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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffsystem zur Abgabe von
unter hohem Druck stehendem Kraftstoff an einen Zylinder eines zugeordneten
Motors mit Verdichtungszündung
(Dieselmotor). Insbesondere, aber nicht ausschließlich betrifft die
Erfindung eine Kraftstoffpumpe, die ausgebildet ist, um Kraftstoff
an ein Einspritzventil zur Abgabe von Kraftstoff an einen Zylinder
oder einen anderen Verbrennungsraum des zugeordneten Motors abzugeben.
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In
einem bekannten System für
einen Dieselmotor ist eine Kraftstoffpumpe zum Beaufschlagen von
Kraftstoff mit hohem Druck so ausgebildet, dass sie Kraftstoff durch
eine Hochdruck-Kraftstoffleitung an ein Kraftstoffeinspritzventil
abgibt. Die Kraftstoffpumpe kann die Gestalt einer einheitlichen
Pumpe annehmen, in welcher ein Überströmventil
zum Steuern der Verbindung zwischen einer Pumpenkammer und einem
Niederdruckablauf integral innerhalb eines Hauptpumpengehäuses ausgebildet
ist. Zusätzlich
oder alternativ kann das Einspritzventil integral mit der Kraftstoffpumpe
in einer einheitlichen Anordnung aus Pumpe und Einspritzventil ausgebildet sein.
Das Einspritzventil umfasst typischerweise eine Ventilnadel, die
an einem Ventilsitz zur Anlage gelangen kann, um die Einspritzung
von Kraftstoff in den Motor zu steuern. Während des Betriebs macht es die
Bewegung der Ventilnadel weg von ihrem Sitz möglich, dass Kraftstoff aus
einer Einspritzventil-Abgabekammer durch eine Einspritzventil-Auslassöffnung in
einen Zylinder des zugeordneten Motors fließt.
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Man
nimmt an, dass es in solchen Kraftstoffsystemen wünschenswert
ist, den Kraftstoffdruck innerhalb des Systems zu begrenzen, um
die einzelnen Bauteile der Pumpe und/oder des Einspritzventils zu
schützen.
Falls ein Fehler im Kraftstoffsystem auftritt oder falls das System
versagt, kann dann, wenn die Bauteile extrem hohen Kraftstoffdrücken ausgesetzt
sind, dies zu einer irreparablen Schädigung der einzelnen Bauteile
führen.
Außerdem
kann es, um Kraftstoffdrücke
unter normalen Motorbetriebsbedingungen zu maximieren, wünschenswert sein,
Systemparameter zu wählen,
die bei extremen Motordrehzahlbedingungen Kraftstoffdrücke oberhalb
eines sicheren Grenzwerts erzeugen. Auch unter solchen Umständen ist
es also wünschenswert, dass
der Kraftstoffdruck innerhalb des Systems begrenzt wird.
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US 5,673,853 offenbart eine
Einspritzventil-Einheit zur Abgabe von Kraftstoff durch eine Hochdruck-Kraftstoffleitung
an einen Verbrennungsmotor. Das Einspritzventil weist ein zentrales
Rohr mit einem mittigen Kanal und einem ringförmigen Ventilsitz und eine
Steuerventil-Hülse
auf, die gleitbar auf dem zentralen Rohr befestigt ist. Die Steuerventil-Hülse bewegt
sich zwischen geschlossenen und offenen Stellungen, derart, dass
sie die Abgabe von Kraftstoff an den Verbrennungsmotor jeweils ermöglicht beziehungsweise
verhindert. Die Steuerventil-Hülse
ist so ausgebildet, dass sie sich im Falle von übermäßigem Kraftstoffdruck innerhalb
der Hochdruck-Kraftstoffleitung erweitert, so dass die Größe eines
Spalts zwischen der Hülse
und dem zentralen Rohr erhöht
und damit Kraftstoffdruck innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung
abgelassen wird.
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EP 0 856 661 offenbart ein
Einspritzventilsystem für
die Abgabe von unter hohem Druck stehendem Kraftstoff an einen Verbrennungsmotor.
Das Einspritzventilsystem umfasst eine Kraftstoffpumpe, eine gemeinsame
Druckleitung ("common
rail"), an welche
unter hohem Druck stehender Kraftstoff abgegeben wird, Ventile für die Einspritzung,
Kraftstoffeinspritzventil-Düsen
für jedes
entsprechende Ventil, die ein vorgegebenes Minimum an Leitungsdruck erfordern,
damit sie sich öffnen,
und ein Sicherheitsbeziehungsweise Überdruckventil, das mit der
gemeinsamen Druckleitung in Fluidverbindung steht. Das Sicherheits-
oder Überdruckventil
besitzt einen vorgegebenen Öffnungsdruck
und einen vorgegebenen Schließdruck,
der unterhalb des vorgegebenen Öffnungsdruckes
liegt, wobei der vorgegebene Öffnungsdruck
unterhalb des minimalen Leitungsdrucks liegt, der erforderlich ist,
um die Kraftstoffeinspritzventil-Düsen zu öffnen. Ein solches Einspritzventilsystem
verhindert, dass sich ein übermäßig hoher Druck
in der gemeinsamen Druckleitung aufbaut.
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Gemäß einer
ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffsystem
bereit gestellt, das ausgebildet ist, um unter hohem Druck stehenden
Kraftstoff durch eine Hochdruck-Kraftstoffleitung an ein Kraftstoff-Einspritzventil
abzugeben, wobei das Kraftstoffsystem eine Überdruckventil-Anordnung zum
Ablassen von Kraftstoffdruck innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung
aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Überdruckventil-Anordnung umfasst:
einen ersten, eine erste Ventiloberfläche bildenden Gehäuseteil
und einen zweiten, eine zweite Ventiloberfläche bildenden Gehäuseteil. Unter
hohem Druck stehender Kraftstoff fließt von einer Pumpenkammer durch
die Hochdruck-Kraftstoffleitung zu dem Auslass einer Pumpe und damit
zu dem Einlass des Einspritzventils. Die Hochdruck-Kraftstoffleitung
wird mindestens teilweise von dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil
begrenzt beziehungsweise gebildet, und die erste Ventiloberfläche kann
an der zweiten Ventiloberfläche
zur Anlage gelangen, von ihr aber auch wieder getrennt werden. Das
Kraftstoffsystem weist eine Klemmvorrichtung zum Aufbringen eines
Anpressdrucks auf mindestens einen der beiden Gehäuseteile,
des ersten und des zweiten, auf, um die erste und die zweite Ventiloberfläche in im
Wesentlichen dichtende Anlage miteinander zu zwingen, wobei die
Klemmvorrichtung so ausgebildet ist, dass sie eine Trennung der ersten
und der zweiten Ventiloberfläche
gegen den Anpressdruck für
den Fall erlaubt, dass der Kraftstoffdruck innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung
einen vorbestimmten Betrag überschreitet,
wodurch es möglich
wird, dass Kraftstoffdruck innerhalb bzw. aus der Hochdruck-Kraftstoffleitung
abgelassen wird.
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Sollte
der Kraftstoffdruck innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung einen
vorherbestimmten maximalen Wert überschreiten,
werden Kräfte,
die auf dem hohen Kraftstoffdruck beruhen, den ersten und/oder den
zweiten Gehäuseteil
trennen, und diese reichen aus, um den von der Klemmvorrichtung ausgeübten Anpressdruck
zu überwinden,
wodurch ein gewisses Ausmaß an
Trennung zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil möglich wird. Unter solchen Umständen kann
Kraftstoff innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung zwischen der
ersten und der zweiten Ventiloberfläche hindurch zu einem Niederdruck-Ablauf
oder -Behälter
hindurchtreten oder sickern, was zur Folge hat, dass der Kraftstoffdruck
innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung verringert wird. Auf diese
Weise kann ein möglicher
Anstieg des Kraftstoffdrucks innerhalb des Kraftstoffsystems, der
ansonsten eine Beschädigung
der einzelnen Bauteile des Systems bewirken könnte, vermieden werden.
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Das
Kraftstoffsystem kann die Gestalt einer Kraftstoffpumpe zur Abgabe
von Kraftstoff an das Einspritzventil haben. Beispielsweise kann
das Kraftstoffsystem die Gestalt einer Kraftstoffpumpen-Einheit
besitzen. Das Kraftstoffsystem kann außerdem das Einspritzventil
umfassen. Beispielsweise kann das Kraftstoffsystem eine Kraftstoffpumpe
und ein Kraftstoff-Einspritzventil aufweisen, die integral in einer
einheitlichen Pumpen-Einspritzventil-Anordnung ausgebildet sind.
Es sollte jedoch erkennbar sein, dass das Kraftstoffsystem das Einspritzventil
nicht umfassen muss.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist mindestens eine der beiden Ventiloberflächen, der ersten und der zweiten,
mit einem (Höhen-)Relief ausgestattet,
das bei Aufbringen des Anpressdrucks dichtend in Anlage mit der
anderen der ersten beziehungsweise der zweiten Oberfläche gelangen
kann, wobei das Relief in dem Fall von der anderen der ersten beziehungsweise
der zweiten Ventiloberfläche getrennt
werden kann, dass der Kraftstoffdruck innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung
den vorherbestimmten Betrag übersteigt.
Vorzugsweise kann das Relief auf der Oberfläche die Gestalt eines ringförmigen Vorsprungs
aufweisen oder aus zwei oder mehr ringförmigen Vorsprüngen bestehen
oder diese aufweisen.
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Das
Relief ist vorzugsweise so geformt, dass es einen ersten Bereich
umfasst, der dem Kraftstoffdruck innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung
ausgesetzt ist, wobei der erste Bereich so ausgewählt ist, dass
bei dem erforderlichen, maximalen Kraftstoffdruck für einen
gegebenen Anpressdruck eine Trennung der ersten und der zweiten
Ventiloberfläche
sichergestellt ist.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist die erste Ventiloberfläche mit einem ersten Relief ausgestattet
und ist die zweite Ventiloberfläche
mit einem zweiten Relief ausgestattet, wobei das erste und das zweite
Relief so geformt sind, dass sie bei Aufbringen des Anpressdrucks
in dichtende Anlage miteinander gelangen und in dem Fall voneinander trennbar
sind, dass der Kraftstoffdruck innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung
den vorgegebenen Betrag übersteigt.
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Diese
Anordnung ist besonders vorteilhaft, falls es notwendig ist, Drillbohrungen,
Kanäle
oder andere Komponenten bzw. Bauteile in dem ersten und/oder zweiten
Gehäuseteil
unterzubringen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
bildet das auf der ersten oder der zweiten Ventiloberfläche vorhandene
Relief zusammen mit der anderen der ersten und der zweiten Ventiloberfläche einen
verengten Spalt, durch welchen Kraftstoff in beschränktem Ausmaß von der
Hochdruck-Kraftstoffleitung zu einem Bereich niedrigen Drucks fließt, wenn
die erste und die zweite Ventiloberfläche veranlasst werden, sich
voneinander zu trennen.
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Vorzugsweise
wird der Anpressdruck mit Hilfe einer Überwurf- oder Hutmutter aufgebracht.
Die Überwurf-
oder Hutmutter bildet vorzugsweise mindestens einen Teil der Klemmvorrichtung
zum Aufbringen des Anpressdrucks auf den zweiten Gehäuseteil.
In günstiger
Weise kann der zweite Gehäuseteil
die Gestalt einer Adapterplatte besitzen, die einen Teil der Kraftstoffpumpe
bildet.
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Die
Erfindung wird nachstehend rein beispielhaft unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
Schnittansicht einer Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist,
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2 eine
vergrößerte Schnittansicht
eines Teils der in 1 gezeigten Pumpeneinheit ist,
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die 3(a) und 3(b) Ansichten
eines Teils der in den 1 und 2 gezeigten
Kraftstoffpumpe zeigen und
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4 eine
vergrößerte, auseinandergezogene
Ansicht des Teils der Kraftstoffpumpe ist, der in den 3(a) und 3(b) gezeigt
ist.
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Nun
soll auf die 1 und 2 Bezug
genommen werden. Dort wird eine Kraftstoffpumpen-Einheit gezeigt,
allgemein mit 10 bezeichnet, die einen Teil eines Kraftstoffsystems
zur Abgabe von unter hohem Druck stehendem Kraftstoff an einen zugeordneten
Motor mit Verdichtungszündung
(Dieselmotor) bildet. Die Kraftstoffpumpe besitzt einen Auslass,
der über
eine Hochdruck-Kraftstoffleitung 12 mit dem Einlass eines
(nicht gezeigten) Kraftstoff-Einspritzventils in Verbindung steht,
welches Teil des Kraftstoffsystems ist. Typischerweise ist das Kraftstoff-Einspritzventil
von der Art, die eine Ventilnadel aufweist, die innerhalb einer
in einem Düsenkörper ausgebildeten
Bohrung gleiten und an einem Ventilsitz zur Anlage gelangen kann,
um die Abgabe von Kraftstoff durch einen Auslass des Kraftstoff-Einspritzventils
an einen Motorzylinder oder anderen Verbrennungsraum eines zugeordneten
Motors zu steuern. Das Kraftstoffsystem wird in günstiger
Weise elektronisch mit Hilfe einer Motorsteuerungseinheit gesteuert,
die Signale von einer Mehrzahl von Sensoren erhält, die mit dem Motor verbunden
sind und die verschiedene Motor-Betriebsparameter wie beispielsweise
Motorgeschwindigkeit, Motorstellung und Temperatur überwachen.
Die von den Sensoren der Steuerungseinheit übermittelten Signale werden dazu
verwendet, den Betrieb des Kraftstoffsystems zu steuern, um den
Druck des dem Einspritzventil zugeführten Kraftstoffs und den Zeitverlauf
zu steuern, mit dem die Einspritzung von Kraftstoff in den Motorzylinder
stattfindet.
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Die
Pumpe 10 umfasst ein Pumpengehäuse 14, welches eine
erste Bohrung 16 begrenzt, in der ein Pumpenkolben 18 unter
der Einwirkung einer Nocken- und Stößel-Anordnung, allgemein mit 20 bezeichnet,
die gegen die Kraft einer Rückstellfeder 22 wirkt,
hin- und herbewegbar ist. Die erste Bohrung 16 und eine
Endfläche
des Pumpenkolbens 18 bilden eine Pumpenkammer 24,
in welcher während
des Betriebs durch die Hin- und Herbewegung des Pumpenkolbens 18 innerhalb
der Bohrung 16 Kraftstoff unter Druck gesetzt wird, wie
nachstehend in weiteren Einzelheiten beschrieben.
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An
demjenigen Ende des Pumpengehäuses 14,
das der Nocken- und Stößel-Anordnung 20 abgewandt
ist, ist das Pumpengehäuse 14 mit
einer ersten Vertiefung oder Ausnehmung 25 mit allgemein
zylindrischer Gestalt ausgestattet, in welcher ein Ventilgehäuse 26 angeordnet
ist. Das Ventilgehäuse 26 ist mit
einer durchgehenden Bohrung versehen, in welcher ein Drucksteuer-Ventilelement 30 gleiten
kann. Die in dem Ventilgehäuse 26 vorhandene
durchgehende Bohrung 28 ist so geformt, dass sie eine Sitzfläche bildet,
an welcher ein Bereich des Drucksteuer-Ventilelements 30 zur
Anlage kommen kann, um die Verbindung zwischen einem in dem Ventilgehäuse 26 ausgebildeten
ersten Kanal 32 und einem Niederdruck-Kraftstoffbehälter oder
Ablauf (nicht gezeigt) zu steuern. Der erste Kanal 32 steht
an einem Ende mit der Pumpenkammer 24 in Verbindung und bildet
einen Teil einer Hochdruck-Kraftstoffleitung, durch welche Kraftstoff
von der Pumpenkammer 24 zu dem Auslass der Kraftstoffpumpe 10 geführt wird, was
in weiteren Einzelheiten weiter unten beschrieben ist. Eine weitere
Feder 34 ist zwischen dem Drucksteuer-Ventilelement 30 und
einer Oberfläche der
in dem Pumpengehäuse 14 ausgebildeten
ersten Vertiefung oder Ausnehmung 25 eingespannt, wobei die
weitere Feder 34 angeordnet ist, um das Drucksteuer-Ventilelement 30 in
Richtung einer Stellung vorzuspannen, in welcher das Drucksteuer-Ventilelement 30 von
der Sitzoberfläche
beabstandet ist, um eine Verbindung zwischen dem ersten Kanal 32 und dem
Niederdruckablauf zu ermöglichen.
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Dass
der weiteren Feder 34 abgewandte Ende des Drucksteuer-Ventilelements 30 trägt einen Anker 36,
der unter dem Einfluss eines magnetischen Felds bewegbar ist, das
während
des Betriebs von einem Stellantrieb 38 erzeugt wird. Der
Stellantrieb 38 und der Anker 36 sind so angeordnet,
dass das Beaufschlagen des Stellantriebs 38 mit Energie
eine Bewegung des Drucksteuer-Ventilelements 30 gegen die
Wirkung der weiteren Feder 34 in Anlage mit der Sitzoberfläche bewirkt,
wodurch die Verbindung zwischen dem ersten Kanal 32 und
dem Niederdruckablauf unterbrochen wird.
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Das
Pumpengehäuse 14 ist
mit einem Pumpenkammer-Auslasskanal 52 versehen, der an
einem Ende mit der Pumpenkammer 24 in Verbindung steht,
während
das andere Ende des Kanals 52 mit dem ersten Kanal 32 in
Verbindung steht, der im Ventilgehäuse 26 ausgebildet
ist. Das dem Pumpengehäuse 14 abgewandte
Ende des Ventilgehäuses 26 liegt
an einer Adapterplatte 40 an, in welcher ein zweiter Kanal 42 ausgebildet
ist. Der zweite Kanal 42 steht an einem Ende mit dem in
dem Ventilgehäuse 26 ausgebildeten
ersten Kanal 32 und an seinem anderen Ende mit einem weiteren
Kanal 44 in Verbindung, der sich in einer Hut- oder Überwurfmutter 46 befindet.
Der weitere Kanal 44 führt
Kraftstoff zu dem Auslass der Pumpe 10. Der in dem Pumpengehäuse 14 vorhandene
Auslasskanal 52, der in dem Ventilgehäuse 26 ausgebildete
erste Kanal 32, der in der Adapterplatte 40 vorhandene
zweite Kanal 42 und der in der Hut- oder Überwurfmutter 46 befindliche
weitere Kanal 44 bilden damit zusammen eine Hochdruck-Kraftstoffleitung,
durch welche unter hohem Druck stehender Kraftstoff von der Pumpenkammer 24 zu
dem Auslass der Pumpe 10 und damit zu dem Einlass des Einspritzventils
fließt,
wenn sich das Drucksteuer-Ventilelement 30 in Anlage an
seinem Sitz befindet, so dass die Verbindung zwischen der Hochdruck-Kraftstoffleitung
und dem Niederdruckablauf unterbrochen ist.
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Die
Hut- oder Überwurfmutter 46 ist
innerhalb der in dem Pumpengehäuse 14 ausgebildeten ersten
Vertiefung oder Ausnehmung 25 aufgenommen und befindet
sich über
eine Gewindeverbindung 60 in Schraubeingriff mit dem Pumpengehäuse 14. Die
Hut- oder Überwurfmutter 46 ist
angebracht, um einen Anpressdruck auf die Adapterplatte 40,
das Ventilgehäuse 26 und
das Pumpengehäuse 14 auszuüben, was
dazu dient, die Bestandteile in ihrer Stellung zu sichern. Die Hut-
oder Überwurfmutter 46 hat
bzw. bildet eine zurückspringende
Oberfläche 48 von
teilzylindrischer Gestalt, die teilweise eine Kammer oder einen
Bereich 62 von niedrigem Druck begrenzt. Geeignete Dichtungen 63 sind
vorgesehen, um eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung zwischen
dem Pumpengehäuse 14 und
der äußeren Oberfläche der
Hut- oder Überwurfmutter 46 bereitzustellen.
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Die
vertiefte oder zurückspringende
Oberfläche 48 der
Hut- oder Überwurfmutter 46 befindet
sich in Anlage mit einer (in der gezeigten Darstellung) nach oben
weisenden Oberfläche
der Adapterplatte 40, wodurch eine erste Grenzfläche 50 gebildet
wird. Eine zweite Grenzfläche 54 ist
zwischen dem Ventilgehäuse 26 und
dem Pumpengehäuse 14 im
Bereich der Verbindung zwischen dem Auslasskanal 52 und dem
ersten Kanal 32 ausgebildet. Eine dritte Grenzfläche 56 ist
zwischen einer Endoberfläche
des Ventilgehäuses 26,
die dem Auslasskanal 52 abgewandt ist, und einer Oberfläche der
Adapterplatte 40 im Bereich der Verbindung zwischen dem
ersten und dem zweiten Kanal 32, 42 ausgebildet.
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Wie
in den 3(a) und 3(b) gezeigt
ist, ist die obere Außenfläche der
Adapterplatte 40 mit einem Relief ausgestattet, das als
ringförmige
Erhebung oder ringförmiger
Vorsprung 58 ausgebildet ist. Der Innendurchmesser des
ringförmigen
Vorsprungs 58 bildet einen Flächenbereich A, und die Erhebung oder
der Vorsprung 58 besitzt eine Oberfläche B, die an der gegenüberliegenden
Oberfläche
der von der Hut- oder Überwurfmutter 46 gebildeten
vertieften oder zurückspringenden
Oberfläche 48 im
Bereich der Grenzfläche 50 zu
Anlage gelangen bzw. angreifen kann. Der von der Hut- oder Überwurfmutter 46 aufgebrachte
Anpressdruck dient dazu, die Hut- oder Überwurfmutter 46 in
Anlage mit dem auf der Adapterplatte 40 ausgebildeten Vorsprung 58,
die Adapterplatte 40 in Anlage mit dem Ventilgehäuse 26 und das
Ventilgehäuse 26 in
Anlage mit dem Pumpengehäuse 14 zu
drücken,
derart, dass im Wesentlichen fluiddichte Abdichtungen im Bereich
der ersten, der zweiten und der dritten Grenzfläche 50, 54 und 56 gebildet
werden. Unter normalen Betriebsbedingungen kann daher nichts von
dem Kraftstoff, der von der Pumpenkammer 24 durch die Hochdruck-Kraftstoffleitung
zu dem Auslass der Pumpe 10 fließt, zwischen den verschiedenen
Gehäuseteilen
zu niedrigem Druck durchsickern.
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Im
Betrieb, wenn der Stellantrieb 38 heruntergeschaltet ist,
nimmt das Drucksteuer-Ventilelement 30 eine Stellung ein,
in welcher es von der Sitzfläche
beabstandet ist, die von der durchgehenden Bohrung 28 gebildet
wird, so dass eine Verbindung zwischen dem Bereich der Hochdruck-Kraftstoffleitung,
der durch den ersten Kanal 32 gebildet wird, und dem Niederdruckablauf
möglich
ist. Unter solchen Umständen
verursacht eine Bewegung der Nocken- und Stößel-Anordnung 20,
die zu einer Hin- und Herbewegung des Kolbenelements 18 innerhalb der
ersten Bohrung 16 führt,
dass Kraftstoff in einer Weise, die einem Fachmann geläufig sein
sollte, aus dem Niederdruckspeicher in die Pumpenkammer 24 gesaugt
und aus der Pumpenkammer 24 zu dem Niederdruckspeicher
verdrängt
wird. Wenn der Stellantrieb 38 mit Energie beaufschlagt
wird, wird das Drucksteuer-Ventilelement 30 in Anlage mit
der Sitzfläche
gedrückt,
was die Verbindung zwischen demjenigen Bereich der Hochdruck-Kraftstoffleitung,
der durch den ersten Kanal 32 gebildet wird, und dem Niederdruckablauf
unterbricht. Unter solchen Umständen
bewirkt die Bewegung der Nocken- und Stößel-Anordnung 20,
dass das Kolbenelement 18 einen Pumphub ausführt, wodurch
bewirkt wird, dass Kraftstoff innerhalb der Pumpenkammer 24 unter
einen hohen Druck gesetzt wird. Aufgrund der im Wesentlichen fluiddichten
Abdichtungen zwischen dem Pumpengehäuse 14 und dem Ventilgehäuse 26 im
Bereich der zweiten Grenzfläche 54,
zwischen dem Ventilgehäuse 26 und
der Adapterplatte 40 im Bereich der dritten Grenzfläche 56 und
zwischen der auf der Oberfläche
der Adapterplatte 40 gebildeten Erhebung oder diesem Vorsprung 58 und
der Hut- oder Überwurfmutter 46 im
Bereich der ersten Grenzfläche 50 wird
eine Leckage von Kraftstoff aus der Hochdruck-Kraftstoffleitung
im Wesentlichen vermieden.
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Wie
in 4 dargestellt, wird unter Umständen, unter denen der Kraftstoffdruck
innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung einen vorgegebenen Betrag übersteigt,
der Vorsprung 58 auf der Oberfläche der Adapterplatte 40 veranlasst,
sich gegen die Wirkung des Anpressdrucks, der von der Hut- oder Überwurfmutter 46 ausgeübt wird,
von der Hut- oder Überwurfmutter 46 zu
trennen, so dass die Oberfläche
des Vorsprungs 58 und die gegenüberliegende Oberfläche der
Hut- oder Überwurfmutter 46 zusammen
einen ringförmigen
Spalt 61 mit einem beschränkten Durchflussbereich bilden,
durch den Kraftstoff aus der Hochdruck-Kraftstoffleitung zu der
Kammer 62 und damit zu niederem Druck fließen kann.
Unter solchen Umständen
wird der Druck von Kraftstoff innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung
verringert. Es sollte daher klar sein, dass die Hut- oder Überwurfmutter 46 und
die Adapterplatte 40 eine Überdruckventil-Anordnung bilden,
die dazu dient, den Druck des Kraftstoffs innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung
auf einen annehmbaren, vorgegebenen Wert zu begrenzen. Die Hut- oder Überwurfmutter 46 und
die Adapterplatte 40 bilden entsprechende Ventiloberflächen des Überdruckventils,
die unter normalen Umständen
dichtend aneinander angreifen, die sich aber unter solchen Umständen voneinander
trennen, in denen der Druck des Kraftstoffs innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung
zwischen der Pumpenkammer 24 und dem Auslass für die Pumpe 10 einen
akzeptablen Wert übersteigt.
Dies kann beispielsweise dann auftreten, wenn ein Fehler, eine Blockierung oder
ein Versagen des bzw. im Kraftstoffsystem(s) auftritt. Das Vorsehen
des Überdruckventils
stellt sicher, dass eine möglicherweise
auftretende Beschädigung
an den einzelnen Bauteilen der Pumpe und/oder des Einspritzventils,
die ansonsten im Falle eines solchen Fehlers, einer solchen Blockierung oder
eines solchen Versagens auftreten könnte, vermieden werden kann.
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Der
vorgegebene maximale Druck, bei dem sich der Vorsprung 58 auf
der Oberfläche
der Adapterplatte 40 unter Öffnung des verengten Spalts 61 von
der Hut- oder Überwurfmutter 46 trennt,
wird großenteils
durch den Oberflächenbereich
A, der dem Kraftstoffdruck innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung
ausgesetzt ist, und dem von der Hut- oder Überwurfmutter 46 ausgeübten Anpressdruck
bestimmt. Der Oberflächenbereich
B des Vorsprungs 58 kann diesen vorgegebenen Maximaldruck
beeinflussen, weil er auf Grund von Oberflächenunregelmäßigkeiten
auf der zurückspringenden
Oberfläche 48 der
Hut- oder Überwurfmutter 46 und/oder
auf der Oberfläche
der Adapterplatte 40 dem Kraftstoffdruck in unterschiedlichem
Ausmaß ausgesetzt
sein kann. Der innere Durchmesser des ringförmigen Vorsprungs 58 (das
heißt
der Rand des Bereichs A) und die Steifigkeit der Grenzfläche 46, 40 zwischen
der Hut- oder Überwurfmutter
und der Adapterplatte bestimmen den Strömungsbereich durch den verengten Spalt 61 und
legen zusammen mit dem zusätzlichen Effekt
der Länge
des verengten Spalts 61 (festgelegt durch die Gestalt des
Oberflächenbereichs
B) das Ausmaß fest,
mit dem Kraftstoff aus der Hochdruck-Kraftstoffleitung zu niederem
Druck austreten kann. Die Charakteristiken der Drucksteuerungs-Anordnung
sind derart, dass das Verhältnis
zwischen dem austretenden Strom (Leckage-Strom oder Sickerstrom)
und dem Druck in der Kraftstoffleitung deshalb von dem Oberflächenbereich
A, dem Rand des Bereichs A, dem Oberflächenbereich B, der Gestalt
des Oberflächenbereichs
B, der Steifigkeit der Grenzfläche
zwischen der Hut- oder Überwurfmutter 46 und
der Adapterplatte 40 und dem Anpressdruck bestimmt wird.
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Es
sollte klar sein, dass das Relief nicht notwendigerweise auf der
Oberfläche
der Adapterplatte 40 vorhanden sein muss, sondern alternativ
auf der zurückspringenden
Oberfläche 48 der
Hut- oder Überwurfmutter 46 ausgebildet
sein kann.
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In
einer weiteren alternativen Ausführungsform
der Erfindung kann die zurückspringende
Oberfläche 48 der
Hut- oder Überwurfmutter 46 auch
mit einem entsprechenden Relief ausgestattet sein, das mit dem auf
der Oberfläche
der Adapterplatte 40 vorhandenen Vorsprung 48 zusammenwirken
kann. Es kann im Hinblick auf die anderen Bauteile und/oder Kanäle in der
Nachbarschaft der zweiten und der dritten Grenzfläche 54, 56 auch
günstig
sein, Reliefs auf einer oder auf beiden der zwei aneinander angreifenden
Oberflächen
an der zweiten und der dritten Grenzfläche 54, 56 zwischen
dem Ventilgehäuse 26 und
dem Pumpengehäuse 14 beziehungsweise
zwischen der Adapterplatte 40 und dem Ventilgehäuse 26 vorzusehen.
Der Kraftstoffdruck innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung wird
aufgrund der Strömung
durch verengte Strömungswege
aus zwei oder mehr Bereichen der Hochdruckleitung heraus verringert,
falls der Kraftstoffdruck innerhalb der Hochdruckleitung den maximalen
Betrag übersteigt.
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Eine
Drucksteuerungs-Anordnung, wie voranstehend beschrieben, kann in
jedem beliebigen Teil eines Kraftstoffsystems vorgesehen sein und
ist nicht darauf beschränkt,
in einer einheitlichen Kraftstoffpumpe wie in den 1 und 2 gezeigt
eingesetzt zu werden. Beispielsweise kann die Drucksteuerungs-Anordnung
innerhalb einer Pumpen-Einspritzventil-Einheit
oder in einem Kraftstoff-Einspritzventil als solchem vorgesehen
sein.
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Es
sollte klar sein, dass das auf der Oberfläche der Adapterplatte 40 oder
auf einer oder mehreren der anderen Oberflächen des Pumpengehäuses 14 und
des Ventilgehäuses 26 vorgesehene
Relief nicht notwendigerweise die Gestalt eines einzigen ringförmigen Vorsprungs
annehmen muss, sondern eine beliebige Gestalt besitzen kann, beispielsweise eine
Gestalt mit mehreren Nockenbuckeln oder eine Gestalt mit mehrfachen
Flächenbereichen,
die den geeigneten Oberflächenbereich
A, der dem Kraftstoffdruck innerhalb der Hochdruck-Kraftstoffleitung ausgesetzt
ist, und den geeigneten Oberflächenbereich
B, der erforderlich ist, um die notwendigen Überdruckventil-Eigenschaften
der Drucksteuerungs-Anordnung bereitzustellen, bildet. Beispielsweise
wäre es
möglich,
dass zwei oder mehr ringförmige
Erhebungen oder Vorsprünge
vorhanden wären,
die das Relief auf einer einzigen Oberfläche bilden. Es sollte außerdem klar
sein, dass die Klemmvorrichtung, die verwendet wird, um den Anpressdruck
auf die Adapterplatte 40 aufzubringen, nicht notwendigerweise
mit Hilfe einer Hut- oder Überwurfmutter
aufgebracht werden muss, und dass andere Klemm-Mittel eingesetzt werden können, um
den erforderlichen Anpressdruck bereitzustellen.