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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe für ein Kraftstoff-Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Kraftstoff-Hochdruckpumpen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Eine solche Kraftstoff-Hochdruckpumpe weist ein Druckbegrenzungsventil auf, welches in einem geöffneten Zustand einen auslassseitigen Hochdruckbereich mit einem Förderraum der Kraftstoff-Hochdruckpumpe verbindet. Dabei öffnet das Druckbegrenzungsventil dann, wenn eine Druckdifferenz zwischen dem auslassseitigen Hochdruckbereich und dem Förderraum der Kraftstoff-Hochdruckpumpe einen Grenzwert überschreitet. Durch das Druckbegrenzungsventil wird also verhindert, dass der Druck in dem auslassseitigen Hochdruckbereich unzulässig hoch ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird durch eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Darüber hinaus finden sich für die Erfindung wichtige Merkmale in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen. Die Merkmale können dabei sowohl in Alleinstellung als auch in ganz unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein.
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Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Hochdruckpumpe für ein Kraftstoff-Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine verdichtet den Kraftstoff auf einen hohen Druck und fördert ihn zu Einspritzvorrichtungen, die den Kraftstoff direkt in jeweils zugeordnete Brennräume der Brennkraftmaschine einspritzen. Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe weist ein Pumpengehäuse, eine in dem Pumpengehäuse angeordnete Ausnehmung, in der ein Druckbegrenzungsventil angeordnet ist, auf, wobei das Druckbegrenzungsventil einen Ventilkörper, ein Ventilelement, ein Halteelement und mindestens eine Ventilfeder umfasst, wobei das Halteelement zwischen dem Ventilelement und der Ventilfeder angeordnet ist und derart ausgestaltet ist, dass es in der Ausnehmung geradgeführt ist.
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Durch das Druckbegrenzungsventil wird der Druck in einem auslassseitigen Hochdruckbereich der Kraftstoff-Hochdruckpumpe auf einen maximal zulässigen Wert begrenzt. Überschreitet der dort herrschende Druck den Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils, wird das Ventilelement gegen die Kraft der Ventilfeder bewegt, sodass Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich in einen Förderraum und/oder einen Niederdruckbereich in der Kraftstoff-Hochdruckpumpe zurückströmen kann.
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An den Flächen zwischen Ventilelement und Ventilkörper als auch an den Flächen zwischen Ventilelement und Halteelement kann es zu einem unerwünschten Verschleiß und zu Kavitationserosion kommen. Nach derzeitigem Kenntnisstand wird der Verschleiß unter anderem durch eine axiale und radiale Bewegung des Halteelements verursacht. Die Kavitationserosion wird beim Öffnen des Druckbegrenzungsventils durch die Bewegung des Halteelements und durch in den Saugphasen der Kraftstoff-Hochdruckpumpe entstehenden Dampf verursacht. Die Bewegung des Halteelements wird wiederum durch Druckpulsationen im Förderraum der Kraftstoff-Hochdruckpumpe und ein axiales und radiales Schwingen der Ventilfeder verursacht. Durch die erfindungsgemäße Geradführung des Halteelements wird dieses insbesondere beim Öffnen und beim Schließen zuverlässig gerade gehalten, und hierdurch werden sowohl Verschleiß als auch Kavitationserosion verringert und somit die Lebensdauer des Druckbegrenzungsventils und mit ihm die der Kraftstoff-Hochdruckpumpe verlängert.
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Eine Geradführung bedeutet, dass das Halteelement in der meist zylindrischen und sich geradlinig erstreckenden Ausnehmung so geführt ist, dass es sich geradlinig bewegt, also beispielsweise nicht relativ zu einer Längsachse der Ausnehmung kippen oder sich in zur Längsachse lateraler Richtung verschieben kann. Durch die Geradführung des Halteelements innerhalb der Ausnehmung wird also die radiale Bewegung des Halteelements reduziert, da das Halteelement passgenau in der Ausnehmung angeordnet und (im Gleitsitz) geführt ist. Mit anderen Worten: das Halteelement hat einen minimal geringeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser der Ausnehmung, so dass eine Bewegung des Halteelements innerhalb der Ausnehmung in Richtung des Durchmessers unterbunden oder zumindest minimiert wird.
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Zudem wird auch die axiale Bewegung des Halteelements, also die Bewegung in Längsrichtung der Ausnehmung, gedämpft. Dies geschieht aufgrund der Reibung zwischen der Ausnehmung und dem darin geführten Halteelement. Es ist offensichtlich, dass die Außenseite des Halteelements, die in Kontakt mit der Innenseite der Ausnehmung ist, eine Mindestausdehnung in axialer Richtung aufweisen muss, um die gewünschte Stabilisierungsfunktion erreichen zu können. Mit anderen Worten: das Halteelement weist einen zylinderförmigen Abschnitt auf, der sich in axialer Richtung erstreckt und der den maximalen Durchmesser des Halteelements aufweist. So kann eine Geradführung gewährleistet werden, ohne dass es zu einem Kippen des Halteelements innerhalb der Ausnehmung kommt.
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Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Halteelement eine Aufnahme für das Ventilelement aufweist, wobei die Aufnahme eine Anlagefläche und mindestens eine Wandung aufweist. Die Aufnahme ist also in der Art einer Vertiefung ausgestaltet. Eine solche Anlagefläche ist bevorzugt senkrecht zur axialen Richtung des Halteelements, also auch senkrecht zur Längsausdehnung der Ausnehmung des Druckbegrenzungsventils, ausgerichtet. Eine Aufnahme mit einer solchen Anlagefläche stellt eine konstruktiv möglichst einfache Art und Weise dar, das Ventilelement in axialer Richtung des Halteelements aufzunehmen, in radialer Richtung zu halten und eine gleichmäßige Flächenpressung auszuüben.
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Bei einer diesbezüglichen Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Anlagefläche und die Wandlung derart zueinander angeordnet sind, dass sie einen zylindrischen oder einen zumindest teilweise sphärischen Aufnahmeraum für das Ventilelement bilden. Die Wandung soll die Bewegung des Ventilelements in radialer Richtung des Halteelements beschränken bzw. das Ventilelement in radialer Richtung des Halteelements fixieren. Das Ventilelement kann dennoch ein gewisses Spiel innerhalb der Fixierung durch die Wandung aufweisen. Durch die Fixierung bzw. Begrenzung des Ventilelements in radialer Richtung kann ein Verlust des Ventilelements aus dem Ventilsitz (also den Flächen zwischen Ventilelement und Ventilkörper bzw. den Flächen zwischen Ventilelement und Halteelement) vermieden werden und somit auch ein Einklemmen des Ventilelements zwischen Ventilkörper und Halteelement vermieden werden.
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Bei einer Aufnahme mit einem zylindrischen Aufnahmeraum sind die Anlagefläche und die Wandung zumindest teilweise senkrecht zueinander angeordnet. Dadurch kann in konstruktiv sehr einfacher Art und Weise das Ventilelement sowohl in radialer als auch in axialer Richtung des Halteelements aufgenommen werden. Eine solche Aufnahme kann beispielsweise mittels einer sacklochartigen Bohrung im Halteelement realisiert werden.
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Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Halteelement zwischen einer dem Ventilköper zugewandten Seite und einer dem Ventilkörper abgewandten Seite mindestens eine Fluidverbindung aufweist. Dabei ist die Fluidverbindung insbesondere derart angeordnet, dass möglichst viel Kraftstoff (Fluid/Flüssigkeit) durch das Halteelement hindurchfließen kann. Wenn eine bestimmte Menge an Kraftstoff durch das Halteelement fließen muss, wird die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs durch eine möglichst große Fluidverbindung, also eine Fluidverbindung mit einem möglichst großen Strömungsquerschnitt, bzw. möglichst viele Fluidverbindungen, die insgesamt einen möglichst großen Strömungsquerschnitt ergeben, vergleichsweise gering gehalten reduziert. Durch eine geringe Strömungsgeschwindigkeit werden Bewegungen des Halteelements sowie Kavitationseffekte, die bei rasch strömenden Flüssigkeiten auftreten, reduziert, oder sie bleiben sogar ganz aus. Damit wird die „Anbindung“ der Ventilsitze, also der Flächen zwischen Ventilelement und Ventilkörper bzw. zwischen Ventilelement und Halteelement, an den Förderraum der Kraftstoff-Hochdruckpumpe verbessert, was zu einer weiteren Reduktion der Kavitationserosionen führt.
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Bei einer diesbezüglichen Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Fluidverbindung mindestens eine das Halteelement durchdringende Bohrung umfasst. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, das Halteelement als Drehteil an einer Drehmaschine zu fertigen. Eine solche Herstellungsmethode kann gegenüber anderen Herstellungsmethoden vorteilhaft, z. B. preisgünstiger, sein.
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Bei einer diesbezüglichen alternativen oder zusätzlichen Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Fluidverbindung einen insgesamt im wesentlichen ringförmigen Durchlass mit Verbindungsrippen umfasst. Die sich vorzugsweise in radialer Richtung erstreckenden Verbindungsrippen verbinden einen radial inneren Materialabschnitt mit einem radial äußeren Materialabschnitt. Die Verbindungsrippen sind in Umfangsrichtung bevorzugt gleichmäßig verteilt angeordnet. Bevorzugt handelt es sich dabei um Verbindungsrippen, die alle gleiche Geometrie und Größe aufweisen, jeweils den selben radialen Abstand von der der Längsachse des Halteelements haben und beispielsweise symmetrisch bezüglich der Längsachse des Halteelements oder, wie bereits erwähnt, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Damit kann gewährleistet werden, dass mit einem minimalen Materialeinsatz das Ventilelement einen maximalen Halt bzw. eine maximale Fixierung in radialer Richtung erfährt. Dadurch, dass vergleichsweise wenig Material zur Realisierung des Halteelements verwendet wird, wird wiederum die „Anbindung“ der Ventilsitze zum Förderraum der Kraftstoff-Hochdruckpumpe verbessert. Mit anderen Worten: der Strömungsquerschnitt der Fluidverbindung ist vergleichsweise groß, sodass die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs (des Fluides) vergleichsweise klein ist und somit auch die Kavitationseffekte gering sind.
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Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Ventilelement kugelförmig ausgestaltet ist. Ein solches Ventilelement ist sehr einfach herstellbar und einfach handhabbar, wodurch die Herstellungskosten gering gehalten werden können. Zudem ergibt sich in Kombination mit einer Aufnahme, die einen zylinderförmigen Aufnahmeraum aufweist, dass das kugelförmige Ventilelement die Anlagefläche in einem einzigen Punkt berührt und die Wandung maximal mit seinem Umfang linienhaft berührt. Dadurch werden die Kontaktflächen zwischen dem Halteelement und dem Ventilelement minimiert. Bevorzugt berührt das kugelförmige Ventilelement die Wandung im geschlossenen Zustand des Druckbegrenzungsventils nicht. Im geschlossenen Zustand des Druckbegrenzungsventils erfolgt die radiale Zentrierung des kugelförmigen Ventilelementes über den Ventilsitz im Ventilkörper. Die Wandung dient zur Kugelverlustsicherung im geöffneten Zustand bzw. beim Öffnen und Schließen des Druckbegrenzungsventils.
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Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Halteelement mindestens einen Fortsatz aufweist, der zumindest teilweise als Federführung der Ventilfeder ausgestaltet ist, beispielsweise in Form eines sich innerhalb der Feder erstreckenden zylindrischen abragenden Fortsatzes. Der Fortsatz kann sich dabei vorzugsweise in axialer Richtung über eine Länge von ungefähr zwei Federwindungen der Ventilfeder erstrecken. Dadurch kann ein besonders guter und zuverlässiger Sitz der Ventilfeder am Halteelement gewährleistet werden. Ferner werden durch die zumindest teilweise Federführung axiale und radiale Schwingungen der Ventilfeder vermieden oder zumindest reduziert. Dies wiederum reduziert axiale und radiale Bewegungen des Halteelements und damit wiederum den eingangs erwähnten Verschleiß.
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Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Druckbegrenzungsventil ein Ventilfederführungselement aufweist. Dabei ist das Ventilfederführungselement zumindest teilweise im Bereich des dem Halteelement abgewandten Endes der Ventilfeder angeordnet. Es ist derart ausgestaltet, dass die Ventilfeder im Bereich des dem Halteelement abgewandten Endes der Ventilfeder vom Ventilfederführungselement geführt wird. Bevorzugt erstreckt sich der Fortsatz so weit in Richtung des Halteelements, dass dieses gerade noch zuverlässig eine ausreichende Öffnungsbewegung ausführen kann.
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Durch ein solches Federführungselement können axiale und radiale Schwingungen der Ventilfeder vermieden oder zumindest reduziert werden. Dies wiederum führt zu Reduktion von axialen und radialen Bewegungen des Halteelements.
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Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Halteelement ein durch Pulverspritzgießen hergestelltes Bauteil ist. Das Halteelement kann aber auch als Drehteil hergestellt werden. Mittels Pulverspritzgießen können auch relativ komplexe Formen hergestellt werden, insbesondere gekrümmte Kanäle, etc. Die Herstellung als Drehteil ist dagegen vergleichsweise preiswert.
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit einem Druckbegrenzungsventil;
- 2 einen Längsschnitt durch das Druckbegrenzungsventil gemäß 1;
- 3 einen perspektivischen Schnitt durch einen Bereich des Druckbegrenzungsventils gemäß 1;
- 4 einen Schnitt durch ein Halteelement des Druckbegrenzungsventils gemäß 1;
- 5 eine Seitenansicht, eine Ansicht von oben und eine Ansicht von unten des Halteelements gemäß 1;
- 6 eine perspektivische Ansicht, eine Ansicht von oben und eine Ansicht von unten auf das Halteelement nebst einem Ventilelement gemäß 1;
- 7 einen Längsschnitt ähnlich zu 2 durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils;
- 8 zwei perspektivische Ansichten des Halteelements des Druckbegrenzungsventils gemäß 7;
- 9 eine Draufsicht auf das Halteelement nebst Ventilelement gemäß 7;
- 10 einen Längsschnitt ähnlich zu 2 durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils;
- 11 zwei perspektivische Ansichten des Halteelements des Druckbegrenzungsventils gemäß 10;
- 12 eine Draufsicht auf das Halteelement nebst Ventilelement gemäß 10;
- 13 einen Längsschnitt ähnlich zu 2 durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils;
- 14 zwei perspektivische Ansichten des Halteelements des Druckbegrenzungsventils gemäß 13; und
- 15 eine Draufsicht auf das Halteelement nebst Ventilelement gemäß 13.
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In den nachfolgenden Figuren tragen funktionsäquivalente Elemente und Bereiche in unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen.
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In 1 trägt eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe für eine nicht näher dargestellte Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 weist ein insgesamt im Wesentlichen zylindrisches Pumpengehäuse 12 auf, in oder an dem die wesentlichen Komponenten der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 angeordnet sind. So weist die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 ein Einlass-/Mengensteuerventil 14, einen in einem Förderraum 16 angeordneten, durch eine nicht gezeigte Antriebswelle in eine Hin- und Herbewegung versetzbaren Förderkolben 18, ein Auslassventil 20 und ein Druckbegrenzungsventil 22 auf.
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In dem Gehäuse 12 ist ein erster Kanal 24 vorhanden, der sich koaxial zum Förderraum 16 und zum Förderkolben 18 erstreckt und der vom Förderraum 16 zu einem zweiten Kanal in Form einer insgesamt im Wesentlichen zylindrischen Ausnehmung 26 führt, die in einem Winkel von 90° zum ersten Kanal 24 angeordnet ist und in der das Druckbegrenzungsventil 22 aufgenommen ist. Eine Längsachse des Pumpengehäuses 12 trägt in 1 insgesamt das Bezugszeichen 28, eine Längsachse der Ausnehmung 26 das Bezugszeichen 29.
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Im Betrieb wird vom Förderkolben 18, der sich parallel zur Längsachse 28 hin- und herbewegt, bei einem Saughub Kraftstoff - z. B. Benzin oder Dieselkraftstoff - über das Einlass-/Mengensteuerventil 14 in den Förderraum 16 angesaugt. Bei einem Förderhub wird der im Förderraum 16 befindliche Kraftstoff verdichtet und über das Auslassventil 20 beispielsweise in einen Hochdruckbereich 30, beispielsweise zu einer Kraftstoff-Sammelleitung („Rail“) ausgestoßen, wo der Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert ist. Der Hochdruckbereich 30 ist über einen Auslassstutzen 32 mit der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 verbunden. Die Kraftstoffmenge, die bei einem Förderhub ausgestoßen wird, wird dabei durch das elektromagnetisch betätigte Einlass-/Mengensteuerventil 14 eingestellt. Bei einem unzulässigen Überdruck im Hochdruckbereich 30 öffnet das Druckbegrenzungsventil 22, wodurch Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich in den Förderraum 16 strömen kann.
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Das Druckbegrenzungsventil 22 verbindet, wie gesagt, in einem geöffneten Zustand den Hochdruckbereich 30 mit dem Förderraum 16 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10. Dabei öffnet das Druckbegrenzungsventil 22 dann, wenn eine Druckdifferenz zwischen dem auslassseitigen Hochdruckbereich 30 und dem Förderraum 16 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 einen Grenzwert überschreitet. Durch das Druckbegrenzungsventil 22 wird also verhindert, dass der Druck in dem auslassseitigen Hochdruckbereich 30 unzulässig hoch ist.
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2 zeigt einen Schnitt durch das Druckbegrenzungsventil 22 gemäß 1. Zu dem Druckbegrenzungsventil 22 gehört zunächst ein hülsenartiger Ventilkörper 34, der in die Ausnehmung 26 eingepresst ist und in dem ein in Längsrichtung 29 des Ventilkörpers 34 verlaufender stufenförmiger Kanal 36 vorhanden ist. Am in 2 rechten Ende des Kanals 36 ist an dem Ventilkörper 34 ein Ventilsitz 38 ausgebildet, der mit einem Ventilelement 40 in Form einer Ventilkugel zusammenwirkt. Auf der vom Ventilsitz 38 abgewandten Seite des Ventilelements 40 ist ein Halteelement 42 angeordnet.
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Das Halteelement 42 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltet und weist in diesem Ausführungsbeispiel drei Fluidverbindungen 44, eine Anlagefläche 46 und drei Wandungen 48 auf (siehe auch die 5 und 6). Die Wandungen 48 werden durch die jeweilige radial einwärtige Innenseite dreier Fortsätze gebildet, die auf der dem Ventilkörper 34 zugewandten und in 2 linken Seite des Halteelements 42 angeordnet sind. Das Halteelement 42 wird in der Ausnehmung 26 bedingt durch die zylindrische Form des Halteelements 42 im Gleitsitz geradgeführt. Das heißt, das Halteelement 42 bewegt sich geradlinig innerhalb der Ausnehmung 26 und parallel zur Längsachse 29. Durch die Führung des Halteelements 42 in der Ausnehmung 26 kann die radiale Bewegung des Halteelements verhindert oder zumindest reduziert werden. Durch die passgenaue, zylindrische Form des Halteelements 42 wird ein Verkippen des Halteelements 42 bei einer Hin- und Herbewegung in axialer Richtung, also parallel zur Längsachse 29, bei einem Öffnen bzw. Schließen des Druckbegrenzungsventils 22 vermieden oder zumindest reduziert. Das Halteelement 42 wird auch im geschlossenen Zustand des Druckbegrenzungsventils 22 gerade gehalten.
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Zwischen dem Halteelement 42 und dem in 2 rechten Ende der Ausnehmung 26 ist eine als Druckfeder ausgebildete Ventilfeder 50 angeordnet bzw. verspannt. Das Ventilelement 40 wird also mittels der Ventilfeder 50 über das Halteelement 42 zum Ventilsitz 38 hin beaufschlagt. Das Ventilelement 40 wird durch die Anlagefläche 46 und den Ventilsitz 38 relativ zum Halteelement 42 und zur Längsachse 29 zentriert.
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3 zeigt einen Schnitt durch einen perspektivischen Ausschnitt des Druckbegrenzungsventils 22 gemäß 1. Zu sehen sind der Ventilkörper 34, das Ventilelement 40, das Halteelement 42, und ein Ausschnitt der Ventilfeder 50.
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4 zeigt einen Schnitt durch das Halteelement 42 gemäß 1. Hier ist besonders deutlich zu erkennen, dass zwischen der Anlagefläche 46 und den Wandungen 48 ein Winkel von 90° aufgespannt wird.
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5 zeigt eine Seitenansicht, eine Ansicht von oben und eine Ansicht von unten des Halteelements 42 gemäß 1. Hier wird der Verlauf der drei Fluidverbindungen 44 klar veranschaulicht: Die Fluidverbindungen 44 bilden insgesamt einen im wesentlichen ringförmigen Durchlass mit drei Verbindungsrippen (ohne Bezugszeichen), die als Fortsätze in Richtung des Ventilkörpers 34 ausgebildet sind. Die Fortsätze der Verbindungsrippen bilden mit ihrer zur Längsachse 29 zugewandten, also radial einwärtigen Seite (Innenseite) jeweils eine Wandung 48. Die Wandungen 48 bilden mit der axialen Anlagefläche 46 eine Aufnahme 45 für das Ventilelement 40.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht, eine Ansicht von oben und eine Ansicht von unten auf das Halteelement 42 nebst Ventilelement 40 gemäß 1. Die drei Abbildungen veranschaulichen den Sitz des Ventilelements 40 im Halteelement 42 bzw. in der Aufnahme 45. Der Kontakt zwischen dem kugelförmigen Ventilelement 40 und dem Halteelement 42 ist bezüglich der Anlagefläche 46 im wesentlichen punktförmig und bezüglich der Wandungen 48 linienförmig. Durch den linienförmigen bzw. punktförmigen Kontakt zwischen Ventilelement 40 und Halteelements 42 wird eine vergleichsweise direkte „Anbindung“ der Ventilsitze an den Förderraum 16 geschaffen. Eine solche „Anbindung“ führt zu einer vergleichsweise geringen Druckdifferenz über das Halteelement 42 und zu geringeren Kräften, die auf das Halteelement 42 wirken, was schließlich zu einem geringeren Verschleiß des Halteelements 42 führt.
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Durch den Punktkontakt zwischen Ventilelement 40 und Anlagefläche 46 des Halteelements 42 wird die Übertragung von Querkräften/Momenten von dem Halteelement 42 auf das Ventilelement 40 unterbunden oder wenigstens reduziert. Dies führt zu einem wenigstens im wesentlichen querkraft-/momentfreien Ventilsitz und somit zur gleichmäßigen Flächenpressung. Daraus resultiert ein geringerer Verschleiß.
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Des Weiteren wird durch den weitgehenden Punktkontakt zwischen Ventilelement 40 und Anlagefläche 46 des Halteelements 42 die axial druckbeaufschlagte Fläche des Halteelements 42 gering gehalten. Damit werden die hydraulischen Kräfte, die auf das Halteelement 42 wirken, gering gehalten, und somit wird die axiale Bewegung des Halteelements 42 reduziert. Dies führt zu geringerem Verschleiß.
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Die oben beschriebenen Maßnahmen sorgen dafür, dass an den Ventilsitzen ebenfalls die Kavitationserosion reduziert wird. So bewirkt die direktere „Anbindung“ der Ventilsitze an den Förderraum 16 eine Verringerung der Kavitationserosion durch die Dampfentstehung in den Saugphasen in der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10. Die Reduktion der axialen Bewegung des Halteelements 42 (siehe Verschleiß) führt zu weniger Öffnungsvorgängen des Druckbegrenzungsventils 22, was wiederum zur weniger Kavitationserosion führt. Die Reduktion der radialen Bewegung des Halteelements 42 und die Unterbindung von Querkräften/Momenten auf das Ventilelement 40 führen zu einer vergleichsweise gleichmäßigen Flächenpressung und somit zu weniger Öffnungsvorgängen des Druckbegrenzungsventils 22 und somit ebenfalls zu weniger Kavitationserosion.
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Das Halteelement 42 kann beispielsweise als Bauteil in einem Metallpulverspritzguss (MIM) Verfahren hergestellt werden.
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7 zeigt einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils 22. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorhergehenden dadurch, dass das Halteelement 42 auf seiner der Ventilfeder 50 zugewandten Seite drei Fortsätze 52 aufweist. Diese dienen zumindest teilweise als Führung für die Ventilfeder 50. Des Weiteren weist das Druckbegrenzungsventil 22 ein Ventilfederführungselement 54 auf. Durch das Ventilfederführungselement 54 wird die Ventilfeder 50 zumindest teilweise in axialer Richtung, also parallel zur Längsrichtung 29, geführt. Die Ventilfeder 50 wird somit zumindest teilweise von den Fortsätzen 52 und dem Ventilfederführungselement 54 axial geradgeführt. Dadurch können unerwünschte Schwingungen der Ventilfeder 50 in radialer Richtung vermieden oder zumindest reduziert werden.
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Die beiden perspektivischen Ansichten des Halteelements 42 in 8 sowie die Draufsicht des Halteelements 42 nebst Ventilelement 40 in 9 veranschaulichen das Halteelement 42 gemäß dem Ausführungsbeispiel aus 7.
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10 zeigt einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils 22. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorhergehenden dadurch, dass die Fluidverbindungen 44 als das Halteelement 42 durchdringende Bohrungen ausgestaltet sind, die axial, also parallel zur Längsrichtung 29, verlaufen. Es ist daher möglich, dieses Halteelement 42 als Drehteil mittels einer Drehmaschine herzustellen. Zudem weist das Halteelement 42 drei Fortsätze 52, die im Vergleich zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils 22 etwas länger ausgestaltet sind, auf. Daraus resultiert eine bessere Führung der Ventilfeder 50 im Bereich des in 10 linken Ende der Ventilfeder 50.
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Die beiden perspektivischen Ansichten des Halteelements 42 in 11 sowie die Draufsicht des Halteelements 42 nebst Ventilelement 40 in 12 veranschaulichen das Halteelement 42 gemäß dem Ausführungsbeispiel aus 10.
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13 zeigt einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils 22. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorhergehenden dadurch, dass das Halteelement 42 als Drehteil mit tiefengesetztem Ventilelement 40 ausgestaltet ist. Hier werden die Wandungen 48 nicht wie in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen durch Fortsätze realisiert, sondern durch eine zentrische sphärische und zum kugelförmigen Ventilelement 40 im wesentlichen komplementäre Ausnehmung. Des Weiteren weist das Druckbegrenzungsventil 22 kein Ventilfederführungselement 54 auf.
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Es ist selbstverständlich, dass ein als Drehteil beschriebenes Halteelement 42 auch mit einem anderen Verfahren, z. B. Metallpulverspritzguss (MIM), hergestellt werden kann.
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Die beiden perspektivischen Ansichten des Halteelements 42 in 14 sowie die Draufsicht des Halteelements 42 nebst Ventilelement 40 in 15 veranschaulichen das Halteelement 42 gemäß dem Ausführungsbeispiel aus 13.
