DE3811008A1 - Druckregelventil - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Druckregelventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Für die Kraftstoffversorgung von Kraftstoffeinspritzanlagen sind konstante Druckverhältnisse erwünscht, da der Mengendurchsatz der Einspritzventile bei gleicher geometrischer Gestalt der Auslaßöffnung weitgehend vom Versorgungsdruck abhängt. Es sind daher zwischen der Kraftstoffpumpe und den Einspritzventilen Druckregelventile vorgesehen, die den erhöhten Versorgungsdruck aus der Kraftstoffpumpe auf das gewünschte Druckniveau nivellieren.

Eine bestimmte Bauform eines solchen Druckregelventils weist eine federbelastete Ventilplatte auf, die bei ungenügendem Druck eine Rücklauföffnung verschließt und unter dem Einfluß erhöhten Drucks in der Zulaufleitung durch eine entsprechend dimensionierte elastische Membran gegen die Federkraft von ihrem Ventilsitz abgehoben wird, wobei die Rücklauföffnung teilweise freigegeben wird.

Im statischen Zustand besteht Gleichgewicht zwischen der hydraulischen Druckkraft auf die elastische Membran und der Federkraft. Die Ventilplatte ist bei erhöhtem Druck in der Vorlaufleitung dabei vom Ventilsitz abgehoben, so daß sich im Raum unter der Membran ein gleichförmiger Druck einstellt und der Kraftstoffüberschuß über die Rücklaufleitung abfließt. Durch im Takt der Umdrehung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine betätigte Einspritzventile kann die Ventilplatte des Druckregelventils über die hydraulische Übertragung durch den Kraftstoff in der Zuleitung zu den Einspritzventilen zu Schwingungen angeregt werden. Dadurch wird das Druckniveau nachteilig beeinflußt.

Es ist bereits ein Gasdruckregler bekannt, dessen gewichtsbelasteter Ventilkörper eine Ventilöffnung in einer Trennwand des Gehäuses abhängig von dem auf der Niederdruckseite herrschenden Gasdruck durch eine Arbeitsmembran gesteuert beherrscht. In den Verbindungskanal zwischen der Niederdruckseite des Gehäuses und dem Raum unter der Arbeitsmembran ist ein doppelseitg wirkendes Dämpfungsventil angeordnet, mit dem bei großem Druckabfall auftretende Schwingungen des Gasdrucks unterbunden werden sollen.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Druckregelventil nach der Gattung des Hauptanspruchs anzugeben, das funktionssicher ist, unter Verwendung weniger Bauteile aufgebaut ist und Druckschwingungen im Kraftstoffsystem zuverlässig dämpft.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen.

Dabei ist vorteilhaft, daß die Dämpfung unmittelbar und nicht mittelbar auf die Arbeitsfläche der Ventilplatte wirkt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Fig. der Zeichnung stellt ein Druckregelventil im Längsschnitt dar.

Ein zweigeteiltes Gehäuse 1, bestehend aus einem Gehäuseoberteil 2 und einem Gehäuseunterteil 3, weist eine Teilungsfuge 4 auf, in die eine elastische Membran 5 eingespannt ist. Innerhalb des Gehäuseoberteils 2 ist eine Druckfeder 6 angeordnet, die sich mit einem Ende auf einer Blechkappe 7 abstützt, die in später noch zu beschreibender Weise mit der Membran 5 verbunden ist, und mit ihrem anderen Ende an einer Stützkappe 8, deren Abstand vom stirnseitigen Ende des Gehäuseoberteils 2 mittels einer Einstellschraube 9 eingestellt werden kann. Die Einstellschraube 9 bewegt sich in einer zentrisch im Gehäuseoberteil 2 befestigten Gewindebuchse 10. Durch Verdrehen der Einstellschraube 9 ändert sich mit dem Abstand der Stützkappe 8 die Vorspannung auf die Druckfeder 6 und damit auf die Membran 5.

Unterhalb der Membran 5 ist ein mit Kraftstoff gefüllter Raum 11 vorgesehen, der durch eine waagrecht eingebaute Dämpfungsplatte 12 in einen zwischen der elastischen Membran 5 und der Dämpfungsplatte 12 liegenden Dämpfungsraum 13 und einen unterhalb der Dämpfungsplatte 12 befindlichen Arbeitsraum 14 geteilt ist. Die Dämpfungsplatte 12 weist zentrisch eine Öffnung 15 auf, welche fast vollständig durch eine nur wenig kleinere Ventilplatte 16 ausgefüllt ist. Unterhalb der Ventilplatte 16 befindet sich zentrisch zu ihr und zum Gehäuse 1 eine Rücklaufleitung 17, deren stirnseitiges Ende mit der planen Unterseite der Ventilplatte 16 eine Drosselstelle 18 bildet.

An der der Drosselstelle 18 abgewandten Seite weist die Ventilplatte 16 zentrisch eine Kugel 19 auf, die zusammen mit einem Halteblech 20 und einer Blattfeder 21 ein Kugelgelenk für die Ventilplatte 16 bildet. Das Halteblech 20 und die Blattfeder 21 sind zusammen mit der elastischen Membran 5 mit der Stützkappe 7 verschraubt.

Zum Arbeitsraum 14 des Druckregelventils führt eine Zuleitung 22 vom Kraftstoffsystem, dessen Druck geregelt werden soll.

Die Wirkungsweise des dargestellten Druckregelventils ist folgende: Die Zuleitung 22 kommt als Stichleitung von dem Kraftstoffsystem, dessen Druck geregelt werden soll. Der von der Kraftstoffpumpe gelieferte Kraftstoff steht unter einem etwas höheren Druck, als dem Betriebsdruck der Kraftstoffeinspritzventile entspricht. Der durch die Leitung 22 einströmende Kraftstoff füllt den Raum 11 unterhalb der elastischen Membran 5 vollständig auf. Mittels der Einstellschraube 9 wird die Vorspannung der Druckfeder 6 so eingestellt, daß die Ventilplatte 16 bis zum Erreichen des notwendigen Betriebdrucks auf der stirnseitigen Öfffnung der Rücklaufleitung aufliegt. Wenn der Druck im Kraftstoffsystem noch mehr ansteigt, tritt durch den Rückspalt zwischen der Öffnung 15 der Dämpfungsplatte 12 und der Ventilplatte 16 Kraftstoff in den Dämpfungsraum 13 und bewirkt, daß sich die Membran gegen die Vorspannkraft der Druckfeder 6 nach oben bewegt. Durch das Halteblech 20 wird die Ventilplatte 16 mit angehoben und die Drosselstelle 18 zwischen der Ventilplatte 16 und dem stirnseitigen Ende der Rücklaufleitung 17 so weit freigegeben, daß so lange Kraftstoff durch die Rücklaufleitung 17 abfließt, bis sich in der Zulaufleitung 22 und damit im Kraftstoffsystem vor den Einspritzventilen der gewünschte Betriebsdruck einstellt. Unter quasi statischen Betriebsbedingungen stellt sich, abhängig von der Fördermenge der Kraftstoffpumpe und der Entnahmemenge, die Ventilplatte 16 so ein, daß über die Drosselstelle 18 der Kraftstoffdruck in der Leitung 22 und damit im Kraftstoffsystem auf gleichmäßige Höhe gehalten wird.

Wenn das Druckregelventil zur Druckregelung in einem Kraftstoffsystem dient, das zur Versorgung von Einspritzventilen vorgesehen ist, die im Takt der intermittierenden Ansaugvorgänge in die Ansaugleitungen einer Brennkraftmaschine einspritzen, wird durch die taktenden Ventile über die Kraftstoffsäule im System die Ventilplatte 16 zu Schwingungen angeregt, die einen ungleichmäßigen Systemdruck und unter Umständen Verschleiß an der Drosselstelle 18 zur Folge haben. Aus diesem Grund ist die Öffnung 15 in der Dämpfungsplatte 12 im Durchmesser nur wenig größer als der Durchmesser der Ventilplatte 16, so daß bei einer Schwingungsanregung der Ventilplatte 16 durch die Volumenänderung im Dämpfungsraum 13 ständig Kraftstoff zwischen dem Dämpfungsraum 13 und dem Arbeitsraum 14 hin und her gepumpt wird. Der Ringspalt zwischen der Ventilplatte 16 und der Wand der Bohrung 15 wirkt dabei als Drosselstelle, welche den ungehinderten Austausch von Kraftstoff zwischen dem Dämpfungsraum 13 und dem Arbeitsraum 14 verhindert und damit die Schwingung der Ventilplatte 16 dämpft. Durch geeignete Bemessung des Ringspaltes muß ein Kompromiß zwischen Ansprechempfindlichkeit des Druckventils und der Schwingungsdämpfung gefunden werden.

Claims (4)

1. Druckregelventil für eine hydraulische Anlage mit einem Arbeitsraum, der mit dem hydraulischen Medium gefüllt und durch eine federbelastete elastische Membran gegen die Umgebung abgeschlossen ist, mit einer Rücklaufleitung, die durch ein mit der Membran verbundenes Ventilelement abhängig von der Federkraft und dem herrschenden Hydraulikdruck verschließbar ist, gekennzeichnet durch die Anordnung einer festen Zwischenwand zwischen der elastischen Membran und der Rücklauföffnung, die den Arbeitsraum aufteilt und eine Öffnung aufweist, die von dem Ventilelement durchsetzt ist und deren Abmessungen nur wenig größer sind als die Abmessungen des Ventilelements in der Ebene der Zwischenwand.

2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement und die Öffnung der Zwischenwand in der beide durchsetzenden Ebene kreisförmige Abmessungen aufweisen.

3. Druckregelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff der Zwischenwand im Bereich der Öffnung wenigstens einseitig angefast ist.

4. Druckregelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von beiden Seiten unter Bildung einer Lippe gefast ist.