EP4048885A1 - Kraftstoff-hochdruckpumpe - Google Patents

Kraftstoff-hochdruckpumpe

Info

Publication number
EP4048885A1
EP4048885A1 EP20780178.8A EP20780178A EP4048885A1 EP 4048885 A1 EP4048885 A1 EP 4048885A1 EP 20780178 A EP20780178 A EP 20780178A EP 4048885 A1 EP4048885 A1 EP 4048885A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
holding element
fuel pump
pressure fuel
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20780178.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Kornhaas
Lars Gonnermann
Stephan Wehr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4048885A1 publication Critical patent/EP4048885A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0003—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure
    • F02M63/0005—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure using valves actuated by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46—Valves
    • F02M59/462—Delivery valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0033—Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat
    • F02M63/0036—Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat with spherical or partly spherical shaped valve member ends
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • 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 a high-pressure fuel pump for a fuel injection system of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • High pressure fuel pumps are known from the prior art.
  • Such a high-pressure fuel pump has a pressure limiting valve which, in an open state, connects an outlet-side high-pressure area to a delivery chamber of the high-pressure fuel pump.
  • the pressure limiting valve opens when a pressure difference between the outlet-side high-pressure area and the delivery chamber of the high-pressure fuel pump exceeds a limit value. The pressure limiting valve thus prevents the pressure in the outlet-side high-pressure area from being inadmissibly high.
  • the high-pressure fuel pump according to the invention for a fuel injection system of an internal combustion engine compresses the fuel to one high pressure and conveys it to injection devices that inject the fuel directly into the respective assigned combustion chambers of the internal combustion engine.
  • the high-pressure fuel pump has a pump housing, a recess arranged in the pump housing in which a pressure limiting valve is arranged, the pressure limiting valve comprising a valve body, a valve element, a holding element and at least one valve spring, the holding element between the valve element and the valve spring is arranged and is designed such that it is guided in a straight line in the recess.
  • the pressure-limiting valve limits the pressure in an outlet-side high-pressure area of the high-pressure fuel pump to a maximum permissible value. If the pressure prevailing there exceeds the opening pressure of the pressure relief valve, the valve element is moved against the force of the valve spring so that fuel can flow back from the high pressure area into a delivery chamber and / or a low pressure area in the high pressure fuel pump.
  • Undesired wear and cavitation erosion can occur on the surfaces between the valve element and valve body as well as on the surfaces between the valve element and the holding element. According to the current state of knowledge, the wear is caused, among other things, by an axial and radial movement of the holding element.
  • the cavitation erosion is caused when the pressure relief valve is opened by the movement of the holding element and by the vapor generated in the suction phases of the high-pressure fuel pump.
  • the movement of the holding element is in turn caused by pressure pulsations in the delivery chamber of the high-pressure fuel pump and an axial and radial oscillation of the valve spring.
  • the holding element Due to the straight guidance of the holding element according to the invention, it is reliably held straight, especially when opening and closing, and this reduces both wear and tear and cavitation erosion and thus extends the service life of the pressure relief valve and, with it, that of the high-pressure fuel pump.
  • Straight guidance means that the holding element is guided in the mostly cylindrical and linearly extending recess in such a way that it moves in a straight line, for example not tilting relative to a longitudinal axis of the recess or shifting in a direction lateral to the longitudinal axis can.
  • the straight guidance of the holding element within the recess the radial movement of the holding element is reduced, since the holding element is arranged with an accurate fit in the recess and is guided (with a sliding fit).
  • the holding element has a minimally smaller outer diameter than the inner diameter of the recess, so that a movement of the holding element within the recess in the direction of the diameter is prevented or at least minimized.
  • the axial movement of the holding element that is to say the movement in the longitudinal direction of the recess, is also damped. This happens due to the friction between the recess and the holding element guided therein. It is obvious that the outside of the holding element, which is in contact with the inside of the recess, must have a minimum extension in the axial direction in order to be able to achieve the desired stabilization function.
  • the holding element has a cylindrical section which extends in the axial direction and which has the maximum diameter of the holding element. In this way, straight guidance can be ensured without the holding element tilting within the recess.
  • the holding element have a receptacle for the valve element, the receptacle having a contact surface and at least one wall.
  • the recording is thus designed in the manner of a depression.
  • Such a contact surface is preferably oriented perpendicular to the axial direction of the holding element, that is to say also perpendicular to the longitudinal extent of the recess of the pressure limiting valve.
  • a receptacle with such a contact surface represents a structurally simple way of receiving the valve element in the axial direction of the holding element, holding it in the radial direction and exerting a uniform surface pressure.
  • the contact surface and the wall are arranged with respect to one another in such a way that they form a cylindrical or an at least partially spherical receiving space for the valve element.
  • the wall is intended to restrict the movement of the valve element in the radial direction of the holding element or to fix the valve element in the radial direction of the holding element.
  • the valve element can nevertheless have a certain amount of play within the fixing by the wall.
  • the contact surface and the wall are arranged at least partially perpendicular to one another.
  • the valve element can be accommodated both in the radial and in the axial direction of the holding element in a structurally very simple manner.
  • Such a recording can be realized, for example, by means of a blind hole-like bore in the holding element.
  • the holding element have at least one fluid connection between a side facing the valve body and a side facing away from the valve body.
  • the fluid connection is in particular arranged in such a way that as much fuel (fluid / liquid) as possible can flow through the holding element. If a certain amount of fuel has to flow through the retaining element, the flow speed of the fuel is reduced by a fluid connection that is as large as possible, i.e. a fluid connection with the largest possible flow cross-section, or as many fluid connections as possible that result in the largest possible flow cross-section overall . Movements of the holding element and cavitation effects, which occur with rapidly flowing liquids, are reduced by a low flow speed, or they even do not occur at all. This improves the “connection” of the valve seats, ie the surfaces between valve element and valve body or between valve element and retaining element, to the delivery chamber of the high-pressure fuel pump, which leads to a further reduction in cavitation erosion.
  • the fluid connection comprises at least one hole penetrating the holding element. This makes it possible, for example, to use the holding element as a rotating part to manufacture on a lathe. Such a manufacturing method can be advantageous over other manufacturing methods, e.g. B. cheaper.
  • the fluid connection comprises an overall essentially annular passage with connecting ribs.
  • the connecting ribs which preferably extend in the radial direction, connect a radially inner material section with a radially outer material section.
  • the connecting ribs are preferably evenly distributed in the circumferential direction.
  • connection of the valve seats to the delivery chamber of the high-pressure fuel pump is in turn improved.
  • the flow cross-section of the fluid connection is comparatively large, so that the flow velocity of the fuel (of the fluid) is comparatively small and thus the cavitation effects are also low.
  • the valve element be designed spherically.
  • Such a valve element is very easy to manufacture and easy to handle, whereby the manufacturing costs can be kept low.
  • the spherical valve element touches the contact surface at a single point and the wall touches the wall at most with its circumference. This minimizes the contact areas between the holding element and the valve element.
  • the spherical valve element preferably does not touch the wall in the closed state of the pressure relief valve. When the pressure relief valve is closed, the spherical valve element is radially centered via the valve seat in the valve body.
  • the holding element have at least one extension which is at least partially designed as a spring guide for the valve spring, for example in the form of a cylindrical protruding extension extending inside the spring.
  • the extension can preferably extend in the axial direction over a length of approximately two spring turns of the valve spring.
  • the pressure limiting valve have a valve spring guide element.
  • the valve spring guide element is arranged at least partially in the area of the end of the valve spring facing away from the holding element. It is designed in such a way that the valve spring is guided by the valve spring guide element in the region of the end of the valve spring facing away from the holding element.
  • the extension preferably extends so far in the direction of the holding element that the latter can just reliably execute a sufficient opening movement.
  • the holding element is a component produced by powder injection molding.
  • the holding element can also be manufactured as a turned part.
  • powder injection molding relatively complex shapes can also be produced, in particular curved channels, etc. Production as a turned part, on the other hand, is comparatively inexpensive.
  • FIG. 1 shows a section through a high-pressure fuel pump according to the invention with a pressure limiting valve
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the pressure relief valve according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a perspective section through a region of the pressure limiting valve according to FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a section through a holding element of the pressure limiting valve according to FIG. 1;
  • FIG. 5 shows a side view, a view from above and a view from below of the holding element according to FIG. 1;
  • FIG. 6 shows a perspective view, a view from above and a view from below of the holding element together with a valve element according to FIG. 1;
  • FIG. 7 shows a longitudinal section similar to FIG. 2 through a further exemplary embodiment of the pressure limiting valve
  • FIG. 8 shows two perspective views of the holding element of the pressure relief valve according to FIG. 7;
  • FIG. 9 shows a plan view of the holding element together with the valve element according to FIG. 7;
  • FIG. 10 shows a longitudinal section similar to FIG. 2 through a further exemplary embodiment of the pressure limiting valve
  • FIG. 11 shows two perspective views of the holding element of the pressure limiting valve according to FIG. 10;
  • FIG. 12 shows a plan view of the holding element together with the valve element according to FIG. 10;
  • FIG. 13 shows a longitudinal section similar to FIG. 2 through a further exemplary embodiment of the pressure limiting valve;
  • FIG. 14 shows two perspective views of the holding element of the pressure limiting valve according to FIG. 13.
  • FIG. 15 shows a plan view of the holding element together with the valve element according to FIG. 13.
  • a high-pressure fuel pump for an internal combustion engine bears the overall reference numeral 10.
  • the high-pressure fuel pump 10 has an essentially cylindrical pump housing 12 in or on which the essential components of the high-pressure fuel pump 10 are arranged.
  • the high-pressure fuel pump 10 has an inlet / quantity control valve 14, a delivery piston 18 which is arranged in a delivery chamber 16 and can be set in a reciprocating motion by a drive shaft (not shown), an outlet valve 20 and a pressure limiting valve 22.
  • first channel 24 which extends coaxially to the delivery chamber 16 and to the delivery piston 18 and which leads from the delivery chamber 16 to a second channel in the form of an essentially cylindrical recess 26 which is at an angle of 90 ° to the first channel 24 is arranged and in which the pressure relief valve 22 is received.
  • a longitudinal axis of the pump housing 12 bears the reference symbol 28, and a longitudinal axis of the recess 26 bears the reference symbol 29.
  • the delivery piston 18, which moves back and forth parallel to the longitudinal axis 28, is fed during a suction stroke with fuel - z. B. gasoline or diesel fuel - sucked into the pumping chamber 16 via the inlet / quantity control valve 14.
  • the fuel in delivery space 16 is compressed and ejected via outlet valve 20, for example, into a high pressure area 30, for example to a fuel collecting line (“rail”), where the fuel is stored under high pressure.
  • the high pressure area 30 is over an outlet port 32 is connected to the high-pressure fuel pump 10.
  • the amount of fuel that is expelled during a delivery stroke is set by the electromagnetically actuated inlet / quantity control valve 14.
  • the pressure-limiting valve 22 opens, as a result of which fuel can flow from the high-pressure area into the delivery chamber 16.
  • the pressure relief valve 22 connects, as said, in an open state the high pressure area 30 with the delivery chamber 16 of the high pressure fuel pump 10.
  • the pressure relief valve 22 opens when a pressure difference between the outlet side high pressure area 30 and the delivery chamber 16 of the high pressure fuel pump 10 a Exceeds limit.
  • the pressure limiting valve 22 therefore prevents the pressure in the outlet-side high-pressure region 30 from being inadmissibly high.
  • FIG. 2 shows a section through the pressure limiting valve 22 according to FIG. 1.
  • the pressure limiting valve 22 initially has a sleeve-like valve body 34 which is pressed into the recess 26 and in which a stepped channel 36 running in the longitudinal direction 29 of the valve body 34 is present.
  • a valve seat 38 is formed on the valve body 34 and cooperates with a valve element 40 in the form of a valve ball.
  • a holding element 42 is arranged on the side of the valve element 40 facing away from the valve seat 38.
  • the holding element 42 is essentially cylindrical and in this exemplary embodiment has three fluid connections 44, a contact surface 46 and three walls 48 (see also FIGS. 5 and 6).
  • the walls 48 are formed by the respective radially inward inner side of three extensions which are arranged on the side of the holding element 42 facing the valve body 34 and on the left in FIG.
  • the holding element 42 is guided straight in the recess 26 due to the cylindrical shape of the holding element 42 in a sliding fit. That is, the holding element 42 moves in a straight line within the recess 26 and parallel to the longitudinal axis 29. By guiding the holding element 42 in the recess 26, the radial movement of the holding element can be prevented or at least reduced.
  • the precisely fitting, cylindrical shape of the holding element 42 prevents the holding element 42 from tilting during a reciprocating movement in the axial direction Direction, that is parallel to the longitudinal axis 29, avoided or at least reduced when the pressure limiting valve 22 is opened or closed.
  • the holding element 42 is held straight even in the closed state of the pressure relief valve 22.
  • a valve spring 50 designed as a compression spring is arranged or braced between the holding element 42 and the end of the recess 26 on the right in FIG.
  • the valve element 40 is therefore acted upon by means of the valve spring 50 via the holding element 42 towards the valve seat 38.
  • the valve element 40 is centered relative to the holding element 42 and to the longitudinal axis 29 by the contact surface 46 and the valve seat 38.
  • FIG. 3 shows a section through a perspective detail of the pressure limiting valve 22 according to FIG. 1.
  • the valve body 34, the valve element 40, the holding element 42 and a detail of the valve spring 50 can be seen.
  • FIG. 4 shows a section through the holding element 42 according to FIG. 1. Here it can be seen particularly clearly that an angle of 90 ° is spanned between the contact surface 46 and the walls 48.
  • FIG. 5 shows a side view, a view from above and a view from below of the holding element 42 according to FIG. 1.
  • the course of the three fluid connections 44 is clearly illustrated here:
  • the fluid connections 44 as a whole form an essentially annular passage with three connection ribs (without reference numerals ), which are designed as extensions in the direction of the valve body 34.
  • the extensions of the connecting ribs each form a wall 48 with their side facing the longitudinal axis 29, that is to say radially inwardly (inner side).
  • the walls 48 together with the axial contact surface 46 form a receptacle 45 for the valve element 40.
  • FIG. 6 shows a perspective view, a view from above and a view from below of the holding element 42 together with the valve element 40 according to FIG. 1.
  • the three figures illustrate the seat of the valve element 40 in the holding element 42 and in the receptacle 45 the spherical valve element 40 and the holding element 42 are essentially point-shaped with respect to the contact surface 46 and with respect to the walls 48 linear.
  • the linear or punctiform contact between the valve element 40 and the holding element 42 creates a comparatively direct “connection” of the valve seats to the delivery chamber 16.
  • Such a “connection” leads to a comparatively low pressure difference across the holding element 42 and to lower forces acting on the holding element 42, which ultimately leads to less wear on the holding element 42.
  • the point contact between the valve element 40 and the contact surface 46 of the holding element 42 prevents or at least reduces the transmission of transverse forces / moments from the holding element 42 to the valve element 40. This leads to an at least substantially transverse force / torque-free valve seat and thus to a uniform surface pressure. This results in less wear.
  • the area of the holding element 42 subject to pressure is kept small.
  • the hydraulic forces that act on the holding element 42 are thus kept low, and the axial movement of the holding element 42 is thus reduced. This leads to less wear.
  • the measures described above ensure that cavitation erosion is also reduced on the valve seats.
  • the more direct "connection" of the valve seats to the pumping chamber 16 reduces cavitation erosion due to the formation of steam in the suction phases in the high-pressure fuel pump 10.
  • the reduction in the axial movement of the holding element 42 leads to fewer opening processes of the pressure relief valve 22, which in turn leads to less cavitation erosion.
  • the reduction of the radial movement of the holding element 42 and the suppression of transverse forces / moments on the valve element 40 lead to a comparatively uniform surface pressure and thus to fewer opening processes of the pressure limiting valve 22 and thus also to less cavitation erosion.
  • FIG. 7 shows a section through a further exemplary embodiment of the pressure limiting valve 22.
  • This exemplary embodiment differs from the previous one in that the holding element 42 has three extensions 52 on its side facing the valve spring 50. These serve at least partially as a guide for the valve spring 50.
  • the pressure limiting valve 22 also has a valve spring guide element 54.
  • the valve spring 50 is guided at least partially in the axial direction, that is to say parallel to the longitudinal direction 29, by the valve spring guide element 54.
  • the valve spring 50 is thus at least partially guided axially in a straight line by the extensions 52 and the valve spring guide element 54. As a result, undesired vibrations of the valve spring 50 in the radial direction can be avoided or at least reduced.
  • FIG. 8 The two perspective views of the holding element 42 in FIG. 8 and the top view of the holding element 42 together with the valve element 40 in FIG. 9 illustrate the holding element 42 according to the exemplary embodiment from FIG. 7.
  • FIG. 10 shows a section through a further exemplary embodiment of the pressure relief valve 22.
  • This exemplary embodiment differs from the previous one in that the fluid connections 44 are designed as bores which penetrate the holding element 42 and run axially, i.e. parallel to the longitudinal direction 29. It is therefore possible to produce this holding element 42 as a turned part by means of a lathe.
  • the holding element 42 has three extensions 52, which are configured somewhat longer in comparison to the previous exemplary embodiment of the pressure limiting valve 22. This results in better guidance of the valve spring 50 in the area of the end of the valve spring 50 on the left in FIG. 10.
  • FIG. 11 The two perspective views of the holding element 42 in FIG. 11 and the top view of the holding element 42 together with the valve element 40 in FIG. 12 illustrate the holding element 42 according to the exemplary embodiment from FIG. 10.
  • FIG. 13 shows a section through a further exemplary embodiment of the pressure limiting valve 22.
  • This exemplary embodiment differs from the preceding one in that the holding element 42 is designed as a rotating part with a deeply set valve element 40.
  • the walls 48 is not implemented by extensions, as in the exemplary embodiments described above, but by a central, spherical recess which is essentially complementary to the spherical valve element 40.
  • the pressure limiting valve 22 does not have a valve spring guide element 54.
  • a holding element 42 described as a rotating part can also be used with a different method, e.g. B. Metal Injection Molding (MIM) can be produced.
  • MIM Metal Injection Molding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Safety Valves (AREA)

Abstract

Es wird eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe (10) für ein Kraftstoff-Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einem Pumpengehäuse (12) und einer in dem Pumpengehäuse (12) angeordneten Ausnehmung (26), in der ein Druckbegrenzungsventil (22) angeordnet ist, wobei das Druckbegrenzungsventil (22) einen Ventilkörper (34), ein Ventilelement (40), ein Halteelement (42) und mindestens eine Ventilfeder (50) umfasst, wobei das Halteelement (42) zwischen dem Ventilelement (40) und der Ventilfeder (50) angeordnet ist, vorgeschlagen, wobei das Haltelement (42) derart ausgestaltet ist, dass es in der Ausnehmung (26) geradgeführt ist.

Description

Beschreibung
Titel
Kraftstoff-Hochdruckpumpe
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe für ein Kraftstoff- Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Kraftstoff-Hochdruckpumpen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Eine solche Kraftstoff-Hochdruckpumpe weist ein Druckbegrenzungsventil auf, welches in einem geöffneten Zustand einen auslassseitigen Hochdruckbereich mit einem Förderraum der Kraftstoff-Hochdruckpumpe verbindet. Dabei öffnet das Druckbegrenzungsventil dann, wenn eine Druckdifferenz zwischen dem auslassseitigen Hochdruckbereich und dem Förderraum der Kraftstoff- Hochdruckpumpe einen Grenzwert überschreitet. Durch das Druckbegrenzungsventil wird also verhindert, dass der Druck in dem auslassseitigen Hochdruckbereich unzulässig hoch ist.
Offenbarung der Erfindung
Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird durch eine Kraftstoff- Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Darüber hinaus finden sich für die Erfindung wichtige Merkmale in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen. Die Merkmale können dabei sowohl in Alleinstellung als auch in ganz unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein.
Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Hochdruckpumpe für ein Kraftstoff- Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine verdichtet den Kraftstoff auf einen hohen Druck und fördert ihn zu Einspritzvorrichtungen, die den Kraftstoff direkt in jeweils zugeordnete Brennräume der Brennkraftmaschine einspritzen. Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe weist ein Pumpengehäuse, eine in dem Pumpengehäuse angeordnete Ausnehmung, in der ein Druckbegrenzungsventil angeordnet ist, auf, wobei das Druckbegrenzungsventil einen Ventilkörper, ein Ventilelement, ein Halteelement und mindestens eine Ventilfeder umfasst, wobei das Halteelement zwischen dem Ventilelement und der Ventilfeder angeordnet ist und derart ausgestaltet ist, dass es in der Ausnehmung geradgeführt ist.
Durch das Druckbegrenzungsventil wird der Druck in einem auslassseitigen Hochdruckbereich der Kraftstoff-Hochdruckpumpe auf einen maximal zulässigen Wert begrenzt. Überschreitet der dort herrschende Druck den Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils, wird das Ventilelement gegen die Kraft der Ventilfeder bewegt, sodass Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich in einen Förderraum und/oder einen Niederdruckbereich in der Kraftstoff-Hochdruckpumpe zurückströmen kann.
An den Flächen zwischen Ventilelement und Ventilkörper als auch an den Flächen zwischen Ventilelement und Halteelement kann es zu einem unerwünschten Verschleiß und zu Kavitationserosion kommen. Nach derzeitigem Kenntnisstand wird der Verschleiß unter anderem durch eine axiale und radiale Bewegung des Halteelements verursacht. Die Kavitationserosion wird beim Öffnen des Druckbegrenzungsventils durch die Bewegung des Halteelements und durch in den Saugphasen der Kraftstoff-Hochdruckpumpe entstehenden Dampf verursacht. Die Bewegung des Halteelements wird wiederum durch Druckpulsationen im Förderraum der Kraftstoff-Hochdruckpumpe und ein axiales und radiales Schwingen der Ventilfeder verursacht. Durch die erfindungsgemäße Geradführung des Halteelements wird dieses insbesondere beim Öffnen und beim Schließen zuverlässig gerade gehalten, und hierdurch werden sowohl Verschleiß als auch Kavitationserosion verringert und somit die Lebensdauer des Druckbegrenzungsventils und mit ihm die der Kraftstoff-Hochdruckpumpe verlängert.
Eine Geradführung bedeutet, dass das Halteelement in der meist zylindrischen und sich geradlinig erstreckenden Ausnehmung so geführt ist, dass es sich geradlinig bewegt, also beispielsweise nicht relativ zu einer Längsachse der Ausnehmung kippen oder sich in zur Längsachse lateraler Richtung verschieben kann. Durch die Geradführung des Halteelements innerhalb der Ausnehmung wird also die radiale Bewegung des Halteelements reduziert, da das Halteelement passgenau in der Ausnehmung angeordnet und (im Gleitsitz) geführt ist. Mit anderen Worten: das Halteelement hat einen minimal geringeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser der Ausnehmung, so dass eine Bewegung des Halteelements innerhalb der Ausnehmung in Richtung des Durchmessers unterbunden oder zumindest minimiert wird.
Zudem wird auch die axiale Bewegung des Halteelements, also die Bewegung in Längsrichtung der Ausnehmung, gedämpft. Dies geschieht aufgrund der Reibung zwischen der Ausnehmung und dem darin geführten Halteelement. Es ist offensichtlich, dass die Außenseite des Halteelements, die in Kontakt mit der Innenseite der Ausnehmung ist, eine Mindestausdehnung in axialer Richtung aufweisen muss, um die gewünschte Stabilisierungsfunktion erreichen zu können. Mit anderen Worten: das Halteelement weist einen zylinderförmigen Abschnitt auf, der sich in axialer Richtung erstreckt und der den maximalen Durchmesser des Halteelements aufweist. So kann eine Geradführung gewährleistet werden, ohne dass es zu einem Kippen des Halteelements innerhalb der Ausnehmung kommt.
Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Halteelement eine Aufnahme für das Ventilelement aufweist, wobei die Aufnahme eine Anlagefläche und mindestens eine Wandung aufweist. Die Aufnahme ist also in der Art einer Vertiefung ausgestaltet. Eine solche Anlagefläche ist bevorzugt senkrecht zur axialen Richtung des Halteelements, also auch senkrecht zur Längsausdehnung der Ausnehmung des Druckbegrenzungsventils, ausgerichtet. Eine Aufnahme mit einer solchen Anlagefläche stellt eine konstruktiv möglichst einfache Art und Weise dar, das Ventilelement in axialer Richtung des Halteelements aufzunehmen, in radialer Richtung zu halten und eine gleichmäßige Flächenpressung auszuüben.
Bei einer diesbezüglichen Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Anlagefläche und die Wandlung derart zueinander angeordnet sind, dass sie einen zylindrischen oder einen zumindest teilweise sphärischen Aufnahmeraum für das Ventilelement bilden. Die Wandung soll die Bewegung des Ventilelements in radialer Richtung des Halteelements beschränken bzw. das Ventilelement in radialer Richtung des Halteelements fixieren. Das Ventilelement kann dennoch ein gewisses Spiel innerhalb der Fixierung durch die Wandung aufweisen. Durch die Fixierung bzw. Begrenzung des Ventilelements in radialer Richtung kann ein Verlust des Ventilelements aus dem Ventilsitz (also den Flächen zwischen Ventilelement und Ventilkörper bzw. den Flächen zwischen Ventilelement und Halteelement) vermieden werden und somit auch ein Einklemmen des Ventilelements zwischen Ventilkörper und Halteelement vermieden werden.
Bei einer Aufnahme mit einem zylindrischen Aufnahmeraum sind die Anlagefläche und die Wandung zumindest teilweise senkrecht zueinander angeordnet. Dadurch kann in konstruktiv sehr einfacher Art und Weise das Ventilelement sowohl in radialer als auch in axialer Richtung des Halteelements aufgenommen werden. Eine solche Aufnahme kann beispielsweise mittels einer sacklochartigen Bohrung im Halteelement realisiert werden.
Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Halteelement zwischen einer dem Ventilköper zugewandten Seite und einer dem Ventilkörper abgewandten Seite mindestens eine Fluidverbindung aufweist. Dabei ist die Fluidverbindung insbesondere derart angeordnet, dass möglichst viel Kraftstoff (Fluid/Flüssigkeit) durch das Halteelement hindurchfließen kann. Wenn eine bestimmte Menge an Kraftstoff durch das Halteelement fließen muss, wird die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs durch eine möglichst große Fluidverbindung, also eine Fluidverbindung mit einem möglichst großen Strömungsquerschnitt, bzw. möglichst viele Fluidverbindungen, die insgesamt einen möglichst großen Strömungsquerschnitt ergeben, vergleichsweise gering gehalten reduziert. Durch eine geringe Strömungsgeschwindigkeit werden Bewegungen des Halteelements sowie Kavitationseffekte, die bei rasch strömenden Flüssigkeiten auftreten, reduziert, oder sie bleiben sogar ganz aus. Damit wird die „Anbindung“ der Ventilsitze, also der Flächen zwischen Ventilelement und Ventilkörper bzw. zwischen Ventilelement und Halteelement, an den Förderraum der Kraftstoff-Hochdruckpumpe verbessert, was zu einer weiteren Reduktion der Kavitationserosionen führt.
Bei einer diesbezüglichen Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Fluidverbindung mindestens eine das Halteelement durchdringende Bohrung umfasst. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, das Halteelement als Drehteil an einer Drehmaschine zu fertigen. Eine solche Herstellungsmethode kann gegenüber anderen Herstellungsmethoden vorteilhaft, z. B. preisgünstiger, sein.
Bei einer diesbezüglichen alternativen oder zusätzlichen Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Fluidverbindung einen insgesamt im wesentlichen ringförmigen Durchlass mit Verbindungsrippen umfasst. Die sich vorzugsweise in radialer Richtung erstreckenden Verbindungsrippen verbinden einen radial inneren Materialabschnitt mit einem radial äußeren Materialabschnitt. Die Verbindungsrippen sind in Umfangsrichtung bevorzugt gleichmäßig verteilt angeordnet. Bevorzugt handelt es sich dabei um Verbindungsrippen, die alle gleiche Geometrie und Größe aufweisen, jeweils den selben radialen Abstand von der der Längsachse des Halteelements haben und beispielsweise symmetrisch bezüglich der Längsachse des Halteelements oder, wie bereits erwähnt, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Damit kann gewährleistet werden, dass mit einem minimalen Materialeinsatz das Ventilelement einen maximalen Halt bzw. eine maximale Fixierung in radialer Richtung erfährt. Dadurch, dass vergleichsweise wenig Material zur Realisierung des Halteelements verwendet wird, wird wiederum die „Anbindung“ der Ventilsitze zum Förderraum der Kraftstoff-Hochdruckpumpe verbessert. Mit anderen Worten: der Strömungsquerschnitt der Fluidverbindung ist vergleichs weise groß, sodass die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs (des Fluides) vergleichsweise klein ist und somit auch die Kavitationseffekte gering sind.
Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Ventilelement kugelförmig ausgestaltet ist. Ein solches Ventilelement ist sehr einfach herstellbar und einfach handhabbar, wodurch die Herstellungskosten gering gehalten werden können. Zudem ergibt sich in Kombination mit einer Aufnahme, die einen zylinderförmigen Aufnahmeraum aufweist, dass das kugelförmige Ventilelement die Anlagefläche in einem einzigen Punkt berührt und die Wandung maximal mit seinem Umfang linienhaft berührt. Dadurch werden die Kontaktflächen zwischen dem Halteelement und dem Ventilelement minimiert. Bevorzugt berührt das kugelförmige Ventilelement die Wandung im geschlossenen Zustand des Druckbegrenzungsventils nicht. Im geschlossenen Zustand des Druckbegrenzungsventils erfolgt die radiale Zentrierung des kugelförmigen Ventilelementes über den Ventilsitz im Ventilkörper. Die Wandung dient zur Kugelverlustsicherung im geöffneten Zustand bzw. beim Öffnen und Schließen des Druckbegrenzungsventils. Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Halteelement mindestens einen Fortsatz aufweist, der zumindest teilweise als Federführung der Ventilfeder ausgestaltet ist, beispielsweise in Form eines sich innerhalb der Feder erstreckenden zylindrischen abragenden Fortsatzes. Der Fortsatz kann sich dabei vorzugsweise in axialer Richtung über eine Länge von ungefähr zwei Federwindungen der Ventilfeder erstrecken. Dadurch kann ein besonders guter und zuverlässiger Sitz der Ventilfeder am Halteelement gewährleistet werden. Ferner werden durch die zumindest teilweise Federführung axiale und radiale Schwingungen der Ventilfeder vermieden oder zumindest reduziert. Dies wiederum reduziert axiale und radiale Bewegungen des Halteelements und damit wiederum den eingangs erwähnten Verschleiß.
Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Druckbegrenzungsventil ein Ventilfederführungselement aufweist. Dabei ist das Ventilfederführungselement zumindest teilweise im Bereich des dem Halteelement abgewandten Endes der Ventilfeder angeordnet. Es ist derart ausgestaltet, dass die Ventilfeder im Bereich des dem Halteelement abgewandten Endes der Ventilfeder vom Ventilfederführungselement geführt wird. Bevorzugt erstreckt sich der Fortsatz so weit in Richtung des Halteelements, dass dieses gerade noch zuverlässig eine ausreichende Öffnungsbewegung ausführen kann.
Durch ein solches Federführungselement können axiale und radiale Schwingungen der Ventilfeder vermieden oder zumindest reduziert werden. Dies wiederum führt zu Reduktion von axialen und radialen Bewegungen des Halteelements.
Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Halteelement ein durch Pulverspritzgießen hergestelltes Bauteil ist. Das Halteelement kann aber auch als Drehteil hergestellt werden. Mittels Pulverspritzgießen können auch relativ komplexe Formen hergestellt werden, insbesondere gekrümmte Kanäle, etc. Die Herstellung als Drehteil ist dagegen vergleichsweise preiswert.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kraftstoff- Hochdruckpumpe mit einem Druckbegrenzungsventil;
Figur 2 einen Längsschnitt durch das Druckbegrenzungsventil gemäß Fig. 1;
Figur 3 einen perspektivischen Schnitt durch einen Bereich des Druckbegrenzungsventils gemäß Fig. 1;
Figur 4 einen Schnitt durch ein Halteelement des Druckbegrenzungsventils gemäß Fig. 1;
Figur 5 eine Seitenansicht, eine Ansicht von oben und eine Ansicht von unten des Halteelements gemäß Fig. 1;
Figur 6 eine perspektivische Ansicht, eine Ansicht von oben und eine Ansicht von unten auf das Halteelement nebst einem Ventilelement gemäß Fig. 1 ;
Figur 7 einen Längsschnitt ähnlich zu Figur 2 durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils;
Figur 8 zwei perspektivische Ansichten des Halteelements des Druckbegrenzungsventils gemäß Fig. 7;
Figur 9 eine Draufsicht auf das Halteelement nebst Ventilelement gemäß Fig. 7;
Figur 10 einen Längsschnitt ähnlich zu Figur 2 durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils;
Figur 11 zwei perspektivische Ansichten des Halteelements des Druckbegrenzungsventils gemäß Fig. 10;
Figur 12 eine Draufsicht auf das Halteelement nebst Ventilelement gemäß Fig. 10; Figur 13 einen Längsschnitt ähnlich zu Figur 2 durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils;
Figur 14 zwei perspektivische Ansichten des Halteelements des Druckbegrenzungsventils gemäß Fig. 13; und
Figur 15 eine Draufsicht auf das Halteelement nebst Ventilelement gemäß Fig. 13.
In den nachfolgenden Figuren tragen funktionsäquivalente Elemente und Bereiche in unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen.
In Figur 1 trägt eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe für eine nicht näher dargestellte Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Die Kraftstoff- Hochdruckpumpe 10 weist ein insgesamt im Wesentlichen zylindrisches Pumpengehäuse 12 auf, in oder an dem die wesentlichen Komponenten der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 angeordnet sind. So weist die Kraftstoff- Hochdruckpumpe 10 ein Einlass-/Mengensteuerventil 14, einen in einem Förderraum 16 angeordneten, durch eine nicht gezeigte Antriebswelle in eine Hin- und Herbewegung versetzbaren Förderkolben 18, ein Auslassventil 20 und ein Druckbegrenzungsventil 22 auf.
In dem Gehäuse 12 ist ein erster Kanal 24 vorhanden, der sich koaxial zum Förderraum 16 und zum Förderkolben 18 erstreckt und der vom Förderraum 16 zu einem zweiten Kanal in Form einer insgesamt im Wesentlichen zylindrischen Ausnehmung 26 führt, die in einem Winkel von 90° zum ersten Kanal 24 angeordnet ist und in der das Druckbegrenzungsventil 22 aufgenommen ist. Eine Längsachse des Pumpengehäuses 12 trägt in Figur 1 insgesamt das Bezugs zeichen 28, eine Längsachse der Ausnehmung 26 das Bezugszeichen 29.
Im Betrieb wird vom Förderkolben 18, der sich parallel zur Längsachse 28 hin- und herbewegt, bei einem Saughub Kraftstoff - z. B. Benzin oder Dieselkraftstoff - über das Einlass-/Mengensteuerventil 14 in den Förderraum 16 angesaugt. Bei einem Förderhub wird der im Förderraum 16 befindliche Kraftstoff verdichtet und über das Auslassventil 20 beispielsweise in einen Hochdruckbereich 30, beispielsweise zu einer Kraftstoff-Sammelleitung („Rail“) ausgestoßen, wo der Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert ist. Der Hochdruckbereich 30 ist über einen Auslassstutzen 32 mit der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 verbunden. Die Kraftstoffmenge, die bei einem Förderhub ausgestoßen wird, wird dabei durch das elektromagnetisch betätigte Einlass-/Mengensteuerventil 14 eingestellt. Bei einem unzulässigen Überdruck im Hochdruckbereich 30 öffnet das Druckbegrenzungsventil 22, wodurch Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich in den Förderraum 16 strömen kann.
Das Druckbegrenzungsventil 22 verbindet, wie gesagt, in einem geöffneten Zustand den Hochdruckbereich 30 mit dem Förderraum 16 der Kraftstoff- Hochdruckpumpe 10. Dabei öffnet das Druckbegrenzungsventil 22 dann, wenn eine Druckdifferenz zwischen dem auslassseitigen Hochdruckbereich 30 und dem Förderraum 16 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 einen Grenzwert überschreitet. Durch das Druckbegrenzungsventil 22 wird also verhindert, dass der Druck in dem auslassseitigen Hochdruckbereich 30 unzulässig hoch ist.
Figur 2 zeigt einen Schnitt durch das Druckbegrenzungsventil 22 gemäß Fig. 1. Zu dem Druckbegrenzungsventil 22 gehört zunächst ein hülsenartiger Ventilkörper 34, der in die Ausnehmung 26 eingepresst ist und in dem ein in Längsrichtung 29 des Ventilkörpers 34 verlaufender stufenförmiger Kanal 36 vorhanden ist. Am in Figur 2 rechten Ende des Kanals 36 ist an dem Ventilkörper 34 ein Ventilsitz 38 ausgebildet, der mit einem Ventilelement 40 in Form einer Ventilkugel zusammenwirkt. Auf der vom Ventilsitz 38 abgewandten Seite des Ventilelements 40 ist ein Halteelement 42 angeordnet.
Das Halteelement 42 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltet und weist in diesem Ausführungsbeispiel drei Fluidverbindungen 44, eine Anlagefläche 46 und drei Wandungen 48 auf (siehe auch die Figuren 5 und 6). Die Wandungen 48 werden durch die jeweilige radial einwärtige Innenseite dreier Fortsätze gebildet, die auf der dem Ventilkörper 34 zugewandten und in Figur 2 linken Seite des Halteelements 42 angeordnet sind. Das Halteelement 42 wird in der Ausnehmung 26 bedingt durch die zylindrische Form des Halteelements 42 im Gleitsitz geradgeführt. Das heißt, das Halteelement 42 bewegt sich geradlinig innerhalb der Ausnehmung 26 und parallel zur Längsachse 29. Durch die Führung des Halteelements 42 in der Ausnehmung 26 kann die radiale Bewegung des Halteelements verhindert oder zumindest reduziert werden.
Durch die passgenaue, zylindrische Form des Halteelements 42 wird ein Verkippen des Halteelements 42 bei einer Hin- und Herbewegung in axialer Richtung, also parallel zur Längsachse 29, bei einem Öffnen bzw. Schließen des Druckbegrenzungsventils 22 vermieden oder zumindest reduziert. Das Halteelement 42 wird auch im geschlossenen Zustand des Druckbegrenzungsventils 22 gerade gehalten.
Zwischen dem Halteelement 42 und dem in Figur 2 rechten Ende der Ausnehmung 26 ist eine als Druckfeder ausgebildete Ventilfeder 50 angeordnet bzw. verspannt. Das Ventilelement 40 wird also mittels der Ventilfeder 50 über das Halteelement 42 zum Ventilsitz 38 hin beaufschlagt. Das Ventilelement 40 wird durch die Anlagefläche 46 und den Ventilsitz 38 relativ zum Halteelement 42 und zur Längsachse 29 zentriert.
Figur 3 zeigt einen Schnitt durch einen perspektivischen Ausschnitt des Druckbegrenzungsventils 22 gemäß Fig. 1. Zu sehen sind der Ventilkörper 34, das Ventilelement 40, das Halteelement 42, und ein Ausschnitt der Ventilfeder 50.
Figur 4 zeigt einen Schnitt durch das Halteelement 42 gemäß Fig. 1. Hier ist besonders deutlich zu erkennen, dass zwischen der Anlagefläche 46 und den Wandungen 48 ein Winkel von 90° aufgespannt wird.
Figur 5 zeigt eine Seitenansicht, eine Ansicht von oben und eine Ansicht von unten des Halteelements 42 gemäß Fig. 1. Hier wird der Verlauf der drei Fluidverbindungen 44 klar veranschaulicht: Die Fluidverbindungen 44 bilden insgesamt einen im wesentlichen ringförmigen Durchlass mit drei Verbindungsrippen (ohne Bezugszeichen), die als Fortsätze in Richtung des Ventilkörpers 34 ausgebildet sind. Die Fortsätze der Verbindungsrippen bilden mit ihrer zur Längsachse 29 zugewandten, also radial einwärtigen Seite (Innenseite) jeweils eine Wandung 48. Die Wandungen 48 bilden mit der axialen Anlagefläche 46 eine Aufnahme 45 für das Ventilelement 40.
Figur 6 zeigt eine perspektivische Ansicht, eine Ansicht von oben und eine Ansicht von unten auf das Halteelement 42 nebst Ventilelement 40 gemäß Fig. 1. Die drei Abbildungen veranschaulichen den Sitz des Ventilelements 40 im Halteelement 42 bzw. in der Aufnahme 45. Der Kontakt zwischen dem kugelförmigen Ventilelement 40 und dem Halteelement 42 ist bezüglich der Anlagefläche 46 im wesentlichen punktförmig und bezüglich der Wandungen 48 linienförmig. Durch den linienförmigen bzw. punktförmigen Kontakt zwischen Ventilelement 40 und Halteelements 42 wird eine vergleichsweise direkte „Anbindung“ der Ventilsitze an den Förderraum 16 geschaffen. Eine solche „Anbindung“ führt zu einer vergleichsweise geringen Druckdifferenz über das Halteelement 42 und zu geringeren Kräften, die auf das Halteelement 42 wirken, was schließlich zu einem geringeren Verschleiß des Halteelements 42 führt.
Durch den Punktkontakt zwischen Ventilelement 40 und Anlagefläche 46 des Halteelements 42 wird die Übertragung von Querkräften/Momenten von dem Halteelement 42 auf das Ventilelement 40 unterbunden oder wenigstens reduziert. Dies führt zu einem wenigstens im wesentlichen querkraft- /momentfreien Ventilsitz und somit zur gleichmäßigen Flächenpressung. Daraus resultiert ein geringerer Verschleiß.
Des Weiteren wird durch den weitgehenden Punktkontakt zwischen Ventilelement 40 und Anlagefläche 46 des Halteelements 42 die axial druckbeaufschlagte Fläche des Halteelements 42 gering gehalten. Damit werden die hydraulischen Kräfte, die auf das Halteelement 42 wirken, gering gehalten, und somit wird die axiale Bewegung des Halteelements 42 reduziert. Dies führt zu geringerem Verschleiß.
Die oben beschriebenen Maßnahmen sorgen dafür, dass an den Ventilsitzen ebenfalls die Kavitationserosion reduziert wird. So bewirkt die direktere „Anbindung“ der Ventilsitze an den Förderraum 16 eine Verringerung der Kavitationserosion durch die Dampfentstehung in den Saugphasen in der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10. Die Reduktion der axialen Bewegung des Halteelements 42 (siehe Verschleiß) führt zu weniger Öffnungsvorgängen des Druckbegrenzungsventils 22, was wiederum zur weniger Kavitationserosion führt. Die Reduktion der radialen Bewegung des Halteelements 42 und die Unterbindung von Querkräften/Momenten auf das Ventilelement 40 führen zu einer vergleichsweise gleichmäßigen Flächenpressung und somit zu weniger Öffnungsvorgängen des Druckbegrenzungsventils 22 und somit ebenfalls zu weniger Kavitationserosion.
Das Halteelement 42 kann beispielsweise als Bauteil in einem Metallpulverspritzguss (MIM) Verfahren hergestellt werden. Figur 7 zeigt einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils 22. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorhergehenden dadurch, dass das Halteelement 42 auf seiner der Ventilfeder 50 zugewandten Seite drei Fortsätze 52 aufweist. Diese dienen zumindest teilweise als Führung für die Ventilfeder 50. Des Weiteren weist das Druckbegrenzungsventil 22 ein Ventilfederführungselement 54 auf. Durch das Ventilfederführungselement 54 wird die Ventilfeder 50 zumindest teilweise in axialer Richtung, also parallel zur Längsrichtung 29, geführt. Die Ventilfeder 50 wird somit zumindest teilweise von den Fortsätzen 52 und dem Ventilfederführungselement 54 axial geradgeführt. Dadurch können unerwünschte Schwingungen der Ventilfeder 50 in radialer Richtung vermieden oder zumindest reduziert werden.
Die beiden perspektivischen Ansichten des Halteelements 42 in Figur 8 sowie die Draufsicht des Halteelements 42 nebst Ventilelement 40 in Figur 9 veran schaulichen das Halteelement 42 gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 7.
Figur 10 zeigt einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils 22. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorhergehenden dadurch, dass die Fluidverbindungen 44 als das Halteelement 42 durchdringende Bohrungen ausgestaltet sind, die axial, also parallel zur Längsrichtung 29, verlaufen. Es ist daher möglich, dieses Halteelement 42 als Drehteil mittels einer Drehmaschine herzustellen. Zudem weist das Halteelement 42 drei Fortsätze 52, die im Vergleich zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils 22 etwas länger ausgestaltet sind, auf. Daraus resultiert eine bessere Führung der Ventilfeder 50 im Bereich des in Figur 10 linken Ende der Ventilfeder 50.
Die beiden perspektivischen Ansichten des Halteelements 42 in Figur 11 sowie die Draufsicht des Halteelements 42 nebst Ventilelement 40 in Figur 12 veranschaulichen das Halteelement 42 gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 10.
Figur 13 zeigt einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils 22. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorhergehenden dadurch, dass das Halteelement 42 als Drehteil mit tiefengesetztem Ventilelement 40 ausgestaltet ist. Hier werden die Wandungen 48 nicht wie in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen durch Fortsätze realisiert, sondern durch eine zentrische sphärische und zum kugelförmigen Ventilelement 40 im wesentlichen komplementäre Ausnehmung. Des Weiteren weist das Druckbegrenzungsventil 22 kein Ventilfederführungselement 54 auf.
Es ist selbstverständlich, dass ein als Drehteil beschriebenes Halteelement 42 auch mit einem anderen Verfahren, z. B. Metallpulverspritzguss (MIM), hergestellt werden kann. Die beiden perspektivischen Ansichten des Halteelements 42 in Figur 14 sowie die Draufsicht des Halteelements 42 nebst Ventilelement 40 in Figur 15 veranschaulichen das Halteelement 42 gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 13.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoff-Hochdruckpumpe (10) für ein Kraftstoff-Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einem Pumpengehäuse (12) und einer in dem Pumpengehäuse (12) angeordneten Ausnehmung (26), in der ein Druckbegrenzungsventil (22) angeordnet ist, wobei das Druckbegrenzungsventil (22) einen Ventilkörper (34), ein Ventilelement (40), ein Halteelement (42) und mindestens eine Ventilfeder (50) umfasst, wobei das Halteelement (42) zwischen dem Ventilelement (40) und der Ventilfeder (50) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltelement (42) derart ausgestaltet ist, dass es in der Ausnehmung (26) geradgeführt ist.
2. Kraftstoff-Hochdruckpumpe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (42) eine Aufnahme (45) für das Ventilelement (40) aufweist, wobei die Aufnahme (45) eine Anlagefläche (46) und mindestens eine Wandung (48) aufweist.
3. Kraftstoff-Hochdruckpumpe (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (46) und die Wandung (48) derart zu einander angeordnet sind, dass sie einen zylindrischen oder zumindest teilweise sphärischen Aufnahmeraum für das Ventilelement (40) bilden.
4. Kraftstoff-Hochdruckpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (42) zwischen einer dem Ventilköper (34) zugewandten Seite und einer vom Ventilkörper (34) abgewandten Seite mindestens eine Fluidverbindung (44) aufweist.
5. Kraftstoff-Hochdruckpumpe (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidverbindung (44) mindestens eine das Halteelement (42) durchdringende Bohrung umfasst.
6. Kraftstoff-Hochdruckpumpe (10) nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidverbindung (44) einen ringförmigen Durchlass mit Verbindungsrippen umfasst.
7. Kraftstoff-Hochdruckpumpe (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (40) kugelförmig ausgestaltet ist.
8. Kraftstoff-Hochdruckpumpe (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (42) mindestens einen Fortsatz (52) aufweist, der zumindest teilweise als Federführung der Ventilfeder (50) ausgestaltet ist.
9. Kraftstoff-Hochdruckpumpe (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (22) ein Ventilfederführungselement (54) aufweist, wobei das Ventilfederführungselement (54) zumindest teilweise im Bereich des dem Halteelement (42) abgewandtem Ende der Ventilfeder (50) angeordnet ist und derart ausgestaltet ist, dass die Ventilfeder (50) im Bereich des dem Halteelement (42) abgewandtem Ende der Ventilfeder (50) vom Ventilfederführungselement (54) geführt wird.
10. Kraftstoff-Hochdruckpumpe (zehn) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (42) ein durch Pulverspritzgießen hergestelltes Bauteil oder ein Drehteil ist.
EP20780178.8A 2019-10-23 2020-09-24 Kraftstoff-hochdruckpumpe Withdrawn EP4048885A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019216314.9A DE102019216314A1 (de) 2019-10-23 2019-10-23 Kraftstoff-Hochdruckpumpe
PCT/EP2020/076701 WO2021078464A1 (de) 2019-10-23 2020-09-24 Kraftstoff-hochdruckpumpe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4048885A1 true EP4048885A1 (de) 2022-08-31

Family

ID=72644253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20780178.8A Withdrawn EP4048885A1 (de) 2019-10-23 2020-09-24 Kraftstoff-hochdruckpumpe

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP4048885A1 (de)
JP (1) JP2022553723A (de)
KR (1) KR20220083725A (de)
CN (1) CN114630955A (de)
DE (1) DE102019216314A1 (de)
WO (1) WO2021078464A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023013984A1 (ko) 2021-08-05 2023-02-09 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 제조용 건조 장치 및 이를 이용한 전극의 제조방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004013307B4 (de) * 2004-03-17 2012-12-06 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem Druckbegrenzungsventil
DE102016218215A1 (de) * 2016-09-22 2018-03-22 Robert Bosch Gmbh Kraftstoff-Hochdruckpumpe
JP2019002374A (ja) * 2017-06-19 2019-01-10 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 高圧燃料ポンプ

Also Published As

Publication number Publication date
CN114630955A (zh) 2022-06-14
KR20220083725A (ko) 2022-06-20
JP2022553723A (ja) 2022-12-26
DE102019216314A1 (de) 2021-04-29
WO2021078464A1 (de) 2021-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1697631A1 (de) Ventil, insbesondere für eine hochdruckpumpe einer kraftstof feinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
WO2005124153A1 (de) Hochdruckpumpe für eine kraftstoffeinspritzeinrichtung einer brennkraftmaschine
EP2235356B1 (de) Kraftstoffinjektor
WO2012123130A1 (de) Ventileinrichtung zum schalten oder zumessen eines fluids
EP2522854A1 (de) Ventilanordnung für eine Kraftstoffhochdruckpumpe sowie Kraftstoffhochdruckpumpe
WO2005078273A1 (de) Hochdruckpumpe, insbesondere für eine kraftstoffeinspritzeinrichtung einer brennkraftmaschine
WO2018054628A1 (de) Kraftstoff-hochdruckpumpe
WO2015158451A1 (de) Kraftstoff-hochdruckpumpe, mit einem auslassventil mit einer ventilkugel und einem ventilkörper
WO2021078464A1 (de) Kraftstoff-hochdruckpumpe
WO2002053904A1 (de) Einspritzventil
EP2743493B1 (de) Kraftstoffinjektor
EP3645179B1 (de) Hochdruckreinigungsgerät
EP4013958A1 (de) Kraftstoff-hochdruckpumpe
WO2019166136A1 (de) Druckbegrenzungsventil
EP2643619B1 (de) Ventileinrichtung mit einem wenigstens abschnittsweise zylindrischen bewegungselement
WO2020094278A1 (de) Kraftstoff-hochdruckpumpe
DE10160490B4 (de) Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, Kraftstoffsystem sowie Brennkraftmaschine
WO2023006285A1 (de) Kraftstoff-hochdruckpumpe
WO2022218850A1 (de) Kraftstoff-hochdruckpumpe
WO2019166134A1 (de) Kraftstoff-hochdruckpumpe mit druckbegrenzungsventil
WO2023006289A1 (de) Kraftstoff-hochdruckpumpe
EP4124745A1 (de) Kraftstoff-hochdruckpumpe
WO2023036646A1 (de) Zyklisch arbeitende pumpe, insbesondere kraftstoff-hochdruckkolbenpumpe
WO2024022668A1 (de) Kraftstoffpumpe
WO2011042300A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220523

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20230512