DE112005002871T5

DE112005002871T5 - Druckregler mit keramischem Ventilelement

Info

Publication number: DE112005002871T5
Application number: DE112005002871T
Authority: DE
Inventors: Dawn M. Etheridge; James Russell Morris; James Archie Wynn Jun.
Original assignee: Siemens VDO Automotive Corp
Current assignee: Continental Automotive Systems Inc
Priority date: 2004-12-01
Filing date: 2005-12-01
Publication date: 2007-10-18
Also published as: KR20070086392A; WO2006060517A1; JP2008522099A; KR100902449B1

Abstract

Durchfluss-Druckregler, welcher Folgendes umfasst:
a) ein unteres Gehäuse mit einem Kraftstoffeinlass, wobei ein Kraftstoffstrom durch den Kraftstoffeinlass über eine Kraftstoffkammer in Verbindung mit einer Ventilbaugruppe steht;
b) wobei die Ventilbaugruppe eine Kraftstoffkammer und ein unteres Ventilelement umfasst, in dem eine Mehrzahl von Kraftstoffkanälen in einem Abstand zueinander rund um einen oberen Teil des unteren Ventilelements herum angeordnet sind, um den Kraftstoffstrom in das untere Gehäuse zu leiten;
c) wobei die Ventilbaugruppe den Kraftstoffstrom durch das untere Gehäuse zu einem Kraftstoffauslass reguliert, in dem ein keramisches Ventilelement in einer geschlossenen Position auf einem Ventilsitz aufsitzt, um den Durchfluss von Kraftstoff von der Kraftstoffkammer zum Kraftstoffauslass zu verhindern;
d) ein Ventilvorspannelement zum Vorspannen des keramischen Ventilelements in Richtung zur Kraftstoffkammer entgegen dem Druck, der durch den Kraftstoff in der Kraftstoffkammer auf das Ventilelement ausgeübt wird; und
e) eine Kraftstoffabdeckung, um den Kraftstoffstrom von dem Ventilvorspannelement zum Kraftstoffauslass...

Description

Querverweisung auf verwandte Patentanmeldungen
Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht Vorrang vor der anhängigen vorläufigen US-amerikanischen Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 60/632.094 (Aktenzeichen/Attorney Docket No. 2004P20208U5), die am 1. Dezember 2004 eingereicht wurde und die durch diesen Verweis als in ihrer Gesamtheit hierin eingebunden gilt. Die vorliegende Patentanmeldung ist eine teilweise Fortsetzung der US-amerikanischen Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 10/997.654 (Aktenzeichen/Attorney Docket No. 2004P13150US), die am 24. November 2004 eingereicht wurde und die durch diesen Verweis als in ihrer Gesamtheit hierin eingebunden gilt.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Druckreglervorrichtungen im Allgemeinen und spezieller eine Druckreglervorrichtung, welche eine Ventilbaugruppe enthält, die ein keramisches Ventilelement enthält und die in Kraftstoffsystemen von Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommt.
Hintergrund
In den meisten modernen Kraftstoffsystemen für Kraftfahrzeuge kommen Kraftstoffeinspritzventile zum Einsatz, um Kraftstoff zur Verbrennung an die Zylinder des Motors bereitzustellen. Die Kraftstoffeinspritzventile sind an einem Kraftstoffverteiler angebracht, in den Kraftstoff mithilfe einer Pumpe gefördert wird. Der Druck, mit dem der Kraftstoff in den Kraftstoffverteiler gefördert wird, muss dosiert werden, um den ordnungsgemäßen Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils sicherzustellen. Dieses Dosieren erfolgt mithilfe von Druckreglern, die den Druck des Kraftstoffs im System in allen Drehzahlbereichen des Motors regulieren.
In den meisten Druckreglerventilen kommen ein oberes Ventilelement, das aus nicht rostendem Stahl oder einem anderen Metallmaterial hergestellt ist, sowie ein unteres Ventilelement oder ein Ventilsitz, das/der aus nicht rostendem Stahl oder einem anderen Metallmaterial hergestellt ist, zum Einsatz. Wenn das Ventil geöffnet ist, wird das Ventilelement von dem Ventilsitz abgehoben und kann zittern, sodass es mit dem Ventilsitz in Kontakt gerät. Wenn sich das Ventil schließt, fällt das Ventilelement auf den Ventilsitz. Ein Ventilelement aus einem hochdichten Metall besitzt das Potenzial, die Dichtfläche des Ventilsitzes zu verschleißen, was auch als Haftverschleiß bezeichnet wird. Dieser Verschleiß kann darauf zurückgeführt werden, dass das Ventilelement auf den Ventilsitz auftrifft und es zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz zu Haftverschleiß kommt.
Prägen ist ein bevorzugtes Verfahren zum Verbessern der Dichtfläche an dem Ventilsitz. Eine Metallkugel oder das Ventilelement wird dazu verwendet, den Ventilsitz aus Metall zu prägen. Bei diesem Verfahren kann während des Prägevorgangs Haftverschleiß auftreten.
Wenn der Young-Modulus des Ventilelements und des Ventilsitzes ähnlich ist, können sich beide Teile während des Prägevorgangs in ähnlichem Maß verformen. Dies kann in einer unzureichenden Leckdichtigkeit resultieren.
In der Technik bekannte Druckregler verwenden außerdem ein Ventilvorspannelement, welches gegen einen Ventilsitz mit einem längslaufenden Durchflusskanal vorgespannt ist. Bei niedrigen Kraftstoffdrücken ist der Ventilsitz in eine geschlossene Position vorgespannt, um den Durchfluss von Kraftstoff durch den Druckregler zu verhindern. Sowie sich Druck im System aufbaut, überwindet der Druck gegen den Ventilsitz die Vorspannkraft des Ventilvorspannelements, sodass Kraftstoff durch den Ventilsitz fließen kann, wodurch der Kraftstoffdruck im System reguliert wird.
Zwar haben sich derartige Druckregler als zufrieden stellend erwiesen, jedoch erfordern sie eine erhebliche Anzahl von Einzelteilen. In dem fortgesetzten Bemühen, die Material- und die Fertigungskosten für Kraftstoffdruckregler zu senken sowie unzureichende Leckdichtigkeit möglichst auszuschließen, besteht ein Bedarf, einen Kraftstoffdruckregler zu entwickeln, der eine kompakte Bauform und eine verringerte Anzahl von Einzelteilen aufweist.
Es besteht daher die Überzeugung, dass ein Bedarf existiert, einen Druckregler bereitzustellen, mit dem die Nachteile der bekannten Druckregler überwunden werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Durchfluss-Druckregler bereitgestellt, der Folgendes umfasst:
ein unteres Gehäuse mit einem Kraftstoffeinlass, wobei ein Kraftstoffstrom durch den Kraftstoffeinlass über eine Kraftstoffkammer in Verbindung mit einer Ventilbaugruppe steht;
wobei die Ventilbaugruppe den Kraftstoffstrom durch das untere Gehäuse zu einem Kraftstoffauslass reguliert, in dem ein Ventilelement in einer geschlossenen Position auf einem Ventilsitz aufsitzt, um den Durchfluss von Kraftstoff von der Kraftstoffkammer zum Kraftstoffauslass zu verhindern; ein Ventilvorspannelement zum Vorspannen des Ventilelements in Richtung zur Kraftstoffkammer entgegen dem Druck, der durch den Kraftstoff in der Kraftstoffkammer auf das Ventilelement ausgeübt wird; und eine Kraftstoffabdeckung, um den Kraftstoffstrom von dem Ventilvorspannelement zum Kraftstoffauslass zu leiten.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Ventilvorspannelement für einen Durchfluss-Druckregler Folgendes: eine flache Scheibe, wobei die flache Scheibe in einer unveränderlichen relativen Position an einem unteren Gehäuse befestigt ist; und einen Kraftstoffstrom, der in Verbindung mit der flachen Scheibe steht, um den Durchfluss von Kraftstoff von einem Kraftstoffeinlass zu einem Kraftstoffauslass zu regulieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verringern der Geräuschentwicklung in einem Durchfluss-Druckregler bereitgestellt, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
Bereitstellen eines Kraftstoffkanals für einen Kraftstoffstrom von einem Kraftstoffeinlass zu einem Kraftstoffauslass, wobei ein Ventilelement den Durchfluss von Kraftstoff durch den Kraftstoffkanal verhindert; und Herstellen einer Verbindung des Kraftstoffstroms mit einem Ventilvorspannelement während des Durchfließens durch den Kraftstoffkanal.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Geräusch- und Fließeigenschaften eines Kraftstoffdruckreglers unter Verzicht auf zusätzliche Einzelteile bereitzustellen.
Es ist außerdem eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Material- und Fertigungskosten für Kraftstoffdruckregler zu senken.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Ventilbaugruppe.
2 zeigt eine Schnittansicht der Ventilbaugruppe mit dem oberen Ventilelement in der geöffneten Position.
3 zeigt eine Schnittansicht eines Durchfluss-Druckreglers, der ein Ventilvorspannelement enthält.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Durchfluss-Druckreglers, der ein Ventilvorspannelement enthält.
5 zeigt eine Draufsicht des Ventilvorspannelements.
6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kraftstoffabdeckung.
7 zeigt eine Draufsicht einer alternativen Ausführungsform des Ventilvorspannelements mit drei Kontaktpunkten.
8 zeigt eine Draufsicht einer alternativen spiralförmigen Ausführungsform des Ventilvorspannelements.
Ausführliche Beschreibung
Die 1, 2 und 3 veranschaulichen einen Durchfluss-Druckregler 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Durchfluss-Druckregler 10 umfasst ein unteres Gehäuse 20, welches ein Kraftstoffrohr 30 enthält. In dem Kraftstoffrohr 30 ist eine Kraftstoffkammer 40 enthalten, die von allgemein zylindrischer Form ist und die den Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe (nicht dargestellt) in den Durchfluss-Druckregler 10 kanalisiert. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Kraftstoffrohr 30 aus nicht rostendem Stahl hergestellt. Der Kraftstoff fließt zunächst durch einen Kraftstofffilter 50 in die Kraftstoffkammer 40. Der Kraftstofffilter 50, allgemein von kreisartiger Form, ist rund um den unteren Teil des Kraftstoffrohrs 30 und anstoßend an einen O-Ring 60 angeordnet. Der O-Ring 60 ist unterhalb des unteren Gehäuses 20 angeordnet, um dieses abzudichten und jegliches Austreten von Kraftstoff in andere Teile des Systems zu verhindern. Der O-Ring 60 ist aus einem Elastomer-Material gefertigt und allgemein von ringartiger Form. Fachleute auf diesem Gebiet der Technik können unter Umständen entscheiden, keinen O-Ring 60 zu verwenden.
Der Durchfluss-Druckregler 10 beinhaltet auch einen Ventilsitz 70, der mit dem Ventilelement 80 zusammenwirkt, welches beweglich zwischen einer geschlossenen und einer geöffneten Position angeordnet ist. In der geschlossenen Position liegt das Ventilelement 80 dichtend an der Anlagefläche des Ventilsitzes 70 an und verhindert, dass Kraftstoff durch den Ventilsitz 70 hindurchfließt. Das Ventilelement 80 wird durch das Ventilvorspannelement 90 in die geschlossene Position vorgespannt. Das Ventilvorspannelement 90 wird durch das untere Gehäuse 20 in Position gehalten, welches über die Außenkante des Ventilvorspannelements 90 geklemmt ist. Der Fachmann auf diesem Gebiet der Technik kann wahlweise das Ventilvorspannelement 90 an dem unteren Gehäuse 20 auch durch eine Schweißnaht oder eine Klammer befestigen. Mit Druck beaufschlagter Kraftstoff fließt durch die und sammelt sich in der Kraftstoffkammer 40, bis der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff die untere Fläche des Ventilelements 80 berührt. Daraufhin hebt der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff das Ventilelement 80 von dem Ventilsitz 70 ab in eine geöffnete Position. Der Kraftstoff fließt durch den Ventilsitz 70 hindurch. Bei der Fertigung des Ventilsitzes 70 wird die Dichtfläche geprägt, um eine glatte Dichtung zwischen dem Ventilelement 80 und dem Ventilsitz 70 sicherzustellen.
Nachdem der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff abgegeben wurde, wird das Ventilelement 80 durch das Ventilvorspannelement 90 wieder in die geschlossene Position zurückgedrückt. Das Ventilvorspannelement 90 dient dazu, das Ventilelement 80 des Durchfluss-Druckreglers 10 bei einer vorab festgelegten Höhe des Drucks, die sich nach dem gewünschten Druck gemäß der Spezifikation des Durchfluss-Druckreglers 10 richtet, in einer geschlossenen Position zu halten.
In der bevorzugten Ausführungsform ist das Ventilelement 80 als Kugel und frei schwebend ausgebildet. Das Ventilelement 80 ist aus einem Keramikmaterial hergestellt, welches aus Aluminiumoxid besteht, um Haftverschleiß während des Prägevorgangs zu verhindern und den Verschleiß des Ventilsitzes zu verringern. Das Ventilelement 80 ist einsetzbar in Umgebungen mit Verschleiß, Hitze und Korrosion und behält seine Dimensionsstabilität bei Temperaturen bis zu 2000 Grad F (ca. 1100°C). Das Ventilelement 80 wird nicht von anderen Bauteilen des Durchfluss-Druckreglers 10 gehalten und befindet sich somit nicht in einem dauerhaften Kontakt mit dem Ventilvorspannelement 90. Das Ventilelement 80 kann sich frei sowohl axial als auch radial bewegen, wenn es von dem Ventilsitz 70 abgehoben wird. Das Ventilvorspannelement 90 ist an der oberen Fläche des Ventilelements 80 angeordnet, um die Bewegung des Ventilelements 80 in einer axialen Richtung weg von dem Ventilsitz 70 zu unterstützen. Wenn der Druck des eingelassenen Kraftstoffs größer ist als die Kraft, die von dem Ventilvorspannelement 90 ausgeübt wird, drückt der Kraftstoff das Ventilelement 80 in axialer Richtung nach oben und wird das Ventilelement 80 von dem Ventilsitz 70 abgehoben. Kraftstoff fließt durch den Durchfluss-Druckregler 10 hindurch, bis der Druck des Ventilvorspannelements 90 groß genug ist, um das Ventilelement 80 wieder auf den Ventilsitz 70 zu drücken und dadurch die Öffnung im Ventilsitz 70 zu verschließen. Der Fachmann auf diesem Gebiet der Technik kann sich unter Umständen auch für andere Formen für das Ventilelement 80 entscheiden, beispielsweise etwa eine abgestumpfte Kugel- oder Kegelform. Außerdem kann der Fachmann auf diesem Gebiet der Technik sich dafür entscheiden, das Ventilelement 80 an das Ventilvorspannelement 90 anzuschweißen.
Es wird nun Bezug genommen auf die 3, 4 und 5; die Geometrie des Ventilvorspannelements 90 stellt die Kraft bereit, um das Ventilelement 80 zu schließen und die Öffnung des Ventilsitzes 70 zu dichten. Das Ventilvorspannelement 90 liefert auch die Federkonstante, die notwendig ist, um den Kraftstoffdruck im System zu regulieren. Die Geometrie des Ventilvorspannelements 90 besteht aus mindestens zwei koaxialen konzentrischen Ringen 100 und 110, die durch mindestens einen Steg 120 zusammengehalten werden. Die bevorzugte Form des Ventilvorspannelements ist ringförmig, jedoch kann der Fachmann auf diesem Gebiet der Technik auch andere Formen, etwa oval, wählen. Aus dieser Geometrie sind symmetrische Schlitzöffnungen 130 ausgebildet. In der bevorzugten Ausführungsform sind die symmetrischen Schlitzöffnungen 130 bogenförmig. Der Fachmann auf diesem Gebiet der Technik kann jedoch auch eine symmetrische Schlitzöffnung 130 in Kreis-, Röhren-, Dreiecks- oder Winkelform wählen. Jeder konzentrische Ring 110 besitzt eine Halbmesser-Länge, die verwendet wird, um die Federkonstante nach dem Hooke'schen Gesetz zu berechnen. Die effektive Halbmesser-Länge ist definiert als die Gesamtlänge des Ventilvorspannelements 90. Änderungen der Halbmesser-Länge bei konstant bleibenden sonstigen Faktoren führen zu Veränderungen der Leistungskriterien. Gleichzeitig trifft das Fluid, das durch das Ventilvorspannelement fließt, auf größeren Widerstand, wenn der offene Bereich der symmetrischen Schlitzöffnungen 130 verringert wird, wobei das Verhältnis von Flächenbereich zu offenem Bereich erhöht wird. Dementsprechend wird durch Vergrößern der effektiven Halbmesser-Länge des Ventilvorspannelements 90 und Verringern der offenen Bereiche der inneren symmetrischen Schlitzöffnungen 130 auf eine Länge, die größer ist als der Radius des größten Rings, die Federkonstante verringert, wodurch das Ventilvorspannelement 90 weniger steif wird. Der Steg 120 verbindet den ersten Ring 100 mit dem nächstgelegenen benachbarten Ring 110 in einer netzartigen Art und Weise. Der Steg 120 vergrößert die effektive Länge der Halbmesser des Ventilvorspannelements 90, wodurch wünschenswerte Federkonstanten für den Durchfluss-Druckregler 10 erzielt werden.
Das Ventilvorspannelement 90 legt eine ausgewogene Kraft an das Ventilelement 80 an, die es dem Ventilelement 80 erlaubt, sich ohne jegliche Vorspannung gerade in einer aufrechten Weise zu heben. Die symmetrischen Schlitzöffnungen 130 dienen als homogener Diffusor, um den Kraftstoffstrom von der Öffnung des Ventilsitzes 70 in verschiedene Richtungen zu leiten. Die symmetrischen Schlitzöffnungen 130 verteilen den Kraftstoffstrom mit verbesserten Fließeigenschaften und geringerer Geräuschentwicklung.
Die mittige Öffnung 140 des Ventilvorspannelements 90 befindet sich vorzugsweise mittig in dem unteren Gehäuse 20 und an der zentralen Achse des Ventilsitzes 70. In der bevorzugten Ausführungsform stellt die mittige Öffnung 140 einen Dreipunkt-Kontakt mit dem Ventilelement 80 bereit. Der Fachmann auf diesem Gebiet der Technik kann das Ventilvorspannelement 90 mit dem Ventilelement 80 über weniger oder mehr als drei Bezugspunkte in Kontakt bringen. Dieses Merkmal zentriert das Ventilelement 80 und erzielt eine niedrige Flusslinearität des Durchfluss-Druckreglers 10, was zu einer Regulierung bei einem niedrigen Fluss bei dem richtigen Druck führt. Mit der vorliegenden Erfindung gibt es kein Problem mit der Ausrichtung des Ventilelements am Ventilsitz, daher ist eine frei schwebende Konstruktion des Ventilelements 80, für die üblicherweise ein zusätzliches Einzelteil benötigt wird und die in anderen Reglerkonstruktionen gängig ist, hier nicht erforderlich. Der Fachmann auf diesem Gebiet der Technik kann zulassen, dass das Ventilelement 80 in einer radialen Richtung frei schwebt, indem er den Durchmesser der mittigen Öffnung 140 des Ventilvorspannelements 90 verringert oder ganz auf diese verzichtet.
Es wird nun Bezug genommen auf die 3 und 6; der Durchfluss-Druckregler 10 umfasst auch eine Kraftstoffabdeckung 150. Die Kraftstoffabdeckung 150 ist aus einem Kunststoffmaterial gegossen und beherbergt allgemein den Durchfluss-Druckregler 10. Die Kraftstoffabdeckung 150 beinhaltet den Kraftstoffkanal 160, um den Kraftstoffstrom von dem Ventilvorspannelement 90 zum Kraftstoffauslass 170 zu leiten und umzulenken. Der Kraftstoffauslass 170 ist allgemein kreisförmig und an der äußeren Kante der Kraftstoffabdeckung 150 angeordnet. Die Kraftstoffabdeckung 150 beinhaltet außerdem mindestens einen Schnappmechanismus 180, der das Anbringen an dem Durchfluss-Druckregler 10 erleichtert. Der Schnappmechanismus 180 kann direkt in die Kraftstoffabdeckung 150 eingegossen sein als eine integrierte Klammer. Hierdurch werden keine separaten Klammerbefestigungen benötigt. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Schnappmechanismus 180 eine Lasche, die als Klammer dient und den Durchfluss-Druckregler 10 an seinem Platz festhält. Ein Fachmann auf diesem Gebiet der Technik kann sich dafür entscheiden, die Kraftstoffabdeckung 150 an dem Durchfluss-Druckregler 10 nicht anzubringen und den Durchfluss-Druckregler 10 ohne die Kraftstoffabdeckung 150 zu verwenden. Die Kraftstoffabdeckung 150 sorgt außerdem dafür, dass das Ventilvorspannelement 90 zu jeder Zeit während des Durchfließens von Kraftstoff vollständig in den Kraftstoff eingetaucht ist, wodurch die Lebensdauer des Ventilvorspannelements 90 verlängert wird und gleichzeitig von dem Ventilvorspannelement 90 verursachte Vibrationsgeräusche gedämpft werden. Nachdem er das Ventilvorspannelement 90 verlassen hat, sammelt sich der Kraftstoff in der Kammer 190 der Kraftstoffabdeckung oberhalb des Ventilvorspannelements 90, steigt über die innere Wand 200 und fließt dann zum Kraftstoffauslass 170. Durch diesen Prozess tritt der Kraftstoff in einem kontrollierten Strom aus und verteilt sich nicht in verschiedene Richtungen. Ähnlich ist durch das vollständige Eintauchen des Ventilvorspannelements 90 in den Kraftstoff sichergestellt, dass sich Kraftstoff sowohl am oberen Teil als auch am unteren Teil des Ventilvorspannelements 90 befindet. Das Eintauchen des Ventilvorspannelements 90 in den Kraftstoff gewährleistet außerdem, dass der Kraftstoff nicht mit Luft vermischt wird, was folglich die Geräuschentwicklung im Durchfluss-Druckregler 10 verringert. Und schließlich schützt die Kraftstoffabdeckung 150 das Ventilvorspannelement 90 während des Transports und der Handhabung.
Die 7 und 8 zeigen alternative Ausführungsformen des Ventilvorspannelements 90. Bei diesen Ausführungsformen sind die verschiedenen Bestandteile des Durchfluss-Druckreglers 10 sämtlich identisch mit Ausnahme des Ventilvorspannelements 90. In 7 besteht die Geometrie des Ventilvorspannelements 90 in einer flachen Scheibe, die eine Öffnung 140 mit mindestens drei Kontaktpunkten ohne konzentrische Ringgeometrie aufweist. In 8 besteht die Geometrie des Ventilvorspannelements 90 in einer flachen Scheibe mit einer Spiralform, die eine mittige Öffnung 140 aufweist.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf bestimmte Ausführungsformen offenbart wurde, sind zahlreiche Modifikationen, Varianten oder Änderungen der beschriebenen Ausführungsformen möglich, ohne die Aufgabenstellung und den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen und Entsprechungen davon beschränkt ist.
Zusammenfassung
Es werden ein Durchfluss-Druckregler und ein Verfahren zum Führen eines Kraftstoffflusses in einem Kraftstoffversorgungssystem offenbart. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein unteres Gehäuse mit einem Kraftstoffeinlass vorgesehen, wobei ein Kraftstoffstrom durch den Kraftstoffeinlass über eine Kraftstoffkammer in Verbindung mit einem Ventilvorspannelement und einem unteren Ventilelement mit Fluiddurchlässen steht. Das Ventilvorspannelement erlaubt oder unterdrückt den Kraftstofffluss durch die Ventilkammer, indem ein keramisches Ventilelement geöffnet oder geschlossen wird. Das Ventilvorspannelement umfasst eine flache Scheibe, die mindestens zwei netzartige konzentrische über einen Steg gekoppelte Ringe aufweist. Der Kraftstoff fliesst durch ein offenes Ventilelement und dann durch die Fluiddurchlässe im unteren Ventilelement zu dem Ventilvorspannelement. Das Ventilvorspannelement verteilt dann den Kraftstofffluss. Eine Kraftstoffabdeckung leitet den Kraftstoffstrom von dem Ventilvorspannelement zum Kraftstoffauslass.

Claims

Durchfluss-Druckregler, welcher Folgendes umfasst: a) ein unteres Gehäuse mit einem Kraftstoffeinlass, wobei ein Kraftstoffstrom durch den Kraftstoffeinlass über eine Kraftstoffkammer in Verbindung mit einer Ventilbaugruppe steht; b) wobei die Ventilbaugruppe eine Kraftstoffkammer und ein unteres Ventilelement umfasst, in dem eine Mehrzahl von Kraftstoffkanälen in einem Abstand zueinander rund um einen oberen Teil des unteren Ventilelements herum angeordnet sind, um den Kraftstoffstrom in das untere Gehäuse zu leiten; c) wobei die Ventilbaugruppe den Kraftstoffstrom durch das untere Gehäuse zu einem Kraftstoffauslass reguliert, in dem ein keramisches Ventilelement in einer geschlossenen Position auf einem Ventilsitz aufsitzt, um den Durchfluss von Kraftstoff von der Kraftstoffkammer zum Kraftstoffauslass zu verhindern; d) ein Ventilvorspannelement zum Vorspannen des keramischen Ventilelements in Richtung zur Kraftstoffkammer entgegen dem Druck, der durch den Kraftstoff in der Kraftstoffkammer auf das Ventilelement ausgeübt wird; und e) eine Kraftstoffabdeckung, um den Kraftstoffstrom von dem Ventilvorspannelement zum Kraftstoffauslass zu leiten.
Durchfluss-Druckregler gemäß Anspruch 1, wobei das keramische Ventilelement axial von dem Ventilsitz abgehoben wird.
Durchfluss-Druckregler gemäß Anspruch 1, wobei das keramische Ventilelement Aluminiumoxid umfasst.
Durchfluss-Druckregler gemäß Anspruch 1, wobei das Ventilelement eine Kugel oder eine abgestumpfte Kugel ist.
Durchfluss-Druckregler gemäß Anspruch 1, wobei das Ventilelement frei schwebend konstruiert ist.
Durchfluss-Druckregler gemäß Anspruch 1, wobei der Ventilsitz während eines Fertigungsprozesses geprägt wird, um eine glatte Dichtung zu erzielen.
Durchfluss-Druckregler gemäß Anspruch 1, wobei das Ventilvorspannelement eine flache, spiralförmige Scheibe ist, welche eine mittige Öffnung besitzt; eine flache Scheibe, die eine allgemein Y-förmige mittige Öffnung besitzt; und eine flache Scheibe, die mindestens zwei netzartige konzentrische Ringe aufweist, welche durch mindestens einen Steg miteinander verbunden sind.
Ventilvorspannelement gemäß Anspruch 7, wobei die mindestens zwei netzartigen konzentrischen Ringe mit unterschiedlichem Durchmesser, welche durch mindestens einen Steg miteinander verbunden sind, den Kraftstoffstrom homogen in verschiedene Richtungen verteilen.
Ventilvorspannelement gemäß Anspruch 7, wobei der Steg eine effektive Halbmesser-Länge des Ventilvorspannelements auf eine Länge vergrößert, die größer ist als ein Radius eines größten netzartigen konzentrischen Rings.
Durchfluss-Druckregler gemäß Anspruch 1, wobei das Ventilvorspannelement an dem unteren Gehäuse durch eine Klemmverbindung, Schweißnaht oder Klammer angebracht ist.
Durchfluss-Druckregler gemäß Anspruch 1, wobei der Kraftstoffauslass an der Kraftstoffabdeckung angeordnet ist.
Durchfluss-Druckregler gemäß Anspruch 11, wobei die Kraftstoffabdeckung ferner einen integrierten Kraftstoffkanal beinhaltet, der den Kraftstoffstrom von dem Ventilvorspannelement zu dem Kraftstoffauslass leitet.
Durchfluss-Druckregler gemäß Anspruch 11, wobei die Kraftstoffabdeckung ferner eine innere Wand umfasst.
Durchfluss-Druckregler gemäß Anspruch 11, wobei die Kraftstoffabdeckung ferner mindestens einen Schnappmechanismus für die Anbringung an dem Durchfluss-Druckregler umfasst.
Verfahren zum Verringern von Leckagen in einem Durchfluss-Druckregler, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: a) Bereitstellen eines Kraftstoffkanals für einen Kraftstoffstrom von einem Kraftstoffeinlass zu einem Kraftstoffauslass, wobei ein keramisches Ventilelement das Durchfließen von Kraftstoff durch den Kraftstoffkanal verhindert; und b) Herstellen einer Verbindung des Kraftstoffstroms mit einem Ventilvorspannelement während des Durchfließens durch den Kraftstoffkanal.