DE102017212003A1

DE102017212003A1 - Overflow valve, in particular for use in a fuel injection system, high-pressure pump and fuel injection system

Info

Publication number: DE102017212003A1
Application number: DE102017212003.7A
Authority: DE
Inventors: Hannes Eisele; Muzaffar Fatdachow
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-09-16
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2018-03-22
Also published as: CN109715933A; CN109715933B; KR20190047049A; WO2018050609A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Überströmventil, eine Hochdruckpumpe und ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Hochdruckpumpe (5) zur Erzeugung eines Einspritzdrucks, deren Pumpenzulaufdruck über ein Überströmventil (8) einstellbar ist, welches eine in einem mit Zulaufanschluss (11) und Rücklaufanschluss (12) versehenen Ventilgehäuse (10) längs verschiebbar angeordnete Kolbeneinheit (13) aufweist, die als Ventilelement mit dem Rücklaufanschluss (12) zusammenwirkt, und die rückwärtig von mindestens einer in einem Federraum (15) des Ventilgehäuses (10) untergebrachten Ventilfeder (14) zur Erzeugung des Schaltdrucks beaufschlagt ist, wobei der Federraum (15) mit Mitteln zum Entfernen dort eindringenden Kraftstoffs verbunden ist, um im Federraum (15) eine Gasblase zu erzeugen.The invention relates to an overflow valve, a high-pressure pump and a fuel injection system with a high-pressure pump (5) for generating an injection pressure whose pump inlet pressure is adjustable via an overflow valve (8) which has a valve housing (11) and return port (12). 10) longitudinally displaceably arranged piston unit (13) which cooperates as a valve element with the return port (12), and the rear of at least one in a spring chamber (15) of the valve housing (10) accommodated valve spring (14) is acted upon to generate the switching pressure wherein the spring chamber (15) is connected to means for removing there penetrating fuel to produce a gas bubble in the spring chamber (15).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überströmventil, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftstoffeinspritzsystem, eine Hochdruckpumpe, insbesondere zur Erzeugung eines Kraftstoffeinspritzdrucks, sowie ein Kraftstoffeinspritzsystem, wobei dessen Überströmventil eine in einem mit Zulauf- und Rücklaufanschluss versehenen Ventilgehäuse längs gegen die Kraft mindestens einer Ventilfeder verschiebbar angeordnete Kolbeneinheit aufweist, gemäß der Gattung der unabhängigen Ansprüche. The present invention relates to an overflow valve, in particular for use in a fuel injection system, a high-pressure pump, in particular for generating a fuel injection pressure, and a fuel injection system, wherein the overflow valve in a provided with inlet and return port valve housing along the force of at least one valve spring slidably disposed piston unit according to the preamble of the independent claims.

Stand der Technik State of the art

Die DE 10 2009 027 146 A1 offenbart eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit einem saugseitigen Niederdruckbereich, in dem ein Überströmventil angeordnet ist, welches ein in einem Pumpengehäuse befestigtes Ventilgehäuse mit einem Einlass, einem oder mehreren Auslässen, eine Kolbeneinheit als Ventilelement und eine Ventilfeder aufweist. Das im Ventilgehäuse untergebrachte Ventilelement ist in Axialrichtung parallel zur Längsachse des Überströmventils verschiebbar und wird durch die zugeordnete Ventilfeder in einer das Ventil schließenden Ausgangsposition gehalten. Strömt Kraftstoff stirnseitig auf das federrückgestellte Ventilelement ein, so verschiebt sich dieses entsprechend, bis durch fortschreitende Axialverschiebung der seitliche Auslassquerschnitt freigegeben wird. Die Federsteifigkeit der Ventilfeder sowie die Kolbenfläche des Überströmventils bestimmen dabei den vom Überströmventil erzeugten Pumpenzulaufdruck. The DE 10 2009 027 146 A1 discloses a high-pressure fuel pump having a suction-side low-pressure region in which an overflow valve is arranged which has a valve housing secured in a valve housing with an inlet, one or more outlets, a piston unit as a valve element and a valve spring. The valve element accommodated in the valve housing is displaceable in the axial direction parallel to the longitudinal axis of the overflow valve and is held by the associated valve spring in a valve closing initial position. If fuel flows in front of the spring-return valve element, it shifts accordingly until the lateral outlet cross-section is released by progressive axial displacement. The spring stiffness of the valve spring and the piston area of the overflow valve determine the pump inlet pressure generated by the overflow valve.

Bei derartigen Überströmventilen des Standes der Technik kann durch eine Leckage in der dynamischen Abdichtung zwischen Ventilelement und Ventilgehäuse ungewollt Kraftstoff in den rückwärtigen Federraum gelangen. Ein mit Kraftstoff befüllter Federraum würde ein Einfedern des Ventilelements erschweren und im Extremfall blockieren. Um den Federraum zu entleeren, ist bereits versucht worden, diesen über eine Drosselbohrung mit dem Rücklauf zu verbinden. Es hat sich allerdings gezeigt, dass die hieraus ausströmende Drosselmenge in entgegengesetzter Richtung wieder in den Federraum zurückfließen kann. In such overflow valves of the prior art may accidentally get into the rear spring chamber by leakage in the dynamic seal between the valve element and valve housing. A filled with fuel spring chamber would complicate a compression of the valve element and block in extreme cases. In order to empty the spring chamber, it has already been tried to connect this via a throttle bore with the return. However, it has been shown that the amount of throttle flowing out of this can flow back into the spring chamber in the opposite direction.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kraftstoffeinspritzsystem der gattungsgemäßen Art mit einem Überströmventil auszustatten, welches ein Einfedern des Ventilelements zuverlässig gewährleistet. It is therefore the object of the present invention to provide a fuel injection system of the generic type with an overflow valve, which reliably ensures a compression of the valve element.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Die Aufgabe wird ausgehend von einem Überströmventil, einer Hochdruckpumpe, und einem Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen hinsichtlich des Überströmventils wieder. The object is achieved on the basis of an overflow valve, a high-pressure pump, and a fuel injection system having the features of the independent claims. The dependent claims give advantageous developments with respect to the spill valve again.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Federraum eines Überströmventils mit Mitteln zum Entfernen dort eindringenden Kraftstoffs verbunden ist, um im Federraum eine Gasblase zu erzeugen oder zu bewahren. The invention includes the technical teaching that the spring chamber of a spill valve is connected to means for removing there penetrating fuel to produce or preserve a gas bubble in the spring chamber.

Mit anderen Worten wird ein Überströmventil mit technischen Mitteln ergänzt, welche ein zuverlässiges Abführen von durch Leckage der dynamischen Abdichtung in den Federraum eingedrungenen Kraftstoffs gewährleisten. Dies kann beispielsweise durch Abpumpen oder Absaugen des eingedrungenen Kraftstoffs umgesetzt werden. Hierdurch wird eine verbesserte Dämpfung durch Gasblasenbildung im Federraum erzielt. Durch die Gasblase im Federraum wird das Ansprechverhalten des Feder-Kolben-Systems verbessert und dieses kann mehr Hub aufnehmen, was zu der verbesserten Dämpfung führt. Die Einstellparameter des Rückschlagventils lassen sich in Folge dessen besser steuern und die Pulsation des Hydrauliksystems zur Befüllung der Hochdruckpumpe wird kompensiert. Durch die verringerte Pulsation entsteht auch weniger Kavitation im Pumpenzulaufkreis. In other words, an overflow valve is supplemented with technical means which ensure a reliable discharge of leakage of the dynamic seal in the spring chamber penetrated fuel. This can be implemented, for example, by pumping or suction of the penetrated fuel. As a result, an improved damping is achieved by gas bubble formation in the spring chamber. By the gas bubble in the spring chamber, the response of the spring-piston system is improved and this can accommodate more stroke, resulting in the improved damping. As a result, the setting parameters of the check valve can be better controlled and the pulsation of the hydraulic system for filling the high-pressure pump is compensated. The reduced pulsation also results in less cavitation in the pump inlet circuit.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform umfassen die Mittel zum Entfernen von in den Federraum eindringenden Kraftstoffs ein Rückschlagventil, welches einlassseitig mit dem Federraum verbunden ist, um in Durchlassrichtung den Kraftstoff zur Rücklaufleitung hin abzuführen. In der umgekehrten Sperrrichtung wird ein Rückfließen von durch eine Pumpwirkung abgeführten Kraftstoff in den Federraum verhindert. Hierdurch kann sich im Federraum durch das Ausgasen des hierin eindringenden und wieder abgeführten Kraftstoffs die gewünschte Gasblase bilden bzw. erhalten werden. According to a first preferred embodiment, the means for removing fuel penetrating into the spring chamber comprise a check valve, which is connected on the inlet side to the spring chamber in order to discharge the fuel toward the return line in the forward direction. In the reverse blocking direction, a backflow of fuel discharged by a pumping action into the spring space is prevented. As a result, the desired gas bubble can form or be obtained in the spring chamber due to the outgassing of the fuel which penetrates and is discharged again.

In einer ersten Variante der Kraftstoffentleerung des Federraums mittels Rückschlagventil wird vorgeschlagen, dieses in oder an der Kolbeneinheit anzuordnen. Der aus dem Federraum hierüber abgeführte Kraftstoff gelangt dann über eine Durchgangsbohrung der Kolbeneinheit in Richtung des Rücklaufanschlusses. Der Vorteil dieser Variante besteht darin, dass der abzuführende Kraftstoff auf kurzem Wege dem Rücklaufanschluss des Überströmventils zugeführt werden kann. In a first variant of the fuel drainage of the spring chamber by means of a check valve is proposed to arrange this in or on the piston unit. The fuel discharged therefrom via the spring chamber then passes via a through bore of the piston unit in the direction of the return connection. The advantage of this variant is that the fuel to be discharged fuel can be supplied to the return port of the spill valve on a short path.

Gemäß einer zweiten Variante wird vorgeschlagen, das Rückschlagventil im bodenseitigen Gehäusestopfen zu integrieren oder im Ventilgehäuse, also an nicht beweglichen Teilen des Überströmventils. Der aus dem Federraum hierüber abgeführte Kraftstoff wird dann wiederum der Rücklaufleitung zugeführt. Der Vorteil dieser Variante besteht darin, dass die mit der Integration des Rückschlagventils verbundene zusätzliche Masse nicht die Dynamik des Überströmventils beeinträchtigt. Dies schafft die Voraussetzung dafür, besonders leichte Kolbeneinheiten einzusetzen und auf Ventilfedern mit einer geringeren Federsteifigkeit zurückgreifen zu können. Je geringer die Federsteifigkeit der Rückstellfeder ist, desto besser lässt sich die Pulsation des Hydraulikkreises kompensieren. Eine Rückstellfeder mit einer Federsteifigkeit von nur 3N/mm bis 4N/mm sind so bei einem gattungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem machbar. According to a second variant, it is proposed to integrate the check valve in the bottom-side housing plug or in the valve housing, ie non-moving parts of the overflow valve. The fuel discharged therefrom via the spring chamber then becomes the return line fed. The advantage of this variant is that the additional mass associated with the integration of the check valve does not affect the dynamics of the spill valve. This creates the prerequisite for using particularly lightweight piston units and to be able to resort to valve springs with a lower spring stiffness. The lower the spring stiffness of the return spring, the better the pulsation of the hydraulic circuit can be compensated. A return spring with a spring stiffness of only 3N / mm to 4N / mm are feasible in a generic fuel injection system.

Ferner wird vorgeschlagen, dass das Rückschlagventil selbst den bodenseitigen Gehäusestopfen des Ventilgehäuses bildet. Durch diese Funktionsintegration sind separate Bauteile entbehrlich. Alternativ hierzu ist es auch denkbar, ein vorgefertigtes Rückschlagventil in eine Grundbohrung eines herkömmlichen Gehäusestopfens einzusetzen, in welchen zusätzlich vorzugsweise quer verlaufende Abflusskanäle eingebracht werden müssten.It is also proposed that the check valve itself forms the bottom-side housing plug of the valve housing. Due to this functional integration, separate components are dispensable. Alternatively, it is also conceivable to use a prefabricated check valve in a base bore of a conventional housing plug, in which additionally preferably transverse drainage channels would have to be introduced.

Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass die Kolbeneinheit topfförmig ausgebildet ist, wobei der Innenraum der topfförmigen Kolbeneinheit zur Führung der Ventilfeder genutzt werden kann. Ein derartiger topfförmiger Kolben ist bauformbedingt besonders leicht, wodurch eine Ventilfeder mit geringerer Federrate eingesetzt werden kann. Zusätzlich ist es denkbar, die Kolbeneinheit aus einem Leichtmetallmaterial, vorzugsweise Aluminium, herzustellen. Eine zumindest mantelflächenseitige Gleitbeschichtung, beispielsweise eine eloxierte Oberfläche, erhöht die Verschleißbeständigkeit und wirkt sich reibungsminimierend gegenüber der Innenoberfläche des Ventilgehäuses als Dichtungspartner aus. According to a further measure improving the invention, it is proposed that the piston unit is pot-shaped, wherein the interior of the cup-shaped piston unit can be used to guide the valve spring. Such a cup-shaped piston is particularly lightweight due to the design, whereby a valve spring with a lower spring rate can be used. In addition, it is conceivable to manufacture the piston unit from a light metal material, preferably aluminum. An at least mantle-surface-side sliding coating, for example an anodized surface, increases the wear resistance and has a friction-minimizing effect on the inner surface of the valve housing as a sealing partner.

Gemäß einer anderen die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass die Kolbeneinheit eine außenradial umlaufende Leckagefangnut aufweist. Die axiale Ausdehnung der Leckagefangnut außen an der Kolbeneinheit sowie deren Positionierung relativ zum Rücklaufanschluss seitens des Ventilgehäuses sind dabei auf die abzuführende Kolbenleckagemenge abzustimmen, derart, dass vorzugsweise bei jeder Kolbenstellung eine Verbindung der Leckagefangnut zum Rücklaufanschluss gewährleistet ist. According to another measure improving the invention, it is proposed that the piston unit has an outer circumferential leakage groove. The axial extent of the Leckagefangnut outside of the piston unit and their positioning relative to the return port on the part of the valve housing are matched to the discharged Kolbenleckagemenge, such that preferably at each piston position, a connection of Leckagefangnut is ensured to the return port.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Mittel zum Entfernen von in den Federraum eindringenden Kraftstoffs mit einer Venturidüse umgesetzt werden. Die Venturidüse saugt vorzugsweise über eine Querbohrung an der Engstelle des Düsenkörpers den Federraum hinsichtlich des hierin eingedrungenen Kraftstoffs ab. Die Venturidüse wird dabei von hindurchlaufenden Kraftstoff des Pumpenzulaufdruckkreises angetrieben. Hierdurch wird also ein aktives Absaugen des Federraums realisiert. Die Venturidüse fungiert gleichzeitig als eine Art Bypass-Kühldrossel, wodurch eine Druckregelung im Pumpenzulaufdruckkreis möglich ist. Der hierdurch erzeugte separate Kühlvolumenstrom steigert die Robustheit des Systems. According to a further preferred embodiment of the invention, it is proposed that the means for removing fuel which penetrates into the spring chamber be reacted with a Venturi nozzle. The Venturi nozzle preferably sucks the spring space with respect to the fuel which has penetrated through a transverse bore at the bottleneck of the nozzle body. The venturi is driven by passing fuel of the pump inlet pressure circuit. As a result, an active suction of the spring chamber is thus realized. At the same time, the Venturi nozzle acts as a type of bypass cooling throttle, allowing pressure regulation in the pump inlet pressure circuit. The separate cooling volume flow generated thereby increases the robustness of the system.

Es ist denkbar, die Venturidüse in den Gehäusestopfen des Ventilgehäuses zu integrieren, was jedoch bauraumbedingte Grenzen hinsichtlich der machbaren Saugleistung nach sich zieht. Vorzugsweise wird daher vorgeschlagen, die Venturidüse in ein Venturi-Gehäuse des Gehäusestopfens zu integrieren, das sich schaftförmig koaxial längs des Federraums erstreckt und einstückig mit dem Gehäusestopfen ausgeführt sein kann oder hiermit gekoppelt. Es wird also der Federraum als Bauraum zur Unterbringung der Venturidüse genutzt. Um Bauteiltoleranzen zu kompensieren, wird vorgeschlagen, dass das Venturi-Gehäuse seitens des proximalen Endes über eine Gelenkverbindung, vorzugsweise Kugelgelenkverbindung, mit dem Gehäusestopfen gekoppelt ist. Hierüber lassen sich Rechtwinkligkeitsabweichungen ausgleichen. Koaxialitätsabweichungen lassen sich bei dieser Bauform dadurch ausgleichen, dass das Venturi-Gehäuse seitens des distalen Endes über eine Gleitbuchse seitens der Kolbeneinheit geführt ist, die an der Kolbeneinheit unter Gewährleistung eines Radialspiels für das Venturi-Gehäuse zur Anlage kommt. Hierdurch ragt das distale Ende des Venturi-Gehäuses aus dem Ventilgehäuse hinaus und kann zum Betrieb der Venturidüse an den Zulaufanschluss mit angeschlossen werden. Das gegenüberliegende Ende des Venturi-Gehäuses bildet den Abfluss der Venturidüse, welcher durch Kanäle innerhalb des Gehäusestopfens mit dem Rücklaufanschluss gekoppelt ist. It is conceivable to integrate the Venturi nozzle in the housing plug of the valve housing, which, however, draws on installation space-related limits with regard to the feasible suction power. Preferably, therefore, it is proposed to integrate the Venturi nozzle into a Venturi housing of the housing plug which extends coaxially along the spring space coaxially and may be integral with the housing plug or coupled thereto. So it is the spring chamber used as space for accommodating the venturi. In order to compensate for component tolerances, it is proposed that the Venturi housing is coupled to the housing stopper on the part of the proximal end via a joint connection, preferably ball joint connection. This can compensate for perpendicularity deviations. Koaxialitätsabweichungen can be compensated in this design in that the Venturi housing is guided by the distal end of a sliding bushing on the part of the piston unit, which comes to rest on the piston unit while ensuring a radial play for the Venturi housing. As a result, the distal end of the Venturi housing protrudes out of the valve housing and can be connected to the inlet connection for operation of the Venturi nozzle. The opposite end of the Venturi housing forms the venturi drain which is coupled to the return port by passages within the housing plug.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Further, measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of embodiments of the invention with reference to FIGS.

Ausführungsbeispieleembodiments

Es zeigt: It shows:

1 eine schematische Schaltbilddarstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems mit Hochdruckpumpe, 1 a schematic diagram of a fuel injection system with high-pressure pump,

2 einen schematischen Längsschnitt durch ein Überströmventil gemäß einer ersten Ausführungsform mit in der Kolbeneinheit integriertem Rückschlagventil, 2 a schematic longitudinal section through an overflow valve according to a first embodiment with integrated in the piston unit check valve,

3 einen schematischen Längsschnitt durch ein Überströmventil gemäß einer ersten Ausführungsform mit einem in einem Gehäusestopfen integriertem Rückschlagventil, 3 a schematic longitudinal section through an overflow valve according to a first Embodiment with a non-return valve integrated in a housing plug,

4 eine Detailansicht des Überströmventils nach Art von 3 mit einem im Gehäusestopfen integriertem Rückschlagventil, 4 a detailed view of the spill valve in the manner of 3 with a check valve integrated in the housing plug,

5 eine Detailansicht des Überströmventils nach Art von 3 mit einem Rückschlagventil als Gehäusestopfen, 5 a detailed view of the spill valve in the manner of 3 with a check valve as a housing plug,

6 einen teilweise Längsschnitt durch ein Überströmventil im Bereich der Kolbeneinheit, umfassend eine Leckagefangnut, und 6 a partial longitudinal section through an overflow valve in the region of the piston unit, comprising a Leckagefangnut, and

7 einen schematischen Längsschnitt durch ein Überströmventil einer zweiten Ausführungsform mit integrierter Venturidüse. 7 a schematic longitudinal section through an overflow valve of a second embodiment with integrated venturi.

Das Kraftstoffeinspritzsystem nach 1 fördert über einen Filter 1 aus einem Kraftstofftank 2 mittels einer Kraftstoffförderpumpe 3 über eine Kraftstoffleitung 4 Kraftstoff zu einer Hochdruckpumpe 5, die hier als Radialkolbenpumpe ausgebildet ist. The fuel injection system after 1 promotes via a filter 1 from a fuel tank 2 by means of a fuel delivery pump 3 over a fuel line 4 Fuel to a high pressure pump 5 , which is designed here as a radial piston pump.

Das Kraftstoffeinspritzsystem umfasst weiterhin eine Zumesseinheit 6 und einen Hochdruckspeicher 7, der auch als Rail bezeichnet wird, welcher wiederum mit hier nicht weiter dargestellten Einspritzventilen verbunden ist, die den Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine einspritzen. The fuel injection system further comprises a metering unit 6 and a high-pressure accumulator 7 , which is also referred to as a rail, which in turn is connected to injectors not shown here, inject the fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine.

Die Zumesseinheit 6 dient dazu, den Zufluss an Kraftstoff von der Kraftstoffförderpumpe 3 zu der Hochdruckpumpe 5 bedarfsabhängig variabel einzustellen. In der Zuleitung von der Kraftstoffförderpumpe 3 zu der Zumesseinheit 6 ist ein Überströmventil 8 angeordnet, das dazu dient, von der Kraftstoffförderpumpe 3 zu viel geförderten Kraftstoff, welcher bei ganz oder teilweise geschlossener Zumesseinheit 6 nicht zur Hochdruckpumpe 5 gelangen kann, abzusteuern und über die Rücklaufleitung 9 in den Kraftstofftank 2 zurückzuführen. Die Kraftstoffförderpumpe 3, die Zumesseinheit 6 und das Überströmventil 8 sind einem Niederkreislauf des Kraftstoffeinspritzsystems zugeordnet. Die Hochdruckpumpe 5 und der Hochdruckspeicher 7 sind dagegen einem Hochdruckkreislauf zugeordnet. The metering unit 6 serves to increase the flow of fuel from the fuel delivery pump 3 to the high pressure pump 5 adjustable depending on demand. In the supply line of the fuel pump 3 to the metering unit 6 is an overflow valve 8th arranged, which serves, from the fuel pump 3 too much subsidized fuel, which in completely or partially closed metering unit 6 not to the high pressure pump 5 can get to take off and on the return line 9 in the fuel tank 2 due. The fuel pump 3 , the metering unit 6 and the overflow valve 8th are assigned to a low cycle of the fuel injection system. The high pressure pump 5 and the high-pressure accumulator 7 On the other hand, they are assigned to a high pressure circuit.

Das Überströmventil 8 umfasst ein mit Zulaufanschluss 11 und Rücklaufanschluss 12 versehenes Ventilgehäuse 10, in dem eine längs verschiebbar angeordnete Kolbeneinheit 13 untergebracht ist, die als Ventilelement mit dem Rücklaufanschluss 12 zusammenwirkt. Die Kolbeneinheit 13 ist rückwärtig von einer in einem Federraum 15 des Ventilgehäuses 10 untergebrachten Ventilfeder 14 zur Erzeugung des Schaltdrucks beaufschlagt. The overflow valve 8th includes one with inlet connection 11 and return port 12 provided valve housing 10 , in which a longitudinally displaceably arranged piston unit 13 is housed, which serves as a valve element with the return port 12 interacts. The piston unit 13 is backward of one in a spring chamber 15 of the valve housing 10 accommodated valve spring 14 acted upon to generate the switching pressure.

Das in 2 detailliert dargestellte Überströmventil 8‘ einer ersten Ausführungsform besteht aus einer in dem Ventilgehäuse 10 untergebrachten Kolbeneinheit 13, in welcher ein Rückschlagventil 16a eingesetzt ist, das einlassseitig mit dem Federraum 15 in Verbindung steht und in Durchlassrichtung den Kraftstoff aus dem Federraum 15 zum Rücklaufanschluss 12 hin abführt, welcher mit der – hier nicht weiter gezeigten – Rücklaufleitung verbunden ist. Dabei gelangt der Kraftstoff vom Rückschlagventil 16a aus über eine Durchgangsbohrung 17 der Kolbeneinheit 13 an den Rücklaufanschluss 12. Die in Federraum 15 untergebrachte Ventilfeder 14 stützt sich einerseits koaxial an der Kolbeneinheit 13 ab und andererseits an einem zum Ventilgehäuse 10 gehörigen Gehäusestopfen 18, der bodenseitig in das Ventilgehäuse 10 eingepresst ist. This in 2 detailed overflow valve shown in detail 8th' A first embodiment consists of one in the valve housing 10 accommodated piston unit 13 in which a check valve 16a is inserted, the inlet side with the spring chamber 15 communicates and in the forward direction the fuel from the spring chamber 15 to the return connection 12 leads away, which is connected to the - not shown here - return line. The fuel from the check valve 16a from over a through hole 17 the piston unit 13 to the return port 12 , The in spring room 15 accommodated valve spring 14 is supported on the one hand coaxially on the piston unit 13 from and on the other hand to a valve housing 10 associated housing plug 18 , the bottom side in the valve body 10 is pressed.

Gemäß der in der 3 dargestellten Variante ist das Rückschlagventil 16b im bodenseitigen Gehäusestopfen 18 angeordnet und nicht seitens der Kolbeneinheit 13. Der über das Rückschlagventil 16b aus dem Federraum 15 abgeführte Kraftstoff gelangt durch eine – hier nicht weiter dargestellte – Bypassleitung zur Rücklaufleitung 9. According to the in the 3 variant shown is the check valve 16b in the bottom-side housing plug 18 arranged and not on the part of the piston unit 13 , The over the check valve 16b from the spring chamber 15 discharged fuel passes through a - not shown here - bypass line to the return line 9 ,

Bei der in 4 dargestellten Variante des mit einem Rückschlagventil 16c ausgebildeten Gehäusestopfens 18 ist dieser im topfförmigen Gehäusestopfen 18 integriert und besteht aus einem Rückschlagventilgehäuse 19, einem Verschlusskörper 20 sowie einer hierauf einwirkenden Ventilfeder 21. Über in dem Rückschlagventilgehäuse 19 angeordnete Querbohrungen 22 wird der Kraftstoff Richtung Rücklaufleitung 9 abgeführt. At the in 4 illustrated variant of the with a check valve 16c formed housing stopper 18 this is in cup-shaped housing plug 18 integrated and consists of a check valve body 19 , a closure body 20 and a valve spring acting thereon 21 , Over in the check valve body 19 arranged transverse bores 22 the fuel is directed towards the return line 9 dissipated.

Bei der Variante nach 5 bildet das Rückschlagventil 16d selbst den Gehäusestopfen 18. Eine Grundbohrung im Gehäusestopfen 18 dient gleichzeitig als Rückschlagventilgehäuse und ist über eine Schraubhülse 23 verschlossen, welche den Zufluss zum Rückschlagventil 16d bildet. Die an sich bekannte Ventilmechanik ist ebenfalls innerhalb der besagten Grundbohrung des Rückschlagventils 16d in üblicher Weise angeordnet. In the variant after 5 forms the check valve 16d even the housing plug 18 , A blind hole in the housing plug 18 at the same time serves as a check valve housing and is via a threaded sleeve 23 closed, which the inflow to the check valve 16d forms. The known per se valve mechanism is also within said base bore of the check valve 16d arranged in the usual way.

Gemäß 6 kann die Kolbeneinheit 13‘ topfförmig ausgebildet sein. Der Innenraum 24 der topfförmigen Kolbeneinheit 13‘ dient dabei der Führung der Ventilfeder 14. An dieser leichtbauenden topfförmigen Kolbeneinheit 13‘ ist außenradial eine umlaufende Leckagefangnut 25 ausgebildet. Die Kolbeneinheit 13‘ besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus Aluminium und ist zumindest mantelflächenseitig eloxiert, um die Gleitreibung gegenüber dem Ventilgehäuse 10 zu minimieren sowie den hiermit in Verbindung stehenden Verschleiß zu reduzieren. Es bietet sich an, diese Kolbeneinheit 13‘ in Verbindung mit einem gehäuseseitig integrierten Rückschlagventil zu nutzen. According to 6 can the piston unit 13 ' be cup-shaped. The interior 24 the cup-shaped piston unit 13 ' serves to guide the valve spring 14 , At this lightweight cup-shaped piston unit 13 ' is outside Radial a circumferential Leckagefangnut 25 educated. The piston unit 13 ' consists in this embodiment of aluminum and is at least mantle surface side anodized to the sliding friction against the valve housing 10 to minimize and reduce the associated wear. It makes sense, this piston unit 13 ' to use in conjunction with a check valve integrated on the housing side.

Das Ausführungsbeispiel nach 7 zeichnet sich durch eine im Überströmventil 8‘‘‘ integrierte Venturidüse 26 aus. Die Venturidüse 26 entfernt aktiv den in den Federraum 15 eindringenden Kraftstoff. Hierfür strömt ein kontinuierlicher Volumenstrom an Kraftstoff aus dem Zulauf 11 durch die Venturidüse 26 hindurch in Richtung Rücklaufleitung 9 und erzeugt dabei einen Druckabfall gemäß Bernoulli-Gesetz im Bereich der Engstelle 28, so dass es in der hiervon abzweigenden Querbohrung 27 zu einer Saugwirkung kommt. Die Querbohrung 27 ist zur Absaugung von Kraftstoff an den Federraum 15 des Überströmventils 8‘‘‘ angebunden, so dass ein entsprechend kontinuierliches Evakuieren des Federraums 15 erzielt wird. The embodiment according to 7 is characterized by an overflow valve 8th''' integrated Venturi nozzle 26 out. The Venturi nozzle 26 actively removes the in the spring space 15 penetrating fuel. For this purpose, a continuous volume flow of fuel flows from the inlet 11 through the Venturi nozzle 26 through in the direction of the return line 9 and generates a pressure drop according to Bernoulli's law in the area of the bottleneck 28 so that it is in the transverse bore branching off from it 27 comes to a suction effect. The transverse bore 27 is for extracting fuel to the spring chamber 15 the overflow valve 8th''' Tailored, so that a correspondingly continuous evacuation of the spring chamber 15 is achieved.

Die Venturidüse 26 ist in einem sich längs und koaxial des Federraums 15 erstreckenden Venturi-Gehäuse 29 integriert. Das Venturi-Gehäuse 29 ist über einen Gehäusestopfen 18 gegenüber dem Ventilgehäuse 10 fixiert. Der Gehäusestopfen 18 ist bodenseitig in den Federraum 15 eingepresst. Um die während der axialen Bewegung der Kolbeneinheit 13 relativ zum Ventilgehäuse 10 fertigungstoleranzbedingt auftretenden Bauteilpositionsabweichungen hinsichtlich der Koaxialität und Rechtwinkligkeit auszugleichen, sind hier besondere Maßnahmen getroffen. Die Rechtwinkligkeitsabweichung bezüglich der Längsachse des Venturi-Gehäuses 29 wird über eine Gelenkverbindung 30 zwischen dem proximalen Ende des Venturi-Gehäuses 29 und dem Gehäusestopfen 18 kompensiert. Das proximale Ende des Venturi-Gehäuses 29 ist dasjenige Ende, welches dem Gehäusestopfen 18 zugewandt ist und hieran dichtend zu Anlage kommt. Die Koaxialitätsabweichung wird hingegen durch eine seitens des diesem proximalen Ende gegenüberliegenden distalen Endes des Venturi-Gehäuses 29 kompensiert. Die hierfür vorgesehene Gleitbuchse 31 ist mit einer engen Führung entlang der Mantelfläche des Venturi-Gehäuses 29 ausgestattet und besitzt einen radialen Freiheitsgrad auf der inneren Stirnfläche des napfförmigen Kolbenelements 13. Dieser radiale Freiheitsgrad wird durch eine großzügige Spielpassung bezüglich der Durchdringung des Venturi-Gehäuses 29 durch das Kolbenelement 13 ermöglicht. Eine im Federraum 15 um das Venturi-Gehäuse 29 herum angeordnete und in Axialrichtung wirkende Ventilfeder 14 stützt sich seitens des distalen Endes an der Gleitbuchse 31 ab, wodurch beim Komprimieren der Ventilfeder 14 eine axiale Dichtkraft im Kontaktbereich zwischen der Gleitbuchse 31 und dem Kolbenelement 13 erzeugt wird, so dass trotz des radialen Freiheitsgrads eine Abdichtung vor eindringendem Kraftstoff aus dem Zulauf 11 in den Federraum 15 entsteht.The Venturi nozzle 26 is in a longitudinal and coaxial of the spring chamber 15 extending venturi housing 29 integrated. The venturi housing 29 is over a housing plug 18 opposite the valve housing 10 fixed. The housing plug 18 is on the bottom side in the spring chamber 15 pressed. To the during the axial movement of the piston unit 13 relative to the valve housing 10 compensate for tolerances due to component tolerances in terms of coaxiality and squareness, special measures are taken here. The perpendicularity deviation with respect to the longitudinal axis of the Venturi housing 29 is via a hinge connection 30 between the proximal end of the venturi housing 29 and the housing plug 18 compensated. The proximal end of the Venturi housing 29 is the end that the housing plug 18 is facing and sealingly comes to this plant. The Koaxialitätsabweichung, however, by a side of the distal end of the Venturi housing opposite this proximal end 29 compensated. The sliding bush provided for this purpose 31 is with a tight guide along the lateral surface of the venturi housing 29 equipped and has a radial degree of freedom on the inner end face of the cup-shaped piston member 13 , This radial degree of freedom is provided by a generous clearance with respect to the penetration of the Venturi housing 29 through the piston element 13 allows. One in the spring room 15 around the venturi housing 29 arranged around and acting in the axial direction valve spring 14 is supported by the distal end on the slide bushing 31 , whereby when compressing the valve spring 14 an axial sealing force in the contact area between the sliding bush 31 and the piston element 13 is generated, so that in spite of the radial degree of freedom a seal against the penetration of fuel from the inlet 11 in the spring chamber 15 arises.

Somit strömt der die Venturidüse 26 antreibende Kraftstoff ausgehend vom Zulaufanschluss 11 über die Engstelle 28 der Venturidüse 26 und die Gelenkverbindung 30 in den Gehäusestopfen 18 und von der hierin eingebrachten Kanalführung über den Rücklaufanschluss 12 im Ventilgehäuse 10 zur Rücklaufleitung 9 des Kraftstoffförderkreislaufs. Thus, the venturi flows 26 driving fuel from the inlet connection 11 over the bottleneck 28 the Venturi nozzle 26 and the articulation 30 in the housing plug 18 and from the ducting introduced herein via the return port 12 in the valve housing 10 to the return line 9 of the fuel delivery circuit.

Im Rahmen der Überströmventilfunktion wirkt die längs entgegen der Kraftventilfeder 14 verschiebbar angeordnete Kolbeneinheit 13 gemäß des von Kraftstoff über den Zulaufanschluss 11 ausgeübten Drucks als Ventilelement mit dem Rücklaufanschluss 12‘ zusammen, welcher ebenfalls mit der Rücklaufleitung 9 verbunden ist.As part of the overflow valve function, the lengthwise counteracts the force valve spring 14 displaceably arranged piston unit 13 according to the fuel via the inlet connection 11 exerted pressure as a valve element with the return port 12 ' together, which also with the return line 9 connected is.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So können die Zumesseinheit 6 und das Überströmventil 8 auch als Teil der Hochdruckpumpe ausgeführt werden. Es ist beispielsweise auch möglich, ein Rückschlagventil direkt im Ventilgehäuse 10 zu integrieren oder die Venturidüse 26 des letzten Ausführungsbeispiels bodennah quer durch das Ventilgehäuse 10 anzuordnen, sofern der Kolbenhub hierdurch nicht beeinträchtigt wird. Ebenfalls ist es denkbar, die Venturidüse 26 des letzten Ausführungsbeispiels auch in den Gehäusestopfen 18 fest einzupressen, falls eng realisierbare Fertigungstoleranzen dies zulassen. Ferner kann zur Vereinfachung der Montage das Venturi-Gehäuse 29 in eine korrespondierende Ausnehmung des Gehäusestopfens 18 auch eingeclipst werden. Genauso kann auch die Gleitbuchse 31 die zugeordnete Kolbeneinheit 13 eingeclipst werden, um die Montage zu vereinfachen. The invention is not limited to the preferred embodiments described above. On the contrary, modifications are conceivable which are included in the scope of protection of the following claims. So can the metering unit 6 and the overflow valve 8th also be executed as part of the high pressure pump. It is also possible, for example, a check valve directly in the valve body 10 to integrate or the Venturi nozzle 26 the last embodiment near the ground across the valve housing 10 to arrange, provided that the piston stroke is not affected thereby. It is also conceivable, the Venturi nozzle 26 the last embodiment also in the housing plug 18 firmly press, if tightly feasible manufacturing tolerances allow. Further, to simplify the assembly, the venturi housing 29 in a corresponding recess of the housing plug 18 also be clipped. Just as well as the sliding bush 31 the associated piston unit 13 be clipped to simplify installation.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009027146 A1 [0002]

Claims

Overflow valve ( 8th ), in particular for use in a fuel injection system, comprising one in an inlet connection ( 11 ) and return port ( 12 ) provided valve housing ( 10 ) longitudinally displaceably arranged piston unit ( 13 ), which as a valve element with the return port ( 12 ) and at least one of them in a spring chamber ( 15 ) of the valve housing ( 10 ) accommodated valve spring ( 14 ) is acted upon for generating the switching pressure, characterized in that the spring chamber ( 15 ) with means for removing there penetrating fuel is connected to the spring chamber ( 15 ) to generate a gas bubble.

Overflow valve ( 8th ) according to claim 1, characterized in that the means for removing in the spring chamber ( 15 penetrating fuel, a check valve ( 16a - 16d ), the inlet side with the spring chamber ( 15 ) is connected to the forward direction of the fuel to the return line ( 9 ) dissipate.

Overflow valve ( 8th ) according to claim 2, characterized in that the check valve ( 16a ) in the piston unit ( 13 ) is arranged, wherein from the spring chamber ( 15 ) via this fuel via a through hole ( 17 ) of the piston unit ( 13 ) the return port ( 12 ) is supplied.

Overflow valve ( 8th ) according to claim 2, characterized in that the check valve ( 16b ) in a bottom-side housing plug ( 18 ) or in the valve housing ( 10 ) is arranged, wherein from the spring chamber ( 15 ) Fuel removed therefrom of the return line ( 9 ) is supplied.

Overflow valve ( 8th ) according to claim 1, characterized in that the check valve ( 16d ) the housing plug ( 18 ).

Overflow valve ( 8th ) according to claim 1, characterized in that the means for removing in the spring chamber ( 15 ) penetrating a Venturi nozzle ( 26 ) driven by passing fuel of the pump inlet pressure circuit, wherein a transverse bore ( 27 ) at a bottleneck ( 28 ) of the Venturi nozzle ( 26 ) with the spring chamber ( 15 ) in order to remove the fuel entering it by suction.

Overflow valve ( 8th ) according to claim 6, characterized in that the Venturi nozzle ( 26 ) in a venturi housing ( 29 ) of the piston unit ( 13 ), which is coaxial along the spring chamber ( 15 ).

Overflow valve ( 8th ) according to claim 7, characterized in that the Venturi housing ( 29 ) from a proximal end via a hinge connection ( 30 ) with the housing plug ( 18 ) and via this to the return port ( 12 ) connected.

Overflow valve ( 8th ) according to claim 7, characterized in that the Venturi housing ( 29 ) from a distal end via a sliding bushing ( 31 ) is guided on the piston unit ( 13 ) while ensuring a radial play for the Venturi housing ( 29 ), the inlet connection ( 11 ) at the distal end of the Venturi housing ( 29 ) for the operation of the Venturi nozzle ( 26 ) connected.

Overflow valve ( 8th ) according to claim 4, characterized in that the piston unit ( 13 ' ) cup-shaped, wherein the interior ( 24 ) of the cup-shaped piston unit ( 13 ' ) the guide of the valve spring ( 14 ) serves.

Overflow valve ( 8th ) according to claim 1, characterized in that the piston unit ( 13 ' ) a Außenradial circumferential Leckagefangnut ( 24 ) having a connection to the return port ( 12 ).

Overflow valve ( 8th ) according to claim 1, characterized in that the piston unit ( 13 ) is made of a light metal material which is provided at least mantelflächenseitig with a lubricious coating.

High pressure pump ( 5 ), in particular for generating an injection pressure in a fuel injection system, in the pump inlet circuit an overflow valve ( 8th ) is used according to one of the preceding claims.

Fuel injection system of a motor vehicle with an overflow valve ( 8th ) according to one of claims 1 to 12.