DE102019217684A1 - High pressure fuel pump for a fuel system of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Kraftstoff-Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine, mit einem Pumpengehäuse, einem in dem Pumpengehäuse angeordneten Auslass-Rückschlagventil (20), wobei das Auslass-Rückschlagventil (20) ein Ventilsitzelement (30), ein Ventilelement (32), ein Anschlagelement (34) für das Ventilelement (32) und eine Mehrzahl von sich in einer axialen Richtung erstreckenden und in Umfangsrichtung gesehen voneinander beabstandeten Führungsstegen (56) umfasst, die das Ventilelement (32) in radialer Richtung führen und die entweder einstückig mit dem Ventilsitzelement (30) oder einstückig mit dem Anschlagelement (34) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Führungsstege (56) am vom Ventilsitzelement (30) oder vom Anschlagelement (34) abragenden Ende durch einen Verbindungsabschnitt (60) miteinander verbunden sind.High-pressure fuel pump for a fuel system of an internal combustion engine, with a pump housing, an outlet check valve (20) arranged in the pump housing, the outlet check valve (20) having a valve seat element (30), a valve element (32), a stop element (34) for the valve element (32) and a plurality of guide webs (56) which extend in an axial direction and are spaced apart from one another as seen in the circumferential direction, which guide the valve element (32) in the radial direction and which are either in one piece with the valve seat element (30) or in one piece are formed with the stop element (34), characterized in that adjacent guide webs (56) are connected to one another by a connecting section (60) at the end protruding from the valve seat element (30) or from the stop element (34).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a high-pressure fuel pump for a fuel system of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Beispielsweise aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem wird durch eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.The problem on which the invention is based is solved by a high-pressure fuel pump having the features of claim 1. Advantageous further developments of the invention are specified in the subclaims.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass beim Einpressen des Auslassventils in einen Auslasskanal die Führungsstege mit dem abragenden Ende axial zwar auf das gegenüberliegende Teil gedrückt werden. Durch fertigungsbedingte Maßabweichungen in der Länge der Führungsstege kann es jedoch dazu kommen, dass einzelne Führungsstege keinen Kontakt mit dem gegenüberliegenden Teil haben. Dadurch ist es möglich, dass diese Führungsstege „frei schwingen“, wodurch deren Dauerfestigkeit beeinträchtigt wird. Darüber hinaus kann es durch radiale Bewegungen des Ventilelements zu weiteren Belastungen kommen, die die Dauerfestigkeit der Führungsstege beeinträchtigen können. Dem wird erfindungsgemäß dadurch begegnet, dass die Steifigkeit der Führungsstege auf sehr einfache Art und Weise erhöht wird.According to the invention, it was recognized that when the outlet valve is pressed into an outlet channel, the guide webs with the protruding end are pressed axially onto the opposite part. However, due to manufacturing-related dimensional deviations in the length of the guide bars, it can happen that individual guide bars have no contact with the opposite part. This makes it possible for these guide webs to “swing freely”, which affects their fatigue strength. In addition, radial movements of the valve element can lead to further loads that can impair the fatigue strength of the guide webs. According to the invention, this is countered by increasing the rigidity of the guide webs in a very simple manner.
Konkret wird eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen. Dabei kann es sich sowohl um ein Diesel-Kraftstoffsystem als auch um ein Benzin-Kraftstoffsystem handeln. Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe dient dazu, den Kraftstoff auf einen sehr hohen Druck zu verdichten und in einen Hochdruckbereich zu fördern, von wo er mittels Injektoren direkt in Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Bei der Kraftstoff-Hochdruckpumpe handelt es sich üblicherweise um eine Kolbenpumpe. Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe umfasst ein Pumpengehäuse und ein in dem Pumpengehäuse angeordnetes Auslass-Rückschlagventil. Das Pumpengehäuse kann eine insgesamt im wesentlichen zylindrische Form aufweisen, und das Auslass-Rückschlagventil kann ein federbelastetes Kugelventil sein.Specifically, a high-pressure fuel pump for a fuel system of an internal combustion engine is proposed. This can be either a diesel fuel system or a gasoline fuel system. The high pressure fuel pump is used to compress the fuel to a very high pressure and to deliver it to a high pressure area, from where it is injected directly into the combustion chambers of the internal combustion engine by means of injectors. The high-pressure fuel pump is usually a piston pump. The high-pressure fuel pump comprises a pump housing and an outlet check valve arranged in the pump housing. The pump housing can be generally cylindrical in shape and the outlet check valve can be a spring-loaded ball valve.
Hierzu verfügt das Auslass-Rückschlagventil über ein Ventilsitzelement, ein Ventilelement und ein Anschlagelement für das Ventilelement. Am Ventilsitzelement ist ein Ventilsitz vorhanden, gegen den das Ventilelement im geschlossenen Zustand beaufschlagt wird. Das Anschlagelement kann vom Ventilsitzelement in Öffnungsrichtung gesehen „hinter“ dem Ventilelement angeordnet sein, so dass es den Öffnungsweg des Ventilelements begrenzt. Das Auslass-Rückschlagventil kann in einen Auslasskanal der Kraftstoff-Hochdruckpumpe eingesetzt bzw. in diesen eingepresst sein. Hierzu können das Ventilsitzelement und/oder das Anschlagelement wenigstens abschnittsweise über eine kreiszylindrische Außenkontur verfügen. Das Ventilsitzelement und/oder das Anschlagelement können mittels Metallspritzguss hergestellt sein.For this purpose, the outlet check valve has a valve seat element, a valve element and a stop element for the valve element. A valve seat is provided on the valve seat element, against which the valve element is acted upon in the closed state. The stop element can be arranged “behind” the valve element as seen in the opening direction of the valve seat element, so that it limits the opening path of the valve element. The outlet check valve can be inserted into or pressed into an outlet channel of the high-pressure fuel pump. For this purpose, the valve seat element and / or the stop element can have a circular cylindrical outer contour, at least in sections. The valve seat element and / or the stop element can be produced by means of metal injection molding.
Zu dem Auslass-Rückschlagventil gehört auch eine Mehrzahl von sich in einer axialen Richtung erstreckenden und in Umfangsrichtung gesehen voneinander beabstandeten Führungsstegen, die das Ventilelement in radialer Richtung führen und die entweder einstückig mit dem Ventilsitzelement oder einstückig mit dem Anschlagelement ausgebildet sind. Die oben erwähnte Erhöhung der Steifigkeit wird dadurch erreicht, dass benachbarte Führungsstege am vom Ventilsitzelement oder vom Anschlagelement abragenden Ende durch einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. Dabei ist die Ortsangabe „am abragenden Ende“ weit zu verstehen in dem Sinne, dass sie auch eine Anordnung eines Verbindungsabschnitts beinhaltet, die einen gewissen Abstand von einer Stirnfläche des abragenden Ende des eines Führungsstegs hat. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wirken Belastungen nicht mehr auf einzelne Führungsstege, sondern auf den Verbund der miteinander verbundenen Führungsstege, wodurch die Belastbarkeit erhöht wird.The outlet check valve also includes a plurality of guide webs extending in an axial direction and spaced apart from one another in the circumferential direction, which guide the valve element in the radial direction and which are either formed in one piece with the valve seat element or in one piece with the stop element. The above-mentioned increase in rigidity is achieved in that adjacent guide webs are connected to one another by a connecting section at the end protruding from the valve seat element or from the stop element. The location specification “at the protruding end” is to be understood broadly in the sense that it also includes an arrangement of a connecting section which is at a certain distance from an end face of the protruding end of a guide web. As a result of the measure according to the invention, loads no longer act on individual guide webs, but on the composite of the interconnected guide webs, which increases the load capacity.
Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass der Verbindungsabschnitt einstückig an die benachbarten Führungsstege angeformt ist. Dies erleichtert die Herstellung und führt zu einer optimalen Dauerfestigkeit.In a further development, it is proposed that the connecting section be formed in one piece on the adjacent guide webs. This makes production easier and leads to optimum fatigue strength.
Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Verbindungsabschnitte einen umlaufenden geschlossenen Ring bilden. Dies ist konstruktiv optimal und sorgt für eine maximale Festigkeit. Dabei ist anzumerken, dass der Ring auch aus einzelnen geraden Segmenten bestehen kann, solange diese die Bewegung des Ventilelements in axialer Richtung nicht behindern.In a further development, it is proposed that the connecting sections form a continuous, closed ring. This is structurally optimal and ensures maximum strength. It should be noted that the ring can also consist of individual straight segments, as long as these do not hinder the movement of the valve element in the axial direction.
Bei einer Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass der Ring kreisförmig ist. Hierdurch werden sowohl die Kraftstoffströmung als auch die Bewegung des Ventilelements in axialer Richtung am wenigsten beeinträchtigt.In a further development of this, it is proposed that the ring be circular. As a result, both the fuel flow and the movement of the valve element in the axial direction are least affected.
Bei einer Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass ein Innendurchmesser des Rings größer ist als ein Innendurchmesser der Führungsstege. Durch diese Weiterbildung wird eine ungehinderte Bewegung des Ventilelements sichergestellt.In a further development of this, it is proposed that an inner diameter of the ring is greater than an inner diameter of the guide webs. This development ensures an unimpeded movement of the valve element.
Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt mindestens eines Verbindungsabschnitts trapezförmig ist. Dies erleichtert die Herstellung, beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren, und sorgt für eine optimale Steifigkeit in radialer Richtung bei gleichzeitig geringer Erstreckung in axialer Richtung.In a further development, it is proposed that a cross section of at least one connecting section is trapezoidal. This facilitates production, for example by means of an injection molding process, and ensures optimum rigidity in the radial direction with, at the same time, a small extension in the axial direction.
Bei einer Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass die Kanten des Trapezes abgerundet sind. Auf diese Weise wird die Dauerfestigkeit nochmals erhöht, da Spannungsspitzen vermieden werden.In a further development of this, it is proposed that the edges of the trapezoid be rounded. In this way, the fatigue strength is increased again, since voltage peaks are avoided.
Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass mindestens ein Verbindungsabschnitt einen Anschlag zum Ventilsitzelement (wenn die Führungsstege an das Anschlagelement angeformt sind) oder zum Anschlagelement (wenn die Führungsstege an das Ventilsitzelement angeformt sind) hin bildet. Der Verbindungsabschnitt trägt somit zur Erhöhung der Anschlagfläche zum gegenüberliegenden Element bei, wodurch die Steifigkeit nochmals erhöht wird.In a further development, it is proposed that at least one connecting section forms a stop to the valve seat element (if the guide webs are molded onto the stop element) or to the stop element (if the guide webs are molded onto the valve seat element). The connecting section thus contributes to increasing the stop surface to the opposite element, whereby the rigidity is increased again.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1 einen teilweisen Schnitt durch eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit einem Auslass-Rückschlagventil; -
2 eine perspektivische explodierte Darstellung des Auslass-Rückschlagventils von1 ; -
3 eine perspektivische explodierte Darstellung eines Anschlagelements des Auslass-Rückschlagventils von1 ; und -
4 eine Schnittdarstellung des Auslass-Rückschlagventils von1 .
-
1 a partial section through a high-pressure fuel pump with an outlet check valve; -
2 FIG. 13 is a perspective exploded view of the outlet check valve of FIG1 ; -
3 FIG. 8 is a perspective exploded view of a stop element of the outlet check valve of FIG1 ; and -
4th FIG. 3 is a cross-sectional view of the outlet check valve of FIG1 .
Eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe trägt in
Hydraulisch parallel zu dem Auslass-Rückschlagventil
Nun wird die Ausgestaltung des Auslass-Rückschlagventils
Das Ventilsitzelement
Sowohl der Einführabschnitt
Radial außen sind auf dem Mantelabschnitt
Die radiale Innenseite der Führungsstege
Insbesondere aus
In den Figuren ist jene Ausführungsform gezeigt, bei der die Führungsstege
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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