dass zulaufseitig ein Verschlusselement in die Axialbohrung des Ventilkolbens eingesetzt, vorzugsweise eingepresst, eingeschraubt und/oder eingeklebt, ist. Das Verschlusselement schließt nicht nur die Axialbohrung nach außen ab, sondern kann zugleich als Federhalter eingesetzt werden. In Abhängigkeit von der Einpress-, Einschraub- und/oder Einklebetiefe des Verschlusselements in Bezug auf die Axialbohrung des Ventilkolbens kann dieses ferner zur Einstellung der Federkraft der Feder des Rückschlagventils genutzt werden.It is also proposed that a closure element is inserted into the axial bore of the valve piston on the inlet side, preferably pressed in, screwed in and / or adhesively bonded. The closure element not only closes the axial bore to the outside, but can also be used as a pen holder. Depending on the press-in, screw-in and / or Einkleubtiefe the closure element with respect to the axial bore of the valve piston, this can also be used to adjust the spring force of the spring of the check valve.

Wird das Verschlusselement in die Axialbohrung des Ventilkolbens eingepresst, kann dies zu einer Aufweitung des Ventilkolbens im Bereich des Presssitzes führen. Um ein Verklemmen des Ventilkolbens innerhalb der Axialbohrung des Ventilgehäuses zu verhindern, wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass zulaufseitig eine ringförmige Ausnehmung im Ventilkolben ausgebildet ist, die sich vorzugsweise von einer Stirnfläche des Ventilkolbens bis hinter das Verschlusselement erstreckt. Die Aufweitung des Ventilkolbens erfolgt dann in die ringförmige Ausnehmung hinein, ohne den Außendurchmesser des Ventilkolbens zu verändern.If the closure element is pressed into the axial bore of the valve piston, this can lead to a widening of the valve piston in the region of the press fit. In order to prevent jamming of the valve piston within the axial bore of the valve housing, it is proposed in a development of the invention that an annular recess in the valve piston is formed on the inlet side, which preferably extends from an end face of the valve piston to behind the closure element. The expansion of the valve piston then takes place in the annular recess, without changing the outer diameter of the valve piston.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Schließelement des Rückschlagventils zumindest abschnittsweise plättchenförmig ausgeführt und weist auf seiner der Feder zugewandten Seite einen in die Feder eingreifenden Führungszapfen auf. Der in die Feder eingreifende Führungszapfen bewirkt eine Federführung, so dass das Rückschlagventil sicher schließt. Auf der der Feder abgewandten Seite kann ein weitere Führungszapfen ausgebildet sein, so dass die Einbaulage des Schließelements beliebig ist. Dies hilft Montagefehler zu vermeiden.According to a preferred embodiment of the invention, the closing element of the check valve is designed at least partially platelet-shaped and has on its side facing the spring on an engaging in the spring guide pin. The engaging in the spring guide pin causes a spring, so that the check valve closes securely. On the side facing away from the spring, a further guide pin may be formed, so that the installation position of the closing element is arbitrary. This helps prevent assembly errors.

Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass das Schließelement des Rückschlagventils zumindest abschnittsweise plättchenförmig ausgeführt ist und auf seiner der Feder abgewandten Seite einen den Ventilsitz durchgreifenden Führungsbolzen aufweist. Über den Führungsbolzen kann eine Führung des Schließelements bewirkt werden, so dass dieses in Bezug auf den Ventilsitz stets zentriert ist. Zur Aufnahme des Führungsbolzens des Schließelements ist vorzugsweise im Ventilkolben eine sich an den Ventilsitz anschließende Führungsbohrung ausgebildet. Die Länge des Führungsbolzens kann dabei derart gewählt werden, dass er über den Ventilkolben hinausragt, um die Montage vereinfachen.Alternatively or additionally, it is proposed that the closing element of the check valve is at least partially flaky and executed on its side facing away from the spring has a valve seat by cross-bolt. Over the guide pin, a guide of the closing element can be effected so that it is always centered with respect to the valve seat. For receiving the guide pin of the closing element, a guide bore adjoining the valve seat is preferably formed in the valve piston. The length of the guide pin can be chosen such that it protrudes beyond the valve piston to simplify the assembly.

In Abhängigkeit von der konkreten Ausgestaltung des Schließelements kann die mindestens eine im Ventilkolben ausgebildete Öffnung zur Entlastung des Federraums durch eine Federraumanbindungsbohrung gebildet werden, die axial oder radial verläuft. Wird beispielsweise eine zentrale Öffnung des Ventilkolbens dauerhaft durch einen hierin aufgenommenen Führungsbolzen des Schließelements verschlossen, muss mindestens eine weitere Öffnung vorgesehen werden, die nicht zentral angeordnet ist. Die weitere Öffnung kann in Form einer axial oder radial verlaufenden Bohrung im Ventilkolben ausgebildet werden. Bei einer dezentral angeordneten Öffnung sind vorzugsweise mehrere gleichartige Öffnungen in gleichem Winkelabstand zueinander vorgesehen, um ein gleichmäßiges Anströmen des Schließelements zu gewährleisten.Depending on the specific configuration of the closing element, the at least one opening formed in the valve piston for relieving the spring space can be formed by a spring space connection bore extending axially or radially. For example, a central opening of the valve piston permanently by a guide pin of the Closing element closed, at least one further opening must be provided, which is not centrally located. The further opening can be formed in the form of an axially or radially extending bore in the valve piston. In a decentralized opening a plurality of similar openings are preferably provided at the same angular distance from each other to ensure a uniform flow against the closing element.

Die darüber hinaus vorgeschlagene Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem, zeichnet sich dadurch aus, dass sie ein erfindungsgemäßes Überströmventil umfasst. Das Überströmventil ist dabei in einem Niederdruckbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe angeordnet, wobei es sich vorzugsweise um den Zulauf der Kraftstoffhochdruckpumpe handelt. Da im Niederdruckbereich einer Kraftstoffhochdruckpumpe regelmäßig Druckpulsationen auftreten, können diese mittels des erfindungsgemäßen Überströmventils besonders wirksam gedämpft werden.The further proposed high-pressure fuel pump for a fuel injection system, in particular for a common-rail injection system, is characterized in that it comprises an inventive overflow valve. The overflow valve is arranged in a low-pressure region of the high-pressure fuel pump, which is preferably the inlet of the high-pressure fuel pump. Since pressure pulsations regularly occur in the low-pressure region of a high-pressure fuel pump, they can be damped particularly effectively by means of the overflow valve according to the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:

  • 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Überströmventil gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform,
  • 2 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Überströmventil gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform,
  • 3 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Überströmventil gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform und
  • 4 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems mit einem erfindungsgemäßen Überströmventil.
Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. These show:
  • 1 a schematic longitudinal section through an inventive overflow valve according to a first preferred embodiment,
  • 2 a schematic longitudinal section through an inventive overflow valve according to a second preferred embodiment,
  • 3 a schematic longitudinal section through an inventive overflow valve according to a third preferred embodiment and
  • 4 a schematic representation of a fuel injection system with an overflow valve according to the invention.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Das in der 1 dargestellte Überströmventil 1 umfasst ein Ventilgehäuse 4 mit einer Axialbohrung 3, in der ein Ventilkolben 5 axial verschiebbar aufgenommen ist. Die Axialbohrung 3 durchsetzt das Ventilgehäuse 4, so dass stirnseitig eine Zulauföffnung 6 ausgebildet wird. Ferner weist das Ventilgehäuse 4 mehrere als Radialbohrungen ausgeführte Absteueröffnungen 13 auf. Um eine Verbindung der Zulauföffnung 6 mit den Absteueröffnungen 13 herzustellen, muss der Ventilkolben 5 entgegen der Federkraft einer Feder 7 axial verschoben werden.That in the 1 illustrated overflow valve 1 includes a valve housing 4 with an axial bore 3 in which a valve piston 5 is received axially displaceable. The axial bore 3 passes through the valve body 4 , so that the end face an inlet opening 6 is trained. Furthermore, the valve housing has 4 several vent holes designed as radial bores 13 on. To connect the inlet opening 6 with the diversion openings 13 make sure the valve piston 5 against the spring force of a spring 7 be moved axially.

Die Feder 7 ist in einem Federraum 8 aufgenommen, der innerhalb der Axialbohrung 3 ausgebildet ist. Der Federraum 8 wird einerseits vom Ventilkolben 5 und andererseits von einem in die Axialbohrung 3 eingepressten Verschlussstopfen 25 begrenzt. Über die Einpresstiefe des Verschlussstopfens 25 ist die Federkraft der Feder 7 einstellbar.The feather 7 is in a spring room 8th taken up inside the axial bore 3 is trained. The spring chamber 8th on the one hand from the valve piston 5 and on the other hand from one into the axial bore 3 pressed in sealing plug 25 limited. About the press-in depth of the sealing plug 25 is the spring force of the spring 7 adjustable.

Die Feder 7 ist an einer ringförmigen Stirnfläche 29 des Ventilkolbens 5 abgestützt, die von einem in die Feder 7 eingreifenden Abschnitt 30 des Ventilkolbens 5 überragt wird. Die Abstützung der Feder 7 am Verschlussstopfen 25 ist analog ausgebildet, so dass eine beidseitige Führung der Feder 7 erreicht wird.The feather 7 is on an annular end face 29 of the valve piston 5 supported by one in the spring 7 engaging section 30 of the valve piston 5 is towered over. The support of the spring 7 at the stopper 25 is formed analogously, so that a two-sided leadership of the spring 7 is reached.

Im Abschnitt 30 des Ventilkolbens 5 ist eine Öffnung 9 ausgebildet, die der Entlastung des Federraums 8 dient. Die Öffnung 9 erweitert sich über einen konisch geformten Abschnitt und eine Stufe in eine Axialbohrung 11 des Ventilkolbens 5, die über Radialbohrungen 12, die in eine Ringnut 24 münden, in Verbindung mit der im Ventilgehäuse 4 ausgebildeten Axialbohrung 3 steht. In Abhängigkeit von der axialen Lage des Ventilkolbens 5 ist somit eine Verbindung der Axialbohrung 11 mit den Absteueröffnungen 13 herstellbar. Da die Verbindung jedoch nur eine Entlastung des Federraums 8 ermöglichen soll, ist in den Ventilkolben 5 ein Rückschlagventil 10 integriert, das lediglich in der Entlastungsrichtung durchströmbar ist. Auf diese Weise kann sich im Federraum 8 eine Gasblase bilden, welche eine Dämpfung der Bewegung des Ventilkolbens 5 bewirkt. Ferner begünstigt die Gasblase ein Einfedern des Ventilkolbens 5, um zulaufseitig auftretende Druckpulsationen auszugleichen.In the section 30 of the valve piston 5 is an opening 9 trained, the relief of the spring chamber 8th serves. The opening 9 extends over a conical shaped section and a step in an axial bore 11 of the valve piston 5 that have radial bores 12 in an annular groove 24 open, in conjunction with the valve housing 4 trained axial bore 3 stands. Depending on the axial position of the valve piston 5 is thus a compound of the axial bore 11 with the diversion openings 13 produced. Since the connection, however, only a relief of the spring chamber 8th should allow, is in the valve piston 5 a check valve 10 integrated, which can only be flowed through in the relief direction. This way, can be in the spring chamber 8th forming a gas bubble, which is an attenuation of the movement of the valve piston 5 causes. Furthermore, the gas bubble promotes compression of the valve piston 5 to compensate for pressure pulsations occurring on the inlet side.

Das in den Ventilkolben 5 integrierte Rückschlagventil 10 umfasst ein Schließelement 14, das mittels der Federkraft einer Feder 15 in Richtung eines Dichtsitzes 16 axial vorgespannt ist, der vorliegend durch die in der Axialbohrung 11 des Ventilkolbens 5 ausgebildete Stufe gebildet wird. Das Schließelement 14 ist abschnittsweise plättchenförmig ausgeführt und weist beidseits einen Führungszapfen 20 auf, so dass die Einbaulage des Schließelements 14 beliebig ist. Denn unabhängig von der Einbaulage greift ein Führungszapfen 20 in die Feder 15 ein, so dass diese geführt wird. Über den zwischen dem Dichtsitz 16 und der Öffnung 9 ausgebildeten konisch geformten Abschnitt ist eine Zentrierung des Schließelements 14 in Bezug auf den Dichtsitz 16 erziel bar.That in the valve piston 5 integrated check valve 10 includes a closing element 14 , which by means of the spring force of a spring 15 in the direction of a sealing seat 16 axially biased, the present by the in the axial bore 11 of the valve piston 5 educated level is formed. The closing element 14 is executed in sections platelet-shaped and has on both sides a guide pin 20 on, allowing the mounting position of the closing element 14 is arbitrary. Because regardless of the mounting position engages a guide pin 20 in the spring 15 one, so that this is led. About the between the sealing seat 16 and the opening 9 formed conical shaped section is a centering of the closing element 14 in relation to the sealing seat 16 achieve bar.

Andernends ist in die Axialbohrung 11 des Ventilkolbens 5 ein Verschlusselement 17 eingepresst, das der Abstützung der Feder 15 dient. Über die Einpresstiefe ist die Federvorspannung einstellbar. Da im Bereich des Presssitzes der Ventilkolben 5 eine Aufweitung erfahren kann, ist im Ventilkolben 5 eine ringförmige Ausnehmung 18 vorgesehen, die sich von einer Stirnfläche 19 bis hinter das Verschlusselement 17 erstreckt. Die Aufweitung hat somit keinen Einfluss auf die Führung des Ventilkolbens 5 innerhalb der Axialbohrung 3 des Ventilgehäuses 4.Andernends is in the axial bore 11 of the valve piston 5 a closure element 17 Pressed, the support of the spring 15 serves. About the Einpresstiefe the spring preload is adjustable. As in the area of the press fit of the valve piston 5 can experience a widening is in the valve piston 5 an annular recess 18 provided, extending from one end face 19 until behind the closure element 17 extends. The expansion thus has no influence on the guidance of the valve piston 5 within the axial bore 3 of the valve housing 4 ,

Das Ventilgehäuse 4 des Überströmventils 1 weist einen Abschnitt mit einem Außengewinde 26 auf, mittels dessen es beispielsweise in eine Gehäusebohrung einer Kraftstoffhochdruckpumpe 2 einschraubbar ist. Ferner sind Dichtringe 27 zur Abdichtung der Gehäusebohrung vorgesehen. Um den Eintrag von Partikeln zu verhindern, ist der Zulauföffnung 6 ein Sieb 28 vorgeschaltet. The valve housing 4 the overflow valve 1 has a section with an external thread 26 by means of which it, for example, in a housing bore of a high-pressure fuel pump 2 can be screwed. Furthermore, sealing rings 27 provided for sealing the housing bore. To prevent the entry of particles is the inlet opening 6 a sieve 28 upstream.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Überströmventils 1 ist in der 2 dargestellt. Diese unterscheidet sich von der der 1 dadurch, dass das Schließelement 14 des Rückschlagventils 10 einen Führungszapfen 20 und einen Führungsbolzen 21 aufweist, wobei der Führungsbolzen 21 auf der der Feder 15 abgewandten Seite des Schließelements 14 angeordnet ist und in eine Führungsbohrung 23 eingreift, die im Ventilkolben 5 ausgebildet ist. Da die Führungsbohrung 23 zentral angeordnet ist, kann die Öffnung 9 zur Entlastung des Federraums 8 nur dezentral angeordnet werden. Vorliegend wird die Öffnung 9 durch axial verlaufende Federraumanbindungsbohrungen 22 realisiert, die um die Führungsbohrung 23 herum angeordnet und mittels des plättchenförmigen Abschnitts des Schließelements 14 verschließbar sind. Über den Führungsbolzen 21 ist das Schließelement 14 radial geführt, so dass die Robustheit des Rückschlagventils 10 bei sonst gleichem Aufbau und gleicher Funktion steigt.Another preferred embodiment of an overflow valve according to the invention 1 is in the 2 shown. This is different from the one of 1 in that the closing element 14 the check valve 10 a guide pin 20 and a guide pin 21 having, wherein the guide pin 21 on the pen 15 opposite side of the closing element 14 is arranged and in a guide hole 23 engages in the valve piston 5 is trained. Because the guide hole 23 is centrally located, the opening can be 9 to relieve the spring chamber 8th only be arranged decentrally. Present is the opening 9 by axially extending spring chamber connection holes 22 realized that around the guide hole 23 arranged around and by means of the plate-shaped portion of the closing element 14 are closable. About the guide pin 21 is the closing element 14 guided radially, so that the robustness of the check valve 10 otherwise the same construction and the same function increases.

Eine dritte bevorzugte Ausführungsform ist der 3 zu entnehmen. Hier wird die Führung des Schließelements 14 des Rückschlagventils 10 über einen verlängerten Führungsbolzen 21 bewirkt, der den Ventilkolben 5 überragt. Der Führungsbolzen 21 ist somit greifbar, so dass die Montage des Überströmventils 1 vereinfacht wird. Da die Einbaulage des Schließelements 14 in dieser Ausgestaltung vorgegeben ist, kann das Schließelement 14 korrespondierend zu einem konisch geformten Ventilsitz 16 ebenfalls abschnittsweise konisch ausgebildet werden, so dass sich eine konisch geformte Dichtfläche ergibt. Dadurch kann die Dichtwirkung verbessert werden. In Abwandlung zur Ausführungsform der 2 weist der in der 3 dargestellte Ventilkolben 5 zudem im Abschnitt 30 ausgebildete, radial verlaufende Federraumanbindungsbohrungen 22 auf.A third preferred embodiment is the 3 refer to. Here is the guide of the closing element 14 the check valve 10 over an extended guide pin 21 causes the valve piston 5 surmounted. The guide pin 21 is thus tangible, so that the assembly of the overflow valve 1 is simplified. As the installation position of the closing element 14 is predetermined in this embodiment, the closing element 14 corresponding to a conically shaped valve seat 16 also conical sections are formed, so that there is a conical sealing surface. As a result, the sealing effect can be improved. In a modification of the embodiment of the 2 the one in the 3 illustrated valve piston 5 also in the section 30 trained, radially extending spring chamber connection holes 22 on.

Der 4 ist ein Kraftstoffeinspritzsystem, und zwar ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit einem erfindungsgemäßen Überströmventil 1 bzw. mit einer erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckpumpe 2 zu entnehmen, bei welcher das Überströmventil 1 in ein Pumpengehäuse 37 integriert ist. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 2 dient der Förderung von Kraftstoff auf Hochdruck, der dann einem Hochdruckspeicher 36 zugeführt wird.Of the 4 is a fuel injection system, namely a common rail injection system, with an overflow valve according to the invention 1 or with a high-pressure fuel pump according to the invention 2 to be seen, in which the overflow valve 1 in a pump housing 37 is integrated. The high-pressure fuel pump 2 serves to pump fuel to high pressure, which is then a high-pressure accumulator 36 is supplied.

Über eine Vorförderpumpe 34 des Systems wird der Kraftstoff einem Tank 33 entnommen und der Kraftstoffhochdruckpumpe 2 zugeführt. Die Mengenzumessung erfolgt über eine Zumesseinheit 35, die in einem Zulaufbereich 31 der Kraftstoffhochdruckpumpe 2 angeordnet ist. Steigt bei Nullförderung der Druck im Zulaufbereich 31 an, kann die überschüssige Menge Kraftstoff über das Überströmventil 1 und einen hieran angeschlossenen Rücklauf 32 zurück in den Tank 33 geführt werden. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz eines erfindungsgemäßen Überströmventils 1 den Ausgleich von Druckpulsationen im Zulaufbereich 31.Via a pre-feed pump 34 the system becomes the fuel of a tank 33 removed and the high-pressure fuel pump 2 fed. The quantity is metered via a metering unit 35 in an inlet area 31 the high-pressure fuel pump 2 is arranged. When the flow rate is zero, the pressure in the inlet area increases 31 On, the excess amount of fuel can flow over the spill valve 1 and a return connected to it 32 back to the tank 33 be guided. In addition, the use of an overflow valve according to the invention makes it possible 1 the compensation of pressure pulsations in the inlet area 31 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007052665 A1 [0003]DE 102007052665 A1 [0003]

Claims (10)

Überströmventil (1) für eine Kraftstoffhochdruckpumpe (2) in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-Einspritzsystem, umfassend einen in einer Axialbohrung (3) eines Ventilgehäuses (4) axial verschiebbar aufgenommenen Ventilkolben (5), der in Richtung einer Zulauföffnung (6) von der Federkraft einer Feder (7) beaufschlagt ist, die in einem Federraum (8) aufgenommen ist, der über mindestens eine Öffnung (9) entlastbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Öffnung (9) zur Entlastung des Federraums (8) im Ventilkolben (5) ausgebildet ist und in eine Axialbohrung (11) des Ventilkolbens (5) mündet, in der ein in Entlastungsrichtung durchströmbares Rückschlagventil (10) mit einem federbelasteten Schließelement (14) zum Freigeben und Verschließen der Öffnung ausgebildet ist.Overflow valve (1) for a high-pressure fuel pump (2) in a fuel injection system, in particular in a common-rail injection system, comprising an axially displaceable in an axial bore (3) of a valve housing (4) received valve piston (5) in the direction of an inlet opening ( 6) is acted upon by the spring force of a spring (7) which is received in a spring chamber (8) which is relieved via at least one opening (9), characterized in that the at least one opening (9) for relieving the spring chamber ( 8) in the valve piston (5) is formed and in an axial bore (11) of the valve piston (5) opens, in which a flow-through in the relief direction check valve (10) is formed with a spring-loaded closing element (14) for releasing and closing the opening. Überströmventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialbohrung (11) des Ventilkolbens (5) über mindestens eine im Ventilkolben (5) ausgebildete, radial oder schräg verlaufende weitere Bohrung (12), vorzugsweise Drosselbohrung, mit mindestens einer Absteueröffnung (13) des Überströmventils (1) verbindbar ist.Overflow valve (1) to Claim 1 , characterized in that the axial bore (11) of the valve piston (5) via at least one in the valve piston (5) formed, radially or obliquely extending further bore (12), preferably throttle bore, with at least one Absteueröffnung (13) of the overflow valve (1) is connectable. Überströmventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement (14) des Rückschlagventils (10) mittels der Federkraft einer Feder (15) in Richtung eines Ventilsitzes (16) axial vorgespannt ist, der flach oder konisch geformt ist.Overflow valve (1) to Claim 1 or 2 , characterized in that the closing element (14) of the check valve (10) is axially biased by means of the spring force of a spring (15) in the direction of a valve seat (16) which is flat or conically shaped. Überströmventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialbohrung (11) des Ventilkolbens (5) als gestufte und/oder zumindest abschnittsweise konisch geformte Sackloch- oder Durchgangsbohrung ausgeführt ist.Overflow valve (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the axial bore (11) of the valve piston (5) is designed as a stepped and / or at least partially conically shaped blind hole or through hole. Überströmventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zulaufseitig ein Verschlusselement (17) in die Axialbohrung (11) des Ventilkolbens (5) eingesetzt, vorzugsweise eingepresst, eingeschraubt und/oder eingeklebt, ist.Overflow valve (1) according to one of the preceding claims, characterized in that on the inlet side a closure element (17) inserted into the axial bore (11) of the valve piston (5), preferably pressed, screwed and / or glued is. Überströmventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zulaufseitig eine ringförmige Ausnehmung (18) im Ventilkolben (5) ausgebildet ist, die sich vorzugsweise von einer Stirnfläche (19) des Ventilkolbens (5) bis hinter das Verschlusselement (17) erstreckt.Overflow valve (1) according to one of the preceding claims, characterized in that on the inlet side an annular recess (18) in the valve piston (5) is formed, preferably from an end face (19) of the valve piston (5) to behind the closure element (17) extends. Überströmventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement (14) des Rückschlagventils (10) zumindest abschnittsweise plättchenförmig ausgeführt ist und auf seiner der Feder (15) zugewandten Seite einen in die Feder (15) eingreifenden Führungszapfen (20) aufweist.Overflow valve (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the closing element (14) of the check valve (10) is at least partially platelet-shaped and on its spring (15) facing side into the spring (15) engaging guide pin (20 ) having. Überströmventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement (14) des Rückschlagventils (10) zumindest abschnittsweise plättchenförmig ausgeführt ist und auf seiner der Feder (15) abgewandten Seite einen den Ventilsitz (16) durchgreifenden Führungsbolzen (21) aufweist.Overflow valve (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the closing element (14) of the check valve (10) is at least partially platelet-shaped and on its spring (15) facing away from the valve seat (16) by cross-guide pin (21) having. Überströmventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine im Ventilkolben (5) ausgebildete Öffnung (9) zur Entlastung des Federraums (8) durch eine Federraumanbindungsbohrung (22) gebildet wird, die axial oder radial verläuft.Overflow valve (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one in the valve piston (5) formed opening (9) to relieve the spring chamber (8) by a spring chamber connection bore (22) is formed which extends axially or radially. Kraftstoffhochdruckpumpe (2) für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit einem Überströmventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Überströmventil (1) in einem Niederdruckbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe (2) angeordnet ist.High-pressure fuel pump (2) for a fuel injection system, in particular a common rail injection system, with an overflow valve (1) according to one of the preceding claims, wherein the overflow valve (1) in a low pressure region of the high-pressure fuel pump (2) is arranged.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023280929A1 (en) * 2021-07-06 2023-01-12 Delphi Technologies Ip Limited Fuel pump with integrated pressure relief valve

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