DE3441282C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Auslaßventil für eine elektrische Kraftstoffpumpe oder dergleichen, mit einer Ventilbohrung, die einen ringförmigen Ventilsitz aufweist, einem in der Ventilbohrung angeordneten Ventilelement mit einem ungefähr zylindrischen Ventilkörper, der bei Anlage an dem Ventil­ sitz diesen schließt, und einer Schraubenfeder, die mit ihrem einen Ende in der Ventilbohrung und mit ihrem anderen Ende am Ventilelement abgestützt ist.

Ein Auslaßventil dieser Gattung ist aus dem DE-GM 17 22 960 bekannt. Bei dem dort gezeigten Auslaßventil ist die Schrau­ benfeder innerhalb des Ventilelementes so angeordnet, daß die Schraubenfeder den Durchfluß nicht beeinträchtigt. Bei einer Ausführungsform hat die Schraubenfeder einen kleinen Durchmesser, so daß sie radial innerhalb des Durchström­ kanals liegt. Um in diesem Fall eine stabile Führung für das Ventilelement zu erreichen, ist das Ventilelement mit einer gesonderten zentralen Führung versehen. Bei einer anderen Ausführungsform hat die Schraubenfeder einen relativ großen Durchmesser, so daß der Durchfluß im Inneren der Schraubenfeder erfolgt. Um in diesem Fall die Strömung jedoch in das Innere des Ventilelementes zu leiten, ist das Ventilelement mit ungefähr radial verlaufenden Durch­ trittsöffnungen versehen, was eine entsprechende Umlenkung der Strömung und somit eine Erhöhung des Strömungswider­ standes zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Auslaßventil zu schaffen, bei dem der Strömungswiderstand des Auslaß­ ventils im geöffneten Zustand so klein wie möglich ist und dennoch eine stabile Führung des Ventilelementes sicher­ gestellt wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Auslaßventil mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich vom Ventilkörper radiale Rippen nach außen erstrecken, an denen jeweils eine Schulter gebildet ist, wobei die Schraubenfeder an den in einer gemeinsamen Ebene liegenden Schultern abgestützt ist.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen Rippen des Ventilkörpers sorgen dafür, daß eine Schraubenfeder großen Durchmessers zum Vorspannen des Ventilelementes benutzt werden kann. Die Schraubenfeder stört daher den Durchfluß nicht. Dennoch ist wegen des großen Durchmessers der Schraubenfeder eine stabile Führung des Ventilelementes sichergestellt. Außer­ dem braucht die Strömung wegen der erfindungsgemäß vorge­ sehenen Rippen nicht ins Innere des Ventilkörpers umgelenkt zu werden, so daß ein glatter, ungestörter Auslaßstrom und ein entsprechend hoher Strömungswirkungsgrad sichergestellt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnungen wird ein bevorzugtes Ausführungs­ beispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Auslaßventil in seiner Schließ­ stellung;

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht des Aus­ laßventiles in seiner Öffnungsstellung;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Ventilelementes des Auslaßventiles nach den Fig. 1, 2;

Fig. 4 eine Endansicht des Nasenabschnittes des Ventil­ elementes nach Fig. 3;

Fig. 5 eine Endansicht des stromabwärtigen Endes des Ventilelementes nach den Fig. 3, 4.

In Fig. 1 ist ein Auslaßrohr 10 gezeigt, das an dem Ge­ häuse einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) befestigt ist und das Anschlußende für eine Kraftstoffleitung bildet. Das Rohr 10 weist einen Bohrungsabschnitt 12 auf, der sich zu einem konischen Ventilsitz 14 mit einem einge­ schlossenen Winkel von beispielsweise ca. 60° erweitert. Der Ventilsitz 14 mündet in einen durchmessergrößeren Bohrungsabschnitt 16, der sich zu einer Ebene angrenzend am Ende des Rohres 10 erstreckt, wo er sich zu einer Aus­ nehmung 18 erweitert, die zum Ende des Rohres 10 hin offen ist.

In Fig. 2 ist ein Ventilelement 20 in Seitenansicht ge­ zeigt. Das Ventilelement 20 besitzt einen konischen End­ abschnitt 22 mit einem eingeschlossenen Winkel von unge­ fähr 90°, der mit einem abgerundeten Nasenabschnitt 24 versehen ist. Der konische Abschnitt 22 geht in einen sphärischen Abschnitt 26 mit einem Radius von beispiels­ weise 2,39 mm (0,094 Zoll) über. Dieser sphärische Ab­ schnitt 26 geht mittels eines kleinen Radius in einen zylindrischen Abschnitt 28 des Ventilelementes 20 über. Dieser zylindrische Abschnitt 28 endet in einer Ebene, die senkrecht zur Achse des Ventilelementes 20 verläuft, und zwar bei 30.

Vier radiale Rippen bzw. Flügel 40 sind an dem Ventilele­ ment 20 angeformt; sie gehen von dem sphärischen Abschnitt 26 aus und verlaufen in Rückwärtsrichtung zu einer Ebene A-A, wie in Fig. 3 gezeigt. Die Rippen 40 haben eine kleine radiale Abmessung bis zum zylindrischen Abschnitt 28 und erstrecken sich dann rückwärts der Ebene 30 in Richtung der Achse, um miteinander zusammenzulaufen. Die vordere Kontur 42 der Rippen 40 schließt mit der Achse einen Winkel von ungefähr 30° ein. An den Punkten R ₁ und R ₂ ist vorzugsweise ein Radius von 0,558 mm (0,020 Zoll) vorgesehen, und der Nasenabschnitt 24 kann den gleichen Radius haben. Der Zeichnungsmaßstab ist ungefähr 10mal so groß wie die tatsächliche Größe, wobei beispielsweise der Durchmesser des zylindrischen Abschnittes 28 zwischen 4,6 mm (0,184 Zoll) und 4,88 mm (0,192 Zoll) beträgt. Das vordere Ende 42 der Rippe 40 hat einen Radius von ungefähr 2,39 mm (0,094 Zoll) und hat eine Abschrägung ungefähr des gleichen Winkels wie der Ventilsitz 14.

An jeder Rippe 40 ist eine Schulter 44 gebildet, die in Umfangsrichtung beabstandete Sitze für eine als Schrauben­ feder ausgebildete Ventilfeder 50 bilden. Von den Schul­ tern 44 aus in Rückwärtsrichtung konvergieren die Rippen 40 bei 46 zum planaren Ende 48 in der Ebene A-A.

Die Ventilfeder 50 sitzt auf axialen Abschnitten 51 der Rippen 40 und ist an den Schultern 44 mit ihrem vorderen Ende abgestützt, während sie mit ihrem anderen Ende an einem eingedrückten Halter 52 in der Ausnehmung 18 ab­ gestützt ist, der mit Öffnungen für den freien Durch­ fluß des Strömungsmittels versehen ist.

Das gesamte Auslaßventil ist in Fig. 1 so dargestellt, daß sich das Ventilelement 20 in seiner Schließstellung befindet. In der Schließstellung liegt der sphärische Abschnitt 26 des Ventilelementes 20 an dem konischen Ventilsitz 14 an. Das bevorzugte Material für das Ventil­ element 20 ist ein Kunststoff einer Härte von ungefähr 70 Durometer, wie z. B. Viton (Warenzeichen). Während so­ mit theoretisch eine Linienberührung am Ventilsitz 14 stattfindet, vergrößert jedoch das Ventilmaterial den Berührungsbereich entsprechend den gewählten Material­ eigenschaften.

Wenn im Bohrungsabschnitt 12 unter Druck stehender Kraft­ stoff vorhanden ist, öffnet er das Ventilelement 20 bei einem vorgegebenen Druck entsprechend der Kennlinie der Ventilfeder 50. Wenn sich das Ventilelement 20 in seine Öffnungsstellung bewegt hat, kann der Kraftstoff um den Nasenabschnitt 24 herum sowie am Körperabschnitt 28 vor­ bei zwischen den Rippen 40 hindurchfließen. Die in Fig. 2 eingetragenen Strömungspfeile zeigen diesen Strömungsver­ lauf. Selbst wenn die Ventilfeder 50 zusammengedrückt ist, ist die Strömung, wie aus Fig. 2 ersichtlich, durch das Auslaßventil hindurch ungestört, da sie innerhalb der Ven­ tilfeder 50 zu der den Auslaß darstellenden Ausnehmung 18 verläuft. Die Form der Abschnitte 22, 24 und 26 sowie der vorderen Enden 42 der Rippen 40 sorgen für einen glatten, ungestörten Strömungsverlauf. Die Ränder der Rippen 40 haben normalerweise einen kleinen Abstand von den Wänden des Bohrungsabschnittes 16, der die Ventilkammer bildet, aber bei einer seitlichen Bewegung des Ventilelementes zentrieren die Rippen 40 das Ventilelement.

Der Abstand zwischen den äußeren Rändern der Rippen 40 und dem Innendurchmesser des Bohrungsabschnittes 16 wird möglichst gering gehalten; es muß jedoch berücksichtigt werden, daß es wenige Materialien (falls überhaupt) gibt, die sich in Anwesenheit von Kohlenwasserstoffen ausdehnen. Rippen 40 mit einem Durchmesser von 6,30 mm (0,248 Zoll) können sich beispielsweise auf 6,45 mm (0,524 Zoll) aus­ dehnen. Wenn der Innendurchmesser des Bohrungsabschnittes 16 6,60 mm (0,260 Zoll) beträgt, läßt dies ein ausreichen­ des Spiel für eine ungestörte Funktionsweise zu. Eine Be­ rührung der Rippenränder mit der Bohrungswand ist somit ein gewolltes Auslegungscharakteristikum. Jegliche Flatter- bzw. Schwingungstendenz des Ventilelementes hat zur Folge, daß sich die Rippen 40 an die Bohrungswand anlegen, wo­ durch das Ventilelement stabilisiert wird. Eine gewisse Reibung zwischen den Rippen und der Bohrungswand ist so­ mit erwünscht, um diese Stabilisierung zu erleichtern.

Der Durchmesser der Ventilfeder 50 wird auf einem kleineren Wert gehalten als der der Rippen 40, so daß keine Metall- gegen-Metall-Berührung an den Bohrungsabschnitt 16 aufgrund einer seitlichen Bewegung stattfinden kann.

Claims (6)

1. Auslaßventil für eine elektrische Kraftstoffpumpe oder dergleichen, mit einer Ventilbohrung, die einen ringförmigen Ventilsitz aufweist, einem in der Ventil­ bohrung angeordneten Ventilelement mit einem ungefähr zylindrischen Ventilkörper, der bei Anlage an dem Ventil­ sitz diesen schließt, und einer Schraubenfeder, die mit ihrem einen Ende in der Ventilbohrung und mit ihrem an­ deren Ende am Ventilelement abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich vom Ventil­ körper (22, 24, 26, 28) radiale Rippen (40) nach außen er­ strecken, an denen jeweils eine Schulter (44) gebildet ist, wobei die Schraubenfeder (50) an den in einer gemeinsamen Ebene liegenden Schultern (44) abgestützt ist.

2. Auslaßventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schultern (44) an den Rippen (40) radial außer­ halb des Ventilkörpers (22, 24, 26, 28) angeordnet sind.

3. Auslaßventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rippen (40) sich von dem Ventilkör­ per (22, 24, 26, 28) in Rückwärtsrichtung erstrecken und angrenzend an der Achse des Ventilkörpers zusammenlaufen.

4. Auslaßventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (22, 24, 26, 28) einen Nasenabschnitt (24) in Form eines Konus auf­ weist, der in einen sphärischen Abschnitt (26) radial angrenzend an den ringförmigen Ventilsitz (14) übergeht.

5. Auslaßventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des Ven­ tilkörpers (22, 24, 26, 28) und der hintere Rand der Rippen (40) abgerundet sind, um eine Strömung am Ventilkörper und den Rippen vorbei zu erleichtern.

6. Auslaßventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der radialen Rippen (40) geringfügig kleiner als der Durchmesser der Ventilbohrung (16) ist, so daß bei einem seitlichen Flat­ tern des Ventilelementes (20) die Rippen (40) sich an die Ventilbohrung anlegen, um die Ventilbohrung zu sta­ bilisieren.