EP3054144A1 - Überströmventil für eine hochdruckpumpe, insbesondere steckpumpe, sowie hoch-druckpumpe mit einem solchen überströmventil - Google Patents

Überströmventil für eine hochdruckpumpe, insbesondere steckpumpe, sowie hoch-druckpumpe mit einem solchen überströmventil Download PDF

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EP3054144A1
EP3054144A1 EP15200341.4A EP15200341A EP3054144A1 EP 3054144 A1 EP3054144 A1 EP 3054144A1 EP 15200341 A EP15200341 A EP 15200341A EP 3054144 A1 EP3054144 A1 EP 3054144A1
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EP
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valve
pump
valve housing
pressure pump
bore
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Jochen Aleker
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Robert Bosch GmbH
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    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/005—Pressure relief valves

Definitions

  • the invention relates to an overflow valve for a preferably designed as a plug-pump high-pressure pump in a fuel injection system of an internal combustion engine having the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a high-pressure pump, in particular plug-in pump, with such a relief valve.
  • An overflow valve of the aforementioned type is used for the mechanical control of the filling pressure of the high-pressure pump.
  • the overflow valve is arranged in an inlet region of the high-pressure pump and opens when the pressure in the inlet region exceeds a predetermined pressure. With the opening of the overflow valve, an excess amount of fuel is then supplied from the inlet region to a return region.
  • the overflow valve can be integrated into a high-pressure pump or be part of an assembly that can be connected to the high-pressure pump.
  • a low-pressure unit for a fuel pump in particular a high-pressure pump of an air-compressing, self-igniting internal combustion engine, known which serves to supply the fuel pump with fuel and has an overflow valve to control an excess amount of fuel.
  • the overflow valve is integrated into a housing of the low-pressure unit, via which the low-pressure unit can be connected to the fuel pump.
  • the connection is made in such a way that the housing can be fastened in different angular positions on the fuel pump.
  • inlet and Return nozzles are formed by the housing of the low pressure unit, they can be aligned according to the respective angular positions in space.
  • An overflow valve of the aforementioned type is unnecessary if the fuel injection system in addition to the high-pressure pump comprises a regulated electric fuel pump as Vor fundamentalpumpe. Because then the high pressure pump supplied amount of fuel and thus the filling pressure can be specified by the electric fuel pump.
  • the present invention is based on the object of specifying a type of modular system, which comprises as the smallest unit an overflow valve, which can be attached to a high-pressure pump in a simple manner.
  • the attachment of the overflow valve to the high-pressure pump is in particular no structural changes to the high-pressure pump itself requires to this - depending on the design of the fuel injection system - to use either with or without overflow. This increases the possible applications of the high-pressure pump.
  • the spill valve should be simple and inexpensive to produce.
  • the overflow valve is specified with the features of claim 1. Furthermore, a high-pressure pump, in particular plug-in pump, proposed with such a spill valve. Advantageous developments of the invention can be found in the respective subclaims.
  • the overflow valve proposed for a high-pressure pump, in particular a plug-in pump, in a fuel injection system of an internal combustion engine comprises a valve piston which is received axially displaceably in a central bore of a valve housing for connection of an inlet with a return against the spring force of a valve spring.
  • the valve housing has at least two radial bores, which are arranged at an axial distance from each other and open into the central bore, wherein the first radial bore part of the inlet and the second radial bore part of the return line.
  • both the return and the inlet are aligned radially with respect to the central bore of the spill valve. Because this means that the central bore of the overflow valve can be used as an inlet for the high-pressure pump. This means that the inflow of fuel takes place via the overflow valve. This in turn has the consequence that a supply connection provided on the high-pressure pump, usually for connection to a supply line, can be dispensed with. The vacated space can instead be used for the attachment of the overflow valve. Since the inlet nozzle is a standardized component and therefore has defined dimensions, the valve housing of the overflow valve can be designed accordingly. This ensures that the overflow valve can be fitted to most high-pressure pumps. Because they have a matched to the standardized inlet nozzle receiving bore. This means that the same interface can be used optionally for mounting the inlet nozzle or the overflow valve.
  • the overflow valve according to the invention thus enables the realization of a cost-effective pump construction kit.
  • the spill valve can be mounted comparatively close to the high pressure area of the high pressure pump. This has the advantage that pressure losses in the supply line and / or in an upstream fuel filter can be counteracted. Furthermore, such a fitted overflow valve has a damping effect in volume waves or pressure pulsations.
  • the valve housing of the overflow valve is at least partially surrounded by a connecting body, which has at least two connecting pieces.
  • a first connection piece serves to connect a supply line and a second connection piece serves to connect a return line.
  • the connecting body can thus replace a standard inlet nozzle, which is preferably eliminated when mounting the overflow valve according to the invention to a high-pressure pump.
  • the connecting pieces of the connection body can be brought into overlap with the radial bores provided in the valve housing of the overflow valve. This means that the connecting pieces are aligned substantially radially with respect to the central bore of the spill valve and arranged at an axial distance from each other.
  • the connecting pieces can be brought into overlap with annular grooves formed in the valve housing on the outer circumference side, into which the radial bores open. In this case, the angular position of the connecting piece in relation to the valve housing of the overflow valve plays no role, so that the connecting pieces are arbitrarily aligned and the respective installation situation customizable.
  • connection body for fixing the angular position of the connecting piece is rotatable relative to the valve housing.
  • the rotatability of the connecting body relative to the valve housing can be realized in that the valve housing has a cylindrical portion which is enclosed by a sleeve-shaped portion of the connecting body, to which the connecting pieces are attached radially.
  • the connecting body can also be designed in several parts.
  • connection body is made of a plastic material.
  • thermoplastic materials are suitable.
  • the production takes place by means of an injection process, in particular using a slide tool.
  • the connecting body can also be made of a metallic material, such as aluminum or an aluminum alloy.
  • a plastic connector body If a plastic connector body is used, it can be pressed onto the valve housing in such a way that the required seal is ensured at the same time via the press fit.
  • the interference fit also prevents undesired rotation of the connection body relative to the valve housing.
  • the outer circumference in the valve housing at least one annular groove is formed for receiving a sealing ring.
  • the connecting body can then be pushed onto the valve housing in such a way that the sealing ring is compressed in the radial direction and rests under radial prestress on both the valve housing and the connecting body.
  • a kind of interference fit of the connector body is achieved on the valve housing, which prevents undesirable rotation of the connector body relative to the valve housing.
  • the annular groove for receiving the sealing ring in the axial direction between the two radial bores of the valve housing and / or the annular grooves is arranged, in which open the two radial bores.
  • the connection body at least two such sealing points between the two radial bores or annular grooves are provided.
  • a seal of the valve housing formed in the central bore to the outside is preferably achieved via a closure body, which is preferably pressed into the central bore. Further preferably, the valve spring is axially supported on the closure body, so that the average opening pressure of the overflow valve can be adjusted via the press-in depth of the closure body.
  • the valve housing of the overflow valve preferably has an external thread.
  • the external thread allows the screwing of the valve housing in a receiving bore of the high pressure pump, which usually serves to receive a standard inlet nozzle and this is equipped with an internal thread.
  • the screwed connection thus enables a particularly simple and cost-effective variation of the high-pressure pump in order to adapt it to the respective customer-specific circumstances. Because on the pump body, in particular on the barrel or cylinder head, which is usually made of a high-strength hardened steel, no costly and therefore expensive structural changes must be made. This applies in particular if the external thread provided for connecting the overflow valve to the high-pressure pump is arranged on a stub-shaped end of the valve housing.
  • the valve housing has at one end or at a further end a geometry formed on the outer circumference side or the inner circumference side as a point of attack. or engagement surface for a tool.
  • the geometry should ensure an anti-rotation of the tool relative to the valve housing to facilitate screwing the valve housing into a receiving bore of the high-pressure pump.
  • this is therefore preferably designed as a hexagon socket or Torx.
  • the further proposed for a fuel injection system of an internal combustion engine high-pressure pump, in particular plug-in pump, is characterized in that it comprises an inventive overflow valve.
  • the valve housing of the overflow valve is screwed into a receiving bore of a pump body.
  • the receiving bore preferably extends radially with respect to a cylinder bore of the pump body, in which a pump piston for limiting a pump working space is received in a liftable manner.
  • This arrangement provides an arrangement near the high pressure area of the high pressure pump so that the spill valve is capable of reducing pressure losses and dampening pressure pulsations.
  • this arrangement corresponds to the arrangement of a standard inlet nozzle, so that either such or the overflow valve according to the invention can be inserted into the receiving bore.
  • the receiving bore provided in the pump body is connected via a connecting channel, which is preferably designed as an oblique bore, to a low-pressure region in which an inlet valve is arranged.
  • a connecting channel which is preferably designed as an oblique bore
  • the inlet valve which serves to fill the pump working space with fuel, is preferably installed or installed axially with respect to the cylinder bore of the pump body of the high-pressure pump. This means that in the case of an outwardly opening inlet valve, it opens in the flow direction into the pump working chamber. This facilitates the filling of the pump working space with fuel.
  • the in the Fig. 1 shown high-pressure pump 2 is designed as a plug-in pump. It comprises a pump body 21 with a cylinder bore 22, in which a pump piston 23 is received to and fro movable.
  • the pump piston 23 defines a pump working space 24 formed in the cylinder bore 22.
  • an inlet valve 27 is provided, which is arranged in a low-pressure region 26 of the high-pressure pump 2 and opens into the pump working chamber 24.
  • fuel is supplied to the pump working chamber 24 via the inlet valve 27. This is then compressed in the delivery operation of the high-pressure pump and then fed via an outlet valve 28 to a high-pressure accumulator (not shown).
  • the high-pressure pump 2 can be connected to a supply line (not shown).
  • the connection is either via a standard inlet nozzle (not shown), which can be screwed into a receiving bore 20 of the high-pressure pump 2, or - as in the Fig. 1 represented - via a connecting piece 12, which is part of a connecting body 11 of a spill valve 1, which is screwed into the receiving bore 20 of the valve housing 8 instead of a standard inlet nozzle.
  • the inlet takes place in this case via the overflow valve 1 and the receiving bore 20, wherein the receiving bore 20 is connected via a connecting channel 25 with the low-pressure region 26.
  • valve housing 8 which is end equipped with an external thread 18 for screwing into the receiving bore 20 of the high-pressure pump 2.
  • a corresponding internal thread is formed in the receiving bore 20, a corresponding internal thread is formed.
  • the valve housing 8 at the other end has a geometry 19 which is formed as a hexagon socket for receiving a corresponding tool (see Fig. 2 or Fig. 3 ).
  • connection body 11 which forms the inlet 4 serving as connecting piece 12.
  • connection piece 12 of the connecting body 11 forms a further connection piece 13, which serves as a return 5.
  • Der Anschlußstutzen 13 ist mit dem Stanford Research 12sky.
  • the connecting body 11 is rotatably arranged relative to the valve housing 8.
  • FIG. 2 serving as inlet 4 and return 5 connecting pieces 12, 13 are arranged at an axial distance from each other.
  • radial bores 9, 10, which are formed in the valve housing 8 and on the one hand in a central bore 7 and on the other hand in the outer peripheral side annular grooves 14, 15 open to produce a hydraulic connection of the radial bores 9, 10 with the connecting pieces 12, 13.
  • the inlet thus takes place via the connecting piece 12, the annular groove 14 and the radial bore 9, so that in the central bore 7 of the valve housing 8 of the overflow valve 1 inlet pressure prevails.
  • a valve piston 3 In the central bore 7 of the valve housing 8 of the overflow valve 1, a valve piston 3 is received axially displaceable, which is acted upon in the closing direction by the spring force of a valve spring 6. In the opening direction, inlet pressure is applied. If the inlet pressure exceeds a predetermined limit, the valve piston 3 is displaced against the spring force of the valve spring 6 in the direction of the radial bore 10 until a connection between inlet 4 and return 5 is established. In the open position of the overflow valve 1, an excess amount of fuel is supplied to the return, so that the inlet pressure drops below the predetermined limit again. The spring force of the valve spring 6 then returns the valve piston 3.
  • valve spring 6 is supported on the one hand directly on the valve piston 3 and on the other hand on a closure body 29, which is for this purpose pressed into the central bore 7.
  • closure body 29 also seals the central bore 7 to the outside.
  • a seal between the connecting body 11 and the valve housing 8 of the overflow valve 1 is effected by a sealing ring 17 which is inserted into an outer peripheral side annular groove 16 of the valve housing 8.
  • connection body 11 may have a pump body 21 facing, end-side annular groove 30 for receiving a sealing ring 17 (see Fig.2 or Fig. 3 ).
  • 8 further outer peripheral side annular grooves 16 may be formed for receiving sealing rings 17 in the valve housing.
  • At least one annular groove 16 for receiving a sealing ring 17 between the two radial bores 9, 10 and between the two annular grooves 14, 15 may be arranged.
  • the connecting body 11 is designed in several parts (not shown), for example, to align the two connecting pieces 12, 13 independently by turning relative to the valve housing 8, more sealing rings 17 are provided.
  • overflow valves 1 have in common that they can be attached to either a high-pressure pump 2, in particular a plug-in pump. If the installation situation requires no overflow valve 1, instead of the overflow valve 1, a standardized inlet connection piece can be screwed into the receiving bore 20 of the high-pressure pump 2. If an overflow valve 1 is required, the inlet connection piece can be removed and an overflow valve 1 according to the invention can be used, since this also comprises a connecting piece 12 serving as an inlet 4. In addition, no changes must be made to the high-pressure pump 2 itself.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Überströmventil (1) für eine Hochdruckpumpe (2), insbesondere Steckpumpe, in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, umfassend einen Ventilkolben (3), der zur Verbindung eines Zulaufs (4) mit einem Rücklauf (5) entgegen der Federkraft einer Ventilfeder (6) axial verschiebbar in einer zentralen Bohrung (7) eines Ventilgehäuses (8) aufgenommen ist. Erfindungsgemäß umfasst das Ventilgehäuse (8) mindestens zwei Radialbohrungen (9, 10), die in einem axialen Abstand zueinander angeordnet sind und in die Bohrung (7) münden, wobei die erste Radialbohrung (9) Teil des Zulaufs (4) und die zweite Radialbohrung (10) Teil des Rücklaufs (5) ist.
Ferner betrifft die Erfindung eine Hochdruckpumpe (2), insbesondere Steckpumpe, mit einem solchen Überströmventil (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Überströmventil für eine vorzugsweise als Steckpumpe ausgebildete Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Hochdruckpumpe, insbesondere Steckpumpe, mit einem solchen Überströmventil.
    • Stand der Technik
  • Ein Überströmventil der vorstehend genannten Art dient der mechanischen Steuerung des Fülldrucks der Hochdruckpumpe. Das Überströmventil ist hierzu in einem Zulaufbereich der Hochdruckpumpe angeordnet und öffnet, wenn der Druck im Zulaufbereich einen vorgegeben Druck übersteigt. Mit dem Öffnen des Überströmventils wird dann eine überschüssige Menge Kraftstoff aus dem Zulaufbereich einem Rücklaufbereich zugeführt. Das Überströmventil kann in eine Hochdruckpumpe integriert oder Bestandteil einer mit der Hochdruckpumpe verbindbaren Baugruppe sein.
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2009 000 835 A1 ist beispielsweise eine Niederdruckeinheit für eine Brennstoffpumpe, insbesondere eine Hochdruckpumpe einer luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine, bekannt, die der Versorgung der Brennstoffpumpe mit Kraftstoff dient und zur Absteuerung einer überschüssigen Kraftstoffmenge ein Überströmventil besitzt. Das Überströmventil ist dabei in ein Gehäuse der Niederdruckeinheit integriert, über welches die Niederdruckeinheit mit der Brennstoffpumpe verbindbar ist. Die Verbindung erfolgt in der Weise, dass das Gehäuse in verschiedenen Winkellagen an der Brennstoffpumpe befestigbar ist. Da Zulauf- und Rücklaufstutzen durch das Gehäuse der Niederdruckeinheit ausgebildet werden, können diese entsprechend den jeweiligen Winkellagen im Raum ausgerichtet werden.
  • Ein Überströmventil der vorstehend genannten Art ist entbehrlich, wenn das Kraftstoffeinspritzsystem neben der Hochdruckpumpe eine geregelte Elektrokraftstoffpumpe als Vorförderpumpe umfasst. Denn dann kann die der Hochdruckpumpe zugeführte Kraftstoffmenge und damit der Fülldruck durch die Elektrokraftstoffpumpe vorgegeben werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Art Baukastensystem anzugeben, das als kleinste Einheit ein Überströmventil umfasst, das in einfacher Weise an eine Hochdruckpumpe anbaubar ist. Der Anbau des Überströmventils an die Hochdruckpumpe soll insbesondere keine baulichen Veränderungen an der Hochdruckpumpe selbst erfordert, um diese - je nach Auslegung des Kraftstoffeinspritzsystems - wahlweise mit oder ohne Überströmventil einsetzen zu können. Dadurch erhöhen sich die Einsatzmöglichkeiten der Hochdruckpumpe. Ferner soll das Überströmventil einfach und kostengünstig herstellbar sein.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird das Überströmventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 angegeben. Ferner wird eine Hochdruckpumpe, insbesondere Steckpumpe, mit einem solchen Überströmventil vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Das für eine Hochdruckpumpe, insbesondere Steckpumpe, in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, vorgeschlagene Überströmventil umfasst einen Ventilkolben, der zur Verbindung eines Zulaufs mit einem Rücklauf entgegen der Federkraft einer Ventilfeder axial verschiebbar in einer zentralen Bohrung eines Ventilgehäuses aufgenommen ist. Erfindungsgemäß weist das Ventilgehäuse mindestens zwei Radialbohrungen auf, die in einem axialen Abstand zueinander angeordnet sind und in die zentrale Bohrung münden, wobei die erste Radialbohrung Teil des Zulaufs und die zweite Radialbohrung Teil des Rücklaufs ist.
  • Erfindungswesentlich ist, dass sowohl der Rücklauf als auch der Zulauf radial in Bezug auf die zentrale Bohrung des Überströmventils ausgerichtet sind. Denn dies bedeutet, dass die zentrale Bohrung des Überströmventils als Zulauf für die Hochdruckpumpe nutzbar ist. Das heißt, dass der Zulauf von Kraftstoff über das Überströmventil erfolgt. Dies wiederum hat zur Folge, dass ein an der Hochdruckpumpe üblicherweise zur Verbindung mit einer Zulaufleitung vorgesehener Zulaufstutzen entfallen kann. Der freiwerdende Platz kann stattdessen für den Anbau des Überströmventils genutzt werden. Da der Zulaufstutzen ein standardisiertes Bauteil ist und demzufolge definierte Abmessungen besitzt, kann das Ventilgehäuse des Überströmventils entsprechend ausgebildet werden. Dadurch ist gewährleistet, dass das Überströmventil an die meisten Hochdruckpumpen anbaubar ist. Denn diese besitzen eine an den standardisierten Zulaufstutzen angepasste Aufnahmebohrung. Das heißt, dass die gleiche Schnittstelle wahlweise für den Anbau des Zulaufstutzens oder des Überströmventils genutzt werden kann.
  • Das erfindungsgemäße Überströmventil ermöglicht somit die Realisierung eines kostengünstigen Pumpenbaukastens.
  • Wird die Schnittstelle genutzt, die üblicherweise für die Montage eines Standard-Zulaufstutzens vorgesehen ist, kann zudem das Überströmventil vergleichsweise nah am Hochdruckbereich der Hochdruckpumpe montiert werden. Dies besitzt den Vorteil, dass Druckverlusten in der Zulaufleitung und/oder in einem vorgeschalteten Kraftstofffilter entgegengewirkt werden kann. Ferner besitzt ein derart angebautes Überströmventil eine dämpfende Wirkung bei Mengenwellen bzw. Druckpulsationen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Ventilgehäuse des Überströmventils zumindest bereichsweise von einem Anschlusskörper umgeben, der mindestens zwei Anschlussstutzen besitzt. Ein erster Anschlussstutzen dient dem Anschluss einer Zulaufleitung und ein zweiter Anschlussstutzen dient dem Anschluss einer Rücklaufleitung. Der Anschlusskörper vermag somit einen Standard-Zulaufstutzen zu ersetzen, der bei Anbau des erfindungsgemäßen Überströmventils an eine Hochdruckpumpe vorzugsweise entfällt.
  • Die Anschlussstutzen des Anschlusskörpers sind in Überdeckung mit den im Ventilgehäuse des Überströmventils vorgesehenen Radialbohrungen bringbar. Das heißt, dass auch die Anschlussstutzen im Wesentlichen radial in Bezug auf die zentrale Bohrung des Überströmventils ausgerichtet und in einem axialen Abstand zueinander angeordnet sind. In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Anschlussstutzen in Überdeckung mit außenumfangseitig im Ventilgehäuse ausgebildeten Ringnuten bringbar sind, in welche die Radialbohrungen münden. In diesem Fall spielt die Winkellage der Anschlussstutzen in Bezug auf das Ventilgehäuse des Überströmventils keine Rolle, so dass die Anschlussstutzen beliebig ausrichtbar und der jeweiligen Einbausituation anpassbar sind.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass der Anschlusskörper zur Festlegung der Winkellage der Anschlussstutzen drehbar gegenüber dem Ventilgehäuse ist. Die Drehbarkeit des Anschlusskörpers gegenüber dem Ventilgehäuse kann dadurch realisiert werden, dass das Ventilgehäuse einen zylinderförmigen Abschnitt besitzt, der von einem hülsenförmigen Abschnitt des Anschlusskörpers umschlossen wird, an den die Anschlussstutzen radial angesetzt sind. Um die beiden Anschlussstutzen unabhängig voneinander gegenüber dem Ventilgehäuse des Überströmventils zu verdrehen, kann der Anschlusskörper auch mehrteilig ausgeführt sein.
  • Bevorzugt ist der Anschlusskörper aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Hierzu eigenen sich beispielsweise thermoplastische Kunststoffe. Ferner bevorzugt erfolgt die Herstellung mittels eines Spritzprozesses, insbesondere unter Verwendung eines Schieber-Werkzeugs. Sofern es höhere Anforderungen an die Festigkeit zu erfüllen gilt, kann der Anschlusskörper auch aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, gefertigt werden.
  • Gelangt ein Anschlusskörper aus Kunststoff zum Einsatz, kann dieser auf das Ventilgehäuse in der Weise aufgepresst werden, dass über den Presssitz zugleich die erforderliche Abdichtung gewährleistet ist. Der Presssitz verhindert zudem ein unerwünschtes Verdrehen des Anschlusskörpers gegenüber dem Ventilgehäuse.
  • Alternativ oder ergänzend, insbesondere bei Verwendung eines Anschlusskörpers aus einem metallischen Werkstoff, wird vorgeschlagen, dass außenumfangseitig im Ventilgehäuse mindestens eine Ringnut zur Aufnahme eines Dichtrings ausgebildet ist. Der Anschlusskörper kann dann derart auf das Ventilgehäuse geschoben werden, dass der Dichtring in radialer Richtung zusammengepresst wird und unter radialer Vorspannung sowohl am Ventilgehäuse als auch am Anschlusskörper anliegt. Zugleich wird eine Art Presssitz des Anschlusskörpers auf dem Ventilgehäuse erreicht, der ein unerwünschtes Verdrehen des Anschlusskörpers gegenüber dem Ventilgehäuse verhindert.
  • Vorzugsweise ist die Ringnut zur Aufnahme des Dichtrings in axialer Richtung zwischen den beiden Radialbohrungen des Ventilgehäuses und/oder den Ringnuten angeordnet, in welche die beiden Radialbohrungen münden. Bei einer mehrteiligen Ausführung des Anschlusskörpers sind mindestens zwei derartige Dichtstellen zwischen den beiden Radialbohrungen bzw. Ringnuten vorzusehen.
  • Eine Abdichtung der im Ventilgehäuse ausgebildeten zentralen Bohrung nach außen wird bevorzugt über einen Verschlusskörper erreicht, der vorzugsweise in die zentrale Bohrung eingepresst ist. Weiterhin bevorzugt ist am Verschlusskörper die Ventilfeder axial abgestützt, so dass über die Einpresstiefe des Verschlusskörpers der mittlere Öffnungsdruck des Überströmventils einstellbar ist.
  • Zur Verbindung des Überströmventils mit der Hochdruckpumpe besitzt vorzugsweise das Ventilgehäuse des Überströmventils ein Außengewinde. Das Außengewinde ermöglicht das Einschrauben des Ventilgehäuses in eine Aufnahmebohrung der Hochdruckpumpe, die üblicherweise der Aufnahme eines Standard-Zulaufstutzens dient und hierzu mit einem Innengewinde ausgestattet ist. Die geschraubte Verbindung ermöglicht somit eine besonders einfache und kostengünstige Variation der Hochdruckpumpe, um sie an die jeweiligen kundenspezifischen Gegebenheiten anzupassen. Denn am Pumpenkörper, insbesondere am Barrel oder Zylinderkopf, der in der Regel aus einem hochfesten gehärteten Stahl gefertigt ist, müssen keine aufwendigen und damit teuren baulichen Änderungen vorgenommen werden. Dies gilt im Besonderen, wenn das zur Verbindung des Überströmventils mit der Hochdruckpumpe vorgesehene Außengewinde an einem stutzenförmigen Ende des Ventilgehäuses angeordnet ist.
  • Vorteilhafterweise besitzt das Ventilgehäuse an einem Ende bzw. einem weiteren Ende eine außenumfangseitig oder innenumfangseitig ausgebildete Geometrie als Angriffs- bzw. Eingriffsfläche für ein Werkzeug. Dabei sollte die Geometrie eine Verdrehsicherung des Werkzeugs gegenüber dem Ventilgehäuse gewährleisten, um das Einschrauben des Ventilgehäuses in eine Aufnahmebohrung der Hochdruckpumpe zu erleichtern. Im Falle einer innenumfangseitig ausgebildeten Geometrie ist diese daher bevorzugt als Innensechskant oder Torx ausgebildet.
  • Die ferner für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine vorgeschlagene Hochdruckpumpe, insbesondere Steckpumpe, zeichnet sich dadurch aus, dass sie ein erfindungsgemäßes Überströmventil umfasst. Das Ventilgehäuse des Überströmventils ist dabei in eine Aufnahmebohrung eines Pumpenkörpers eingeschraubt. Die Aufnahmebohrung verläuft vorzugsweise radial in Bezug auf eine Zylinderbohrung des Pumpenkörpers, in der ein Pumpenkolben zur Begrenzung eines Pumpenarbeitsraums hubbeweglich aufgenommen ist. Diese Anordnung gewährleistet eine Anordnung nahe dem Hochdruckbereich der Hochdruckpumpe, so dass das Überströmventil in der Lage ist, Druckverluste zu mindern und Druckpulsationen zu dämpfen. Ferner entspricht diese Anordnung der Anordnung eines Standard-Zulaufstutzens, so dass wahlweise ein solcher oder das erfindungsgemäße Überströmventil in die Aufnahmebohrung einsetzbar ist.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die im Pumpenkörper vorgesehene Aufnahmebohrung über einen Verbindungkanal, der vorzugsweise als Schrägbohrung ausgeführt ist, mit einem Niederdruckbereich verbunden ist, in dem ein Einlassventil angeordnet ist. Dies ermöglicht kurze Leitungswege. Ferner wird die Herstellung der Hochdruckpumpe vereinfacht, so dass die Herstellungskosten sinken.
  • Das Einlassventil, das der Befüllung des Pumpenarbeitsraums mit Kraftstoff dient, ist bevorzugt axial in Bezug auf die Zylinderbohrung des Pumpenkörpers der Hochdruckpumpe ein- oder angebaut. Das heißt, dass bei einem nach außen öffnenden Einlassventil dieses in Strömungsrichtung in den Pumpenarbeitsraum öffnet. Dadurch wird die Befüllung des Pumpenarbeitsraums mit Kraftstoff erleichtert.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
    • Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Hochdruckpumpe,
    • Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch das Überströmventil der Hochdruckpumpe der Fig. 1 und
    • Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Überströmventils.
    Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • Die in der Fig. 1 dargestellte Hochdruckpumpe 2 ist als Steckpumpe ausgeführt. Sie umfasst einen Pumpenkörper 21 mit einer Zylinderbohrung 22, in der ein Pumpenkolben 23 hin und her beweglich aufgenommen ist. Der Pumpenkolben 23 begrenzt einen Pumpenarbeitsraum 24, der in der Zylinderbohrung 22 ausgebildet ist. Zur Befüllung des Pumpenarbeitsraums 24 mit Kraftstoff ist ein Einlassventil 27 vorgesehen, das in einem Niederdruckbereich 26 der Hochdruckpumpe 2 angeordnet ist und in den Pumpenarbeitsraum 24 hinein öffnet. Im Saugbetrieb der Hochdruckpumpe 2 wird dem Pumpenarbeitsraum 24 über das Einlassventil 27 Kraftstoff zugeführt. Dieser wird dann im Förderbetrieb der Hochdruckpumpe verdichtet und anschließend über ein Auslassventil 28 einem Hochdruckspeicher (nicht dargestellt) zugeführt.
  • Zur Versorgung des Niederdruckbereichs 26 und damit des Einlassventils 27 mit Kraftstoff ist die Hochdruckpumpe 2 an eine Zulaufleitung (nicht dargestellt) anschließbar. Der Anschluss erfolgt entweder über einen Standard-Zulaufstutzen (nicht dargestellt), der in eine Aufnahmebohrung 20 der Hochdruckpumpe 2 einschraubbar ist, oder - wie in der Fig. 1 dargestellt - über einen Anschlussstutzen 12, der Bestandteil eines Anschlusskörpers 11 eines Überströmventils 1 ist, das anstelle eines Standard-Zulaufstutzens in die Aufnahmebohrung 20 des Ventilgehäuses 8 eingeschraubt ist. Der Zulauf erfolgt in diesem Fall über das Überströmventil 1 und die Aufnahmebohrung 20, wobei die Aufnahmebohrung 20 über einen Verbindungskanal 25 mit dem Niederdruckbereich 26 verbunden ist.
  • Das zugleich als Zulauf dienende Überströmventil 1 besitzt ein Ventilgehäuse 8, das endseitig mit einem Außengewinde 18 zum Einschrauben in die Aufnahmebohrung 20 der Hochdruckpumpe 2 ausgestattet ist. In der Aufnahmebohrung 20 ist ein entsprechendes Innengewinde ausgebildet. Das Einschrauben wird ferner dadurch erleichtert, dass das Ventilgehäuse 8 andernends eine Geometrie 19 besitzt, die als Innensechskant zur Aufnahme eines entsprechenden Werkzeugs ausgebildet ist (siehe Fig. 2 oder Fig. 3).
  • An den das Außengewinde 18 aufweisenden Endabschnitt des Ventilgehäuses 8 schließt sich ein weiterer Abschnitt an, der außerhalb des Pumpenkörpers 21 zu liegen kommt und von dem Anschlusskörper 11 umgeben ist, der den als Zulauf 4 dienenden Anschlussstutzen 12 ausbildet. Neben diesem Anschlussstutzen 12 bildet der Anschlusskörper 11 einen weiteren Anschlussstutzen 13 aus, der als Rücklauf 5 dient. Um die Anschlussstutzen 12, 13 in einer beliebigen Winkellage auszurichten, ist der Anschlusskörper 11 drehbar gegenüber dem Ventilgehäuse 8 angeordnet.
  • Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, sind die als Zulauf 4 und Rücklauf 5 dienenden Anschlussstutzen 12, 13 in einem axialen Abstand zueinander angeordnet. Gleiches gilt für Radialbohrungen 9, 10, die im Ventilgehäuse 8 ausgebildet sind und einerseits in eine zentrale Bohrung 7 sowie andererseits in außenumfangseitige Ringnuten 14, 15 münden, um eine hydraulische Verbindung der Radialbohrungen 9, 10 mit den Anschlussstutzen 12, 13 herzustellen. Der Zulauf erfolgt demnach über den Anschlussstutzen 12, die Ringnut 14 und die Radialbohrung 9, so dass in der zentralen Bohrung 7 des Ventilgehäuses 8 des Überströmventils 1 Zulaufdruck herrscht.
  • In der zentralen Bohrung 7 des Ventilgehäuses 8 des Überströmventils 1 ist ein Ventilkolben 3 axial verschiebbar aufgenommen, der in Schließrichtung von der Federkraft einer Ventilfeder 6 beaufschlagt ist. In Öffnungsrichtung liegt Zulaufdruck an. Übersteigt der Zulaufdruck einen vorgegebenen Grenzwert, wird der Ventilkolben 3 entgegen der Federkraft der Ventilfeder 6 in Richtung der Radialbohrung 10 verschoben, bis eine Verbindung zwischen Zulauf 4 und Rücklauf 5 hergestellt ist. In Offenstellung des Überströmventils 1 wird eine überschüssige Menge Kraftstoff dem Rücklauf zugeführt, so dass der Zulaufdruck wieder unterhalb des vorgegebenen Grenzwertes sinkt. Die Federkraft der Ventilfeder 6 stellt dann den Ventilkolben 3 zurück.
  • Die Ventilfeder 6 ist einerseits unmittelbar am Ventilkolben 3 und andererseits an einem Verschlusskörper 29 abgestützt, der hierzu in die zentrale Bohrung 7 eingepresst ist. Der Verschlusskörper 29 dichtet zudem die zentrale Bohrung 7 nach außen hin ab. Eine Abdichtung zwischen dem Anschlusskörper 11 und dem Ventilgehäuse 8 des Überströmventils 1 wird durch einen Dichtring 17 bewirkt, der in eine außenumfangseitige Ringnut 16 des Ventilgehäuses 8 eingelegt ist.
  • Werden höhere Anforderungen an die Dichtigkeit gestellt, können weitere Dichtringe 17 vorgesehen werden. Beispielsweise kann der Anschlusskörper 11 eine dem Pumpenkörper 21 zugewandte, stirnseitige Ringnut 30 zur Aufnahme eines Dichtrings 17 besitzen (siehe Fig.2 oder Fig. 3). Ferner können im Ventilgehäuse 8 weitere außenumfangseitige Ringnuten 16 zur Aufnahme von Dichtringen 17 ausgebildet sein.
  • Um den Zulauf 4 gegenüber dem Rücklauf 5 abzudichten, kann - wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 dargestellt - mindestens eine Ringnut 16 zur Aufnahme eines Dichtrings 17 zwischen den beiden Radialbohrungen 9, 10 bzw. zwischen den beiden Ringnuten 14, 15 angeordnet sein. Sofern der Anschlusskörper 11 mehrteilig ausgeführt ist (nicht dargestellt), um beispielsweise die beiden Anschlussstutzen 12, 13 unabhängig voneinander durch Verdrehen gegenüber dem Ventilgehäuse 8 ausrichten zu können, sind weitere Dichtringe 17 vorzusehen.
  • Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Überströmventile 1 haben jeweils gemein, dass sie wahlweise an eine Hochdruckpumpe 2, insbesondere eine Steckpumpe, anbaubar sind. Sofern die Einbausituation kein Überströmventil 1 erfordert, kann anstelle des Überströmventils 1 ein standardisierter Zulaufstutzen in die Aufnahmebohrung 20 der Hochdruckpumpe 2 eingeschraubt werden. Ist ein Überströmventil 1 erforderlich, kann der Zulaufstutzen entfernt und ein erfindungsgemäßes Überströmventil 1 eingesetzt werden, da dieses zugleich einen als Zulauf 4 dienenden Anschlussstutzen 12 umfasst. An der Hochdruckpumpe 2 selbst müssen darüber hinaus keine Änderungen vorgenommen werden.

Claims (9)

  1. Überströmventil (1) für eine Hochdruckpumpe (2), insbesondere Steckpumpe, in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, umfassend einen Ventilkolben (3), der zur Verbindung eines Zulaufs (4) mit einem Rücklauf (5) entgegen der Federkraft einer Ventilfeder (6) axial verschiebbar in einer zentralen Bohrung (7) eines Ventilgehäuses (8) aufgenommen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (8) mindestens zwei Radialbohrungen (9, 10) aufweist, die in einem axialen Abstand zueinander angeordnet sind und in die zentrale Bohrung (7) münden, wobei die erste Radialbohrung (9) Teil des Zulaufs (4) und die zweite Radialbohrung (10) Teil des Rücklaufs (5) ist.
  2. Überströmventil (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (8) zumindest bereichsweise von einem Anschlusskörper (11) umgeben ist, der mindestens zwei Anschlussstutzen (12, 13) für den Anschluss einer Zulaufleitung und einer Rücklaufleitung besitzt, wobei die Anschlussstutzen (12, 13) in Überdeckung mit den Radialbohrungen (9, 10) oder in Überdeckung mit außenumfangseitig im Ventilgehäuse (8) ausgebildeten Ringnuten (14, 15) bringbar sind, in welche die Radialbohrungen (9, 10) münden.
  3. Überströmventil (1) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskörper (11) zur Festlegung der Winkellage der Anschlussstutzen (12, 13) drehbar gegenüber dem Ventilgehäuse (8) ist.
  4. Überströmventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass außenumfangseitig im Ventilgehäuse (8) mindestens eine Ringnut (16) zur Aufnahme eines Dichtrings (17) ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Ringnut (16) in axialer Richtung zwischen den Radialbohrungen (9, 10) und/oder den Ringnuten (14, 15) angeordnet ist.
  5. Überströmventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (8) ein Außengewinde (18) zur Verbindung mit der Hochdruckpumpe (2) besitzt, wobei vorzugsweise das Außengewinde (18) an einem stutzenförmigen Ende des Ventilgehäuses (8) angeordnet ist.
  6. Überströmventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (8) an einem Ende eine außenumfangseitig oder innenumfangseitig ausgebildete Geometrie (19) als Angriffs- bzw. Eingriffsfläche für ein Werkzeug besitzt, wobei vorzugsweise die innenumfangseitig ausgebildete Geometrie (19) als Innensechskant oder Torx ausgebildet ist.
  7. Hochdruckpumpe (2), insbesondere Steckpumpe, für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit einem Überströmventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilgehäuse (8) des Überströmventils (1) in eine Aufnahmebohrung (20) eines Pumpenkörpers (21) eingeschraubt ist, die vorzugsweise radial in Bezug auf eine Zylinderbohrung (22) des Pumpenkörpers (21) verläuft, in der ein Pumpenkolben (23) zur Begrenzung eines Pumpenarbeitsraums (24) hubbeweglich aufgenommen ist.
  8. Hochdruckpumpe (2) nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebohrung (20) über einen Verbindungkanal (25), der vorzugsweise als Schrägbohrung ausgeführt ist, mit einem Niederdruckbereich (26) verbunden ist, in dem ein Einlassventil (27) angeordnet ist.
  9. Hochdruckpumpe (2) nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (27) axial in Bezug auf die Zylinderbohrung (22) des Pumpenkörpers (21) ein- oder angebaut ist.
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