WO2017001091A1 - Hochdruckpumpe mit integriertem saugventil - Google Patents

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WO2017001091A1
WO2017001091A1 PCT/EP2016/060255 EP2016060255W WO2017001091A1 WO 2017001091 A1 WO2017001091 A1 WO 2017001091A1 EP 2016060255 W EP2016060255 W EP 2016060255W WO 2017001091 A1 WO2017001091 A1 WO 2017001091A1
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WO
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pressure
housing part
annular
pressure pump
valve
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/060255
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Langenbach
Benedetto Loiacono
Michele Antonio IANNUZZI
Francesco Lucarelli
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • 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
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366—Valves being actuated electrically
    • 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
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M2200/27—Fuel-injection apparatus with filters
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/28—Details of throttles in fuel-injection apparatus

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure pump for a fuel injection system, in particular a common-rail injection system, having the features of the preamble of claim 1.
  • a high pressure pump for a fuel injection system serves to deliver fuel to high pressure.
  • a high-pressure pump has at least one pump element with a high-pressure element space, in which the fuel is compressed and then fed via a high-pressure outlet to a high-pressure reservoir, the so-called rail.
  • the filling of the high pressure element space is usually via a suction valve, which may be designed as a mechanical suction valve or as an electromagnetically actuated suction valve. If the latter is the case, a metering unit upstream of the suction valve can be dispensed with, since the quantity metering can take place via the suction valve itself.
  • the suction valve can also be attached to the high-pressure pump or integrated into it.
  • a high-pressure pump with integrated suction valve is exemplified in the published patent application DE 10 2012 210 107 AI.
  • the suction valve described herein comprises a valve member which cooperates with a valve seat and is liftably received in a bore of a housing part of the high-pressure pump and guided over a guide sleeve.
  • the valve seat can be formed by the housing part of the high-pressure pump, so that a separate valve plate, in which übli- Chier the valve seat is formed, is unnecessary. With the omission of the valve plate and the inlet holes fall away, over which - with the suction valve open - the fuel flows in the direction of the valve seat. The inlet therefore takes place in the suction valve described in the disclosure via recesses in the guide sleeve.
  • Suction valves are known from the prior art, which comprise an annular sieve element surrounding the valve plate. Such a suction valve is exemplified in the published patent application DE 10 2008 042 617 AI. This assumes, however, that a valve plate is present.
  • the intake valve is preceded by a metering unit, it can be equipped with a sieve element, so that a further sieve element on the intake valve can be dispensed with.
  • a metering unit since it is, for example, an electromagnetically actuated suction valve, the harmful particles must be removed in another way. Failure to take any action in this regard will not only cause the suction valve and other valves to malfunction, but will result in failure of the pump.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a high-pressure pump for a fuel injection system with an integrated suction valve, in which the risk of pump failure is significantly minimized due to particles contained in the fuel.
  • high-pressure pump comprises a housing part with a cylinder bore, in which a high-pressure element space is formed.
  • a suction valve is integrated with the fuel to fill the high-pressure element space, which comprises a liftable and loaded by the spring force of a closing spring valve tappet, which cooperates with a valve seat formed in the housing part.
  • in the housing part is concentric with the valve seat as an inlet for the
  • Suction valve serving annular low pressure space formed in which an annular screen member is received.
  • the annular sieve element accommodated in the low-pressure space ensures that particles contained in the fuel do not get into the region of the valve seat.
  • the suction valve may therefore be both a mechanical suction valve and an electromagnetically actuated suction valve. According to a preferred embodiment of the invention has the annular
  • Housing part is pressed.
  • the force and / or positive connection achieved thereby ensures that no bypass occurs between the sieve element and the housing part.
  • the support on the housing part is preferably carried out under an axial bias, so that the sealing effect is increased in the contact area.
  • the press connection has the advantage that the screen element is fixed in position over this at the same time.
  • the supported on the housing part or pressed in the housing part end is preferably formed on a hollow cylindrical portion of the annular screen element.
  • the screen element can also be formed as a whole as a hollow cylinder, so that it has a further front end, via which it can be supported or pressed on another component.
  • the further component may in particular be a valve body of the suction valve or a cover part covering the suction valve.
  • the annular sieve element has an end-side end which is one or more angled to form a support surface.
  • a support of the sifting element on the housing part of the high-pressure pump or on a further component can be achieved over a larger area compared to the end face. In this way, at the same time an improved seal is achieved, which prevents a bypass.
  • the annular sieve element comprises a sieve cage.
  • the screen cage which is preferably made of plastic, increases the dimensional stability of the screen element, so that it can be pressed into the housing part or introduced under an axial preload.
  • the screen cage has a cross-sectional profile which is angled one or more times. As a result, the stiffness is further increased. At the same time, surfaces are created that can be used to support the sieve element.
  • the use of plastic to form the screen cage ensures low weight and low manufacturing costs.
  • the annular sieve element preferably comprises a sieve cloth which serves to separate the particles from the fuel.
  • the mesh is held over the screen cage.
  • the screen fabric is preferably made of a wire mesh. This further preferably has a wire thickness of 50 ⁇ to 100 ⁇ and / or a mesh size of 60 ⁇ to 250 ⁇ . About such a mesh fabric smallest particles from the incoming fuel can be removed.
  • the annular sieve element has a section which cooperates with the housing part of the high-pressure pump to form a throttle point.
  • the throttling point separates the annular low-pressure space from a further space, which is in particular raum of an electromagnet for actuating the suction valve acts.
  • the purpose of the separation is to prevent high pressure pulsations occurring in the low-pressure space from being transmitted to the working space of the electromagnet and causing cavitation damage to the electromagnet there.
  • the annular low-pressure space is limited in the axial direction by a valve body or a cover part.
  • the valve body or the cover part facilitates the assembly of the high-pressure pump.
  • the screen element can be used in the low-pressure chamber.
  • the screen element can be attached to the valve body or on the cover part and installed together with this.
  • an axial biasing force can be applied to the screen element via the valve body or via the cover part.
  • a step or a shoulder for supporting the annular screen element is formed on the valve body or on the cover part.
  • a position fixation of the sieve element in the radial direction can be effected via the step or the shoulder.
  • valve body or the cover part has a collar which delimits the annular low-pressure space in the radial direction and cooperates with the housing part to form a throttle point.
  • the throttling point created in this way should in turn prevent pressure pulsations occurring in the low-pressure space from being transferred into the working chamber of the electromagnet and causing cavitation damage there.
  • a throttle point formed between the sieve element and the housing part can thus be dispensed with. This in turn allows greater freedom in the design and arrangement of the screen element.
  • At least one inlet bore which connects the low-pressure chamber with a low-pressure line, preferably opens into the annular low-pressure space. Fuel is supplied to the low-pressure chamber via the inlet bore.
  • the inlet bore is preferably - like the low-pressure chamber - formed in the housing part of the high-pressure pump.
  • a further opening into the low-pressure chamber inlet bore may be provided, which connects the low-pressure chamber with an annular space surrounding the valve stem. Accordingly, the supply of fuel is ensured in the direction of the valve seat via the additional inlet bore.
  • the additional inlet boring tion is preferably formed in the housing part of the high-pressure pump.
  • the arrangement of the sieve element in the low-pressure space takes place in such a way that it comes to rest between the two inlet bores.
  • the screen element can be net angeord in close proximity to the mouth of the additional inlet bore.
  • the annular low pressure space in cross-section at least partially V-shaped.
  • the V-shaped area simplifies the formation of an inlet bore, since this can be performed at right angles to a surface bounding the V-shaped space.
  • two inlet bores can lie opposite one another, so that the inlet is flow-optimized.
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through a first preferred embodiment of a high-pressure pump according to the invention in the region of the suction valve
  • FIG. 2 shows a detail of FIG. 1 in an enlarged view
  • FIG. 3 shows a schematic longitudinal section through a second preferred embodiment of a high-pressure pump according to the invention in the region of the suction valve
  • FIG. 4 shows a schematic longitudinal section through a third preferred embodiment of a high-pressure pump according to the invention in the region of the suction valve
  • Fig. 5 is a schematic longitudinal section through a fourth preferred embodiment form of a high-pressure pump according to the invention in the region of the suction valve and
  • Fig. 6 is a schematic longitudinal section through a fifth preferred embodiment form of a high-pressure pump according to the invention in the region of the suction valve. Detailed description of the drawings
  • FIG. 1 is a high pressure pump for a fuel injection system in a fragmentary view to take.
  • the detail shows a housing part 1 of the high pressure pump, in which a suction valve 4 for filling a high-pressure element chamber 3 is integrated with fuel.
  • the high pressure element space 3 is formed in a cylinder bore 2 of the housing part 1, which is stepped to form a valve seat 7.
  • Adjoining the valve seat 7 is an annular space 22, into which a supply bore 21 opens, which connects the annular space 22 to an annular low-pressure space 8 formed in the housing part 1.
  • the low-pressure chamber 8 is supplied fuel.
  • the suction valve 4 For opening and closing the valve seat 7 formed in the housing part 1, the suction valve 4 has a liftable valve tappet 6, which is acted upon in the closing direction by the spring force of a closing spring 5.
  • the closing spring 5 is supported, on the one hand, on a spring plate 24 connected to the valve tappet 6 and, on the other hand, on the housing part 1 of the high-pressure pump.
  • an electromagnet 25 is provided for acting on a liftable armature 26 which is coupled via an anchor pin 27 with the valve stem 6. The actuation of the suction valve 4 of the high-pressure pump of FIG. 1 thus takes place electromagnetically.
  • the formed in the housing part 1 low-pressure chamber 8 is bounded above by a valve body 14, which also serves to support the electromagnet 25.
  • a collar 18 is formed, which projects into the low-pressure chamber 8 and limits it in the radial direction. This leads to the formation of a throttle point 19 between the collar 18 and the housing part 1, which is intended to prevent that occurring in the low-pressure region pressure pulsations are transmitted to other areas.
  • a dial 23 is inserted between the valve body 14 and the housing part 1.
  • the seal to the outside via an annular sealing element 28 which is disposed between the valve body 14 and a hollow cylindrical projection 29 of the housing part 1 of the high-pressure pump.
  • the lug-shaped projection 29 is screwed a union nut 30 for fixing the electromagnet 25.
  • an annular sieve element 9 is inserted into the low-pressure space 8.
  • the sieve element 9 has a sieve cloth 12 which is held over a sieve cage 11.
  • a first frontal end 9.1 of the screen cage 11 or of the screen element 9 is pressed into a bottom-side groove 31 of the housing part 1.
  • the other front end 9.2 is received in a groove 32 which is formed in the valve body 14.
  • the connection is in turn effected via a press fit. In this way it is ensured that the sieve element can not be flowed around, d. This means that a bypass is prevented and any particles contained in the fuel are safely removed.
  • FIG. 1 A further preferred embodiment of a high pressure pump according to the invention is shown in FIG. This differs from that of FIG. 1 essentially in that the valve body 14 is designed without collar 18, so that the throttle point 19 is omitted.
  • the sieve element 9 accommodated in the low-pressure chamber 8 has a modified design.
  • the end face 9.2 is executed at the screen element 9 of the high pressure pump of FIG. 3 repeatedly bent, so that a section 9.3 is formed, which cooperates with the housing part 1 forming the throttle body 13.
  • a support surface 10 is realized via the multiply angled end, via which the sieve element 9 can be supported on an annular shoulder 17 of the valve body 14. This means that the screen element 9 in the present case is not pressed into a groove 32 of the valve body 14. By supporting the shoulder 17, however, a sufficient positional fixation of the sieve 9 is effected in the axial and radial directions.
  • FIG. 4 A modification of the embodiment of FIG. 3 is shown in FIG. 4.
  • the low-pressure chamber 8 is not limited by a valve body 14, but by a cover part 15, since this is a mechanical suction valve 4.
  • the elimination of the electromagnet 25 also makes a valve body 14 unnecessary, so that the structure can be significantly simplified.
  • the cover part 15 can also be such that a union nut 30 can be dispensed with.
  • the lid part 15 is instead screwed directly to the hollow cylindrical projection 29 of the housing part 1. To fix the position of Siebelements 9 on the cover part 15, this has a step 16 which engages in the annular sieve element 9 and thus causes a positive connection.
  • the closing spring 5 and the spring plate 24 are the closing spring 5 and the spring plate 24.
  • FIG. 6 shows a further preferred embodiment of a high-pressure pump according to the invention, in which the screen element 9 has a different design.
  • the screen element 9 is also executed here angled several times, so that a support surface 10 is formed for support on a shoulder 17 of the valve body 14, but the angles are selected such that the screen cloth 12 to lie substantially directly in front of the mouth of the inlet bore 21 comes.
  • a gap provided between the sieve element 9 and the mouth is dimensioned such that a propagation of pressure pulsations occurring in the low-pressure space 8 is prevented as far as possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, umfassend ein Gehäuseteil (1) mit einer Zylinderbohrung (2), in der ein Hochdruck-Elementraum (3) ausgebildet ist, wobei in das Gehäuseteil (1) zur Befüllung des Hochdruck-Elementraums (3) mit Kraftstoff ein Saugventil (4) integriert ist, das einen hubbeweglichen und von der Federkraft einer Schließfeder (5) belasteten Ventilstößel (6) umfasst, der mit einem im Gehäuseteil (1) ausgebildeten Ventilsitz (7) zusammenwirkt. Erfindungsgemäß ist im Gehäuseteil (1) konzentrisch zum Ventilsitz (7) ein als Zulauf für das Saugventil (4) dienender ringförmiger Niederdruckraum (8) ausgebildet, in dem ein ringförmiges Siebelement (9) aufgenommen ist.

Description

Beschreibung
Titel
Hochdruckpumpe mit integriertem Saugventil
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem dient der Förderung von Kraftstoff auf Hochdruck. Hierzu weist eine Hochdruckpumpe mindestens ein Pumpenelement mit einem Hochdruck- Elementraum auf, in dem der Kraftstoff komprimiert und anschließend über einen Hochdruckabgang einem Hochdruckspeicher, dem so genannten Rail, zugeführt wird. Die Befüllung des Hochdruck- Elementraums erfolgt in der Regel über ein Saugventil, das als mechanisches Saugventil oder als elektromagnetisch betätigbares Saugventil ausgebildet sein kann. Ist Letzteres der Fall, ist eine dem Saugventil vorgeschaltete Zumesseinheit entbehrlich, da die Mengenzumessung über das Saugventil selbst erfolgen kann.
Das Saugventil kann ferner an die Hochdruckpumpe angebaut oder in diese integriert sein.
Eine Hochdruckpumpe mit integriertem Saugventil geht beispielhaft aus der Offenlegungsschrift DE 10 2012 210 107 AI hervor. Das hierin beschriebene Saugventil um- fasst ein mit einem Ventilsitz zusammenwirkendes Ventilglied, das in einer Bohrung eines Gehäuseteils der Hochdruckpumpe hubbeweglich aufgenommen und über eine Führungshülse geführt ist. Der Ventilsitz kann dabei durch das Gehäuseteil der Hochdruckpumpe ausgebildet werden, so dass eine separate Ventilplatte, in welcher übli- cherweise der Ventilsitz ausgebildet ist, entbehrlich ist. Mit Wegfall der Ventilplatte fallen auch die Zulaufbohrungen weg, über welche - bei geöffnetem Saugventil - der Kraftstoff in Richtung des Ventilsitzes strömt. Der Zulauf erfolgt daher bei dem in der Offenlegungsschrift beschriebenen Saugventil über Ausnehmungen in der Führungshülse.
Im zulaufenden Kraftstoff sind oftmals Partikel enthalten, die zu Fehlfunktionen des Saugventils sowie weiterer nachgeschalteter Ventile, wie beispielsweise eines ebenfalls im Gehäuseteil der Hochdruckpumpe angeordneten Hochdruckventils und/oder eines an einem Hochdruckspeicher vorgesehenen Druckregelventils, führen können. Daher gilt es derartige Partikel zu entfernen, bevor sie in das Saugventil gelangen. Aus dem Stand der Technik sind Saugventile bekannt, die ein die Ventilplatte umgebendes ringförmiges Siebelement umfassen. Ein solches Saugventil geht beispielhaft aus der Offenlegungsschrift DE 10 2008 042 617 AI hervor. Dies setzt jedoch voraus, dass eine Ventilplatte vorhanden ist.
Ist dem Saugventil eine Zumesseinheit vorgeschaltet, kann diese mit einem Siebelement ausgestattet sein, so dass ein weiteres Siebelement am Saugventil entfallen kann. Ist eine solche Zumesseinheit jedoch nicht vorgesehen, da es sich beispielsweise um ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil handelt, müssen die schädlichen Partikel auf andere Weise entfernt werden. Werden keine Maßnahmen diesbezüglich getroffen, kann dies nicht nur zu Funktionsstörungen des Saugventils sowie weiterer Ventile führen, sondern darüber den Ausfall der Pumpe zur Folge haben.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem integrierten Saugventil anzugeben, bei der das Risiko eines Pumpenausfalls aufgrund im Kraftstoff enthaltener Partikel deutlich minimiert ist.
Zur Lösung der Aufgabe wird die Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Offenbarung der Erfindung
Die für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common- Rail-Einspritzsystem, vorgeschlagene Hochdruckpumpe umfasst ein Gehäuseteil mit einer Zylinderbohrung, in der ein Hochdruck- Elementraum ausgebildet ist. In das Gehäuseteil ist zur Befüllung des Hochdruck- Elementraums mit Kraftstoff ein Saugventil integriert, das einen hubbeweglichen und von der Federkraft einer Schließfeder belasteten Ventilstößel umfasst, der mit einem im Gehäuseteil ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt. Erfin- dungsgemäß ist im Gehäuseteil konzentrisch zum Ventilsitz ein als Zulauf für das
Saugventil dienender ringförmiger Niederdruckraum ausgebildet, in dem ein ringförmiges Siebelement aufgenommen ist.
Das im Niederdruckraum aufgenommene ringförmige Siebelement stellt sicher, dass im Kraftstoff enthaltene Partikel nicht in den Bereich des Ventilsitzes gelangen. Die Anordnung des Siebelements im Niederdruckraum, d. h. im Zulaufbereich des Saugventils, gewährleistet, dass etwaige im Kraftstoff enthaltene Partikel nicht in den Bereich des Ventilsitzes gelangen und zu Funktionsstörungen des Saugventils führen. Damit ist auch das Ausfallrisiko der Hochdruckpumpe reduziert. Da das Saugventil über das im Niederdruckraum aufgenommene Siebelement geschützt ist, kommt es nicht darauf an, ob dem Saugventil eine mit einem Sieb ausgestattete Zumesseinheit vorgeschaltet ist. Bei dem Saugventil kann es sich demnach sowohl um ein mechanisches Saugventil, als auch um ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil handeln. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt das ringförmige
Siebelement ein stirnseitiges Ende, das am Gehäuseteil abgestützt oder in das
Gehäuseteil eingepresst ist. Der hierüber erreichte Kraft- und/oder Formschluss stellt sicher, dass kein Bypass zwischen dem Siebelement und dem Gehäuseteil entsteht. Die Abstützung am Gehäuseteil erfolgt vorzugsweise unter einer axialen Vorspannung, so dass die Dichtwirkung im Kontaktbereich erhöht wird. Die Pressverbindung besitzt den Vorteil, dass das Siebelement hierüber zugleich lagefixiert ist.
Das am Gehäuseteil abgestützte oder im Gehäuseteil eingepresste Ende ist bevorzugt an einem hohlzylinderförmigen Abschnitt des ringförmigen Siebelements ausgebildet. Das Siebelement kann auch im Ganzen als Hohlzylinder ausgebildet sein, so dass es ein weiteres stirnseitiges Ende besitzt, über welches es an einem weiteren Bauteil abstützbar oder einpressbar ist. Bei dem weiteren Bauteil kann es sich insbesondere um einen Ventilkörper des Saugventils oder ein das Saugventil abdeckendes Deckelteil handeln.
Alternativ wird vorgeschlagen, dass das ringförmige Siebelement ein stirnseitiges Ende besitzt, das zur Ausbildung einer Stützfläche ein- oder mehrfach abgewinkelt ist. Auf diese Weise kann eine Abstützung des Siebelements am Gehäuseteil der Hochdruckpumpe oder an einem weiteren Bauteil über eine im Vergleich zur Stirnfläche größeren Fläche erreicht werden. Auf diesem Wege wird zugleich eine verbesserte Abdichtung erzielt, die einen Bypass verhindert.
Bevorzugt umfasst das ringförmige Siebelement einen Siebkäfig. Der Siebkäfig, der vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist, erhöht die Formsteifigkeit des Siebelements, so dass dieses in das Gehäuseteil eingepresst oder unter einer axialen Vorspannung eingebracht werden kann. Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass der Siebkäfig ein Querschnittprofil aufweist, das ein- oder mehrfach abgewinkelt ist. Dadurch wird die Formsteifigkeit weiter erhöht. Zugleich werden Flächen geschaffen, die zur Abstützung des Siebelements nutzbar sind. Die Verwendung von Kunststoff zur Ausbildung des Siebkäfigs gewährleistet ein geringes Gewicht und niedrige Fertigungskosten.
Des Weiteren bevorzugt umfasst das ringförmige Siebelement ein Siebgewebe, das der Separierung der Partikel aus dem Kraftstoff dient. Das Siebgewebe wird über den Siebkäfig gehalten. Das Siebgewebe ist vorzugsweise aus einem Drahtgewebe gefertigt. Dieses besitzt weiterhin vorzugsweise eine Drahtstärke von 50 μηη bis 100 μηη und/oder eine Maschenweite von 60 μηη bis 250 μηη. Über ein derartiges Siebgewebe können kleinste Partikel aus dem zulaufenden Kraftstoff entfernt werden.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das ringförmige Siebelement einen Abschnitt besitzt, der mit dem Gehäuseteil der Hochdruckpumpe eine Drosselstelle ausbildend zusammenwirkt. Die Drosselstelle trennt den ringförmigen Niederdruckraum von einem weiteren Raum, bei dem es sich insbesondere um den Arbeits- räum eines Elektromagneten zur Betätigung des Saugventils handelt. Die Trennung soll verhindern, dass im Niederdruckraum auftretende hohe Druckpulsationen in den Arbeitsraum des Elektromagneten übertragen werden und dort zu Kavitationsschäden am Elektromagneten führen.
Bevorzugt wird der ringförmige Niederdruckraum in axialer Richtung von einem Ventilkörper oder einem Deckelteil begrenzt. Der Ventilkörper oder das Deckelteil erleichtert die Montage der Hochdruckpumpe. Denn vor dem Einsetzen des Ventilkörpers oder des Deckelteils kann das Siebelement in den Niederdruckraum eingesetzt werden. Alternativ kann das Siebelement am Ventilkörper bzw. am Deckelteil befestigt und gemeinsam mit diesem verbaut werden. Über den Ventilkörper bzw. über das Deckelteil kann zudem eine axiale Vorspannkraft auf das Siebelement aufgebracht werden. Vorzugsweise ist am Ventilkörper bzw. am Deckelteil eine Stufe oder ein Absatz zur AbStützung des ringförmigen Siebelements ausgebildet. Darüber hinaus kann über die Stufe oder den Absatz eine Lagefixierung des Siebelements in radialer Richtung bewirkt werden.
Als weiterbildende Maßnahme wird vorgeschlagen, dass der Ventilkörper oder das Deckelteil einen den ringförmigen Niederdruckraum in radialer Richtung begrenzenden Kragen besitzt, der mit dem Gehäuseteil eine Drosselstelle ausbildend zusammenwirkt. Die derart geschaffene Drosselstelle soll wiederum verhindern, dass im Niederdruckraum auftretende Druckpulsationen in den Arbeitsraum des Elektromagneten übertragen werden und dort zu Kavitationsschäden führen. Eine zwischen dem Siebelement und dem Gehäuseteil ausgebildete Drosselstelle kann somit entfallen. Das wiederum ermöglicht größere Freiheiten in der Gestaltung und Anordnung des Siebelements.
Des Weiteren bevorzugt mündet in den ringförmigen Niederdruckraum mindestens eine Zulaufbohrung, die den Niederdruckraum mit einer Niederdruckleitung verbindet. Über die Zulaufbohrung wird dem Niederdruckraum Kraftstoff zugeführt. Die Zulaufbohrung ist vorzugsweise - wie der Niederdruckraum - im Gehäuseteil der Hochdruckpumpe ausgebildet. Ergänzend kann eine weitere in den Niederdruckraum mündende Zulaufbohrung vorgesehen sein, die den Niederdruckraum mit einem Ringraum verbindet, der den Ventilstößel umgibt. Über die weitere Zulaufbohrung ist demnach der Zulauf von Kraftstoff in Richtung des Ventilsitzes sichergestellt. Auch die weitere Zulaufboh- rung ist vorzugsweise im Gehäuseteil der Hochdruckpumpe ausgebildet. Um zu verhindern, dass im Kraftstoff enthaltene Partikel in die weitere Zulaufbohrung gelangen, erfolgt die Anordnung des Siebelements im Niederdruckraum in der Weise, dass es zwischen den beiden Zulaufbohrungen zu liegen kommt. Beispielsweise kann das Siebelement in unmittelbarer Nähe zur Mündung der weiteren Zulaufbohrung angeord net werden.
Vorteilhafterweise ist der ringförmige Niederdruckraum im Querschnitt zumindest bereichsweise V-förmig ausgebildet. Der V-förmig ausgebildete Bereich vereinfacht die Ausbildung einer Zulaufbohrung, da diese im rechten Winkel zu einer den V-förmigen Raum begrenzenden Fläche geführt werden kann. Ferner können sich im V-förmig ausgebildeten Bereich zwei Zulaufbohrungen gegenüber liegen, so dass der Zulauf strömungsoptimiert erfolgt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich des Saugventils,
Fig. 2 einen Ausschnitt der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich des Saugventils,
Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt durch eine dritte bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich des Saugventils,
Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch eine vierte bevorzugte Ausführungs form einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich des Saugventils und
Fig. 6 einen schematischen Längsschnitt durch eine fünfte bevorzugte Ausführungs form einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich des Saugventils. Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Der Fig. 1 ist eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffe inspritzsystem in einer ausschnittsweisen Darstellung zu entnehmen. Der Ausschnitt zeigt ein Gehäuseteil 1 der Hochdruckpumpe, in das ein Saugventil 4 zur Befüllung eines Hochdruck- Elementraums 3 mit Kraftstoff integriert ist. Der Hochdruck- Elementraum 3 ist in einer Zylinderbohrung 2 des Gehäuseteils 1 ausgebildet, die zur Ausbildung eines Ventilsitzes 7 gestuft ist. An den Ventilsitz 7 schließt sich ein Ringraum 22 an, in den eine Zu- laufbohrung 21 mündet, die den Ringraum 22 mit einem im Gehäuseteil 1 ausgebildeten ringförmigen Niederdruckraum 8 verbindet. Über eine weitere im Gehäuseteil 1 ausgebildete Zulaufbohrung 20 wird dem Niederdruckraum 8 Kraftstoff zugeführt.
Zum Öffnen und Schließen des im Gehäuseteil 1 ausgebildeten Ventilsitzes 7 weist das Saugventil 4 einen hubbeweglichen Ventilstößel 6 auf, der in Schließrichtung von der Federkraft einer Schließfeder 5 beaufschlagt ist. Die Schließfeder 5 ist hierzu einerseits an einem mit dem Ventilstößel 6 verbundenen Federteller 24 und andererseits an dem Gehäuseteil 1 der Hochdruckpumpe abgestützt. Ferner ist ein Elektromagnet 25 zur Einwirkung auf einen hubbeweglichen Anker 26 vorgesehen, der über einen Ankerstift 27 mit dem Ventilstößel 6 koppelbar ist. Die Betätigung des Saugventils 4 der Hochdruckpumpe der Fig. 1 erfolgt demnach elektromagnetisch.
Der im Gehäuseteil 1 ausgebildete Niederdruckraum 8 wird nach oben von einem Ventilkörper 14 begrenzt, der zugleich der Abstützung des Elektromagneten 25 dient. Am Ventilkörper 14 ist ein Kragen 18 ausgebildet, der in den Niederdruckraum 8 hineinragt und diesen in radialer Richtung begrenzt. Dies führt zur Ausbildung einer Drosselstelle 19 zwischen dem Kragen 18 und dem Gehäuseteil 1, welche verhindern soll, dass im Niederdruckbereich auftretende Druckpulsationen auf andere Bereiche übertragen werden.
Zur Hubeinstellung ist zwischen dem Ventilkörper 14 und dem Gehäuseteil 1 eine Einstellscheibe 23 eingelegt. Die Abdichtung nach außen erfolgt über ein ringförmiges Dichtelement 28, das zwischen dem Ventilkörper 14 und einem hohlzylinderförmigen Ansatz 29 des Gehäuseteils 1 der Hochdruckpumpe angeordnet ist. Auf den hohlzylin- derförmigen Ansatz 29 ist eine Überwurfmutter 30 zur Fixierung des Elektromagneten 25 geschraubt.
Um schädliche Partikel sicher aus dem zulaufenden Kraftstoff zu entfernen, ist in den Niederdruckraum 8 ein ringförmiges Siebelement 9 eingesetzt. Das Siebelement 9 weist ein Siebgewebe 12 auf, das über einen Siebkäfig 11 gehalten ist. Wie insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist, ist ein erstes stirnseitiges Ende 9.1 des Siebkäfigs 11 bzw. des Siebelements 9 in eine bodenseitige Nut 31 des Gehäuseteils 1 eingepresst. Das andere stirnseitige Ende 9.2 ist in einer Nut 32 aufgenommen, die im Ventilkörper 14 ausgebildet ist. Die Verbindung wird wiederum über einen Presssitz bewirkt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Siebelement nicht umströmt werden kann, d. h., dass ein Bypass verhindert wird und etwaige im Kraftstoff enthaltene Partikel sicher entfernt werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe ist in der Fig. 3 dargestellt. Diese unterscheidet sich von der der Fig. 1 im Wesentlichen dadurch, dass der Ventilkörper 14 ohne Kragen 18 ausgeführt ist, so dass die Drosselstelle 19 entfällt. Um dennoch eine Drosselstelle 13 auszubilden, weist das im Niederdruckraum 8 aufgenommene Siebelement 9 eine modifizierte Gestaltung auf. Das stirnseitige Ende 9.2 ist bei dem Siebelement 9 der Hochdruckpumpe der Fig. 3 mehrfach abgewinkelt ausgeführt, so dass ein Abschnitt 9.3 ausgebildet wird, der mit dem Gehäuseteil 1 die Drosselstelle 13 ausbildend zusammenwirkt. Zugleich wird über das mehrfach abgewinkelte Ende eine Stützfläche 10 realisiert, über welche das Siebelement 9 an einem ringförmigen Absatz 17 des Ventilkörpers 14 abstützbar ist. Das heißt, dass das Siebelement 9 vorliegend nicht in eine Nut 32 des Ventilkörpers 14 eingepresst ist. Durch die Abstützung am Absatz 17 wird jedoch eine ausreichende Lagefixierung des Siebelements 9 in axialer und radialer Richtung bewirkt.
Eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 3 ist in der Fig. 4 dargestellt. Hier wird der Niederdruckraum 8 nicht von einem Ventilkörper 14, sondern von einem Deckelteil 15 begrenzt, da es sich vorliegend um ein mechanisches Saugventil 4 handelt. Der Wegfall des Elektromagneten 25 macht auch einen Ventilkörper 14 entbehrlich, so dass der Aufbau deutlich vereinfacht werden kann. Wie der Fig. 5 zu entnehmen ist, kann das Deckelteil 15 auch dergestalt sein, dass eine Überwurfmutter 30 entbehrlich ist. Das Deckelteil 15 wird stattdessen unmittelbar mit dem hohlzylinderförmigen Ansatz 29 des Gehäuseteils 1 verschraubt. Zur Lagefixierung des Siebelements 9 über das Deckelteil 15 weist dieses eine Stufe 16 auf, die in das ringförmige Siebelement 9 eingreift und somit einen Formschluss bewirkt. In der Fig. 5 der Einfachheit halber nicht dargestellt sind die Schließfeder 5 und der Federteller 24.
Fig. 6 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe, bei der das Siebelement 9 eine nochmals andere Gestaltung besitzt. Das Siebelement 9 ist zwar auch hier mehrfach abgewinkelt ausgeführt, so dass eine Stützfläche 10 zur Abstützung an einem Absatz 17 des Ventilkörpers 14 ausgebildet wird, die Winkel sind jedoch derart gewählt, dass das Siebgewebe 12 im Wesentlichen unmittelbar vor der Mündung der Zulaufbohrung 21 zu liegen kommt. Ein zwischen dem Siebelement 9 und der Mündung vorgesehener Spalt ist derart dimensioniert, dass eine Ausbreitung von Druckpulsationen, die im Niederdruckraum 8 auftreten, möglichst verhindert wird.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Bestandteil der Erfindung sind insbesondere auch Ausführungsformen, bei denen die zuvor beschriebenen Merkmale in unterschiedlichen Kombinationen realisiert sind.

Claims

Ansprüche
1. Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common- Rail- Einspritzsystem, umfassend ein Gehäuseteil (1) mit einer Zylinderbohrung (2), in der ein Hochdruck- Elementraum (3) ausgebildet ist, wobei in das Gehäuseteil (1) zur Befüllung des Hochdruck- Elementraums (3) mit Kraftstoff ein Saugventil (4) integriert ist, das einen hubbeweglichen und von der Federkraft einer Schließfeder (5) belasteten Ventilstößel (6) umfasst, der mit einem im Gehäuseteil (1) ausgebildeten Ventilsitz (7) zusammenwirkt,
dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuseteil (1) konzentrisch zum Ventilsitz (7) ein als Zulauf für das Saugventil (4) dienender ringförmiger Niederdruckraum (8) ausgebildet ist, in dem ein ringförmiges Siebelement (9) aufgenommen ist.
2. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Siebelement (9) ein stirnseitiges Ende besitzt (9.1, 9.2), das am Gehäuseteil (1) abgestützt oder in das Gehäuseteil (1) eingepresst ist.
3. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Siebelement (9) ein stirnseitiges Ende (9.2) besitzt, das zur Ausbildung einer Stützfläche (10) ein- oder mehrfach abgewinkelt ist.
4. Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Siebelement (9) einen Siebkäfig (11) umfasst, der vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist und/oder ein Querschnittprofil aufweist, das ein- oder mehrfach abgewinkelt ist.
5. Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Siebelement (9) ein Siebgewebe (12) umfasst, das vorzugsweise aus einem Drahtgewebe gefertigt ist, das weiterhin vor- zugsweise eine Drahtstärke von 50 μηη bis 100 μηη und/oder eine Maschenweite von
60 μηη bis 250 μηη besitzt.
6. Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Siebelement (9) einen Abschnitt (9.3) besitzt, der mit dem Gehäuseteil (1) eine Drosselstelle (13) ausbildend zusammenwirkt.
7. Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Niederdruckraum (8) in axialer Richtung von einem Ventilkörper (14) oder einem Deckelteil (15) begrenzt wird, wobei vor- zugsweise am Ventilkörper (14) oder am Deckelteil (15) eine Stufe (16) oder ein Absatz (17) zur Abstützung des ringförmigen Siebelements (9) ausgebildet ist.
8. Hochdruckpumpe nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (14) oder das Deckelteil (15) einen den ringförmigen Niederdruckraum (8) in radialer Richtung begrenzenden Kragen (18) besitzt, der mit dem Gehäuseteil (1) eine Drosselstelle (19) ausbildend zusammenwirkt.
9. Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in den ringförmigen Niederdruckraum (8) mindestens eine Zulaufbohrung (20, 21) mündet, die den Niederdruckraum (8) mit einer Niederdruckleitung oder mit einem den Ventilstößel (6) umgebenden Ringraum (22) verbindet.
10. Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Niederdruckraum (8) im Querschnitt zumindest bereichsweise V-förmig ausgebildet ist.
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