DE10046734A1

DE10046734A1 - Druckbegrenzungsventil

Info

Publication number: DE10046734A1
Application number: DE2000146734
Authority: DE
Inventors: Peter Marx; Helmut Kohlhaas; Holger Barth; Dieter Wilhelm; Sabine Burhenne
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2002-05-16
Also published as: AU2001283802A1; WO2002025148A1

Abstract

Bei einem Druckbegrenzungsventil (2) für eine Kraftstofffördereinheit (1) hat ein Ventilsitz (6) einen zum Abstützen eines Ventilkörpers (4) vorgesehenen Rand (8). An den Rand (8) angrenzende Bereiche des Ventilsitzes (6) sind trichterförmig, dem Ventilkörper (4) mit geringem Abstand gegenüberstehend, gestaltet. Hierdurch läßt sich der Öffnungsdruck, bei dem das Druckbegrenzungsventil (2) öffnet und schließt, besonders genau festlegen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil, insbe sondere für eine Kraftstoffördereinheit eines Kraftfahr zeuges, mit einem Ventilsitz und mit einem den Ventilsitz unterhalb eines vorgesehenen Öffnungsdrucks verschließen den Ventilkörper und mit einer Feder zur Vorspannung des Ventilkörpers.

Solche Druckbegrenzungsventile werden in heutigen Kraft fahrzeugen eingesetzt, um während der Förderung von Kraftstoff einen Überdruck in dem Kraftstoffsystem zu vermeiden und Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter zu rückzuführen. Der Ventilkörper wird meist mit einer hohen Genauigkeit als Kugel hergestellt. Der Ventilsitz ist trichterförmig gestaltet und in dem aus Kunststoff gefer tigten Gehäuse der Kraftstoffördereinheit eingearbeitet.

Nachteilig bei dem bekannten Druckbegrenzungsventil ist, daß der vorgesehene Öffnungsdruck, bei dem das Druckbe grenzungsventil öffnen und schließen soll, sehr großen Toleranzen unterliegt. Da ein Öffnen bei zu geringem Druck zu Verlusten an gefördertem Kraftstoff und ein Öff nen bei zu hohem Druck zu Beschädigungen der Kraftstoff fördereinheit oder zu einem Austreten von Kraftstoff in die Umwelt führt, werden in der Regel Verluste an geför dertem Kraftstoff in Kauf genommen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Druck begrenzungsventil der eingangs genannten Art so weiterzu bilden, daß sich der vorgesehene Öffnungsdruck mit beson ders engen Toleranzen festlegen läßt.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ventilsitz einen hervorstehenden, zur Anlage des Ven tilkörpers vorgesehenen Rand hat.

Durch diese Gestaltung hat der Ventilsitz einen genau de finierbaren Anlagebereich für den Ventilkörper. Der Anla gebereich hat im Vergleich zu dem des bekannten Druck begrenzungsventils besonders kleine Abmessungen. Hier durch liegt der Ventilkörper jederzeit zuverlässig an dem Ventilsitz an. Adhäsionskräfte zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilkörper werden dank der Erfindung besonders gering gehalten. Der Öffnungsdruck des erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils läßt sich hierdurch mit besonders engen Toleranzen festlegen. Kleinere Unebenheiten des Ventilsitzes im Anlagebereich des Ventilkörpers weisen dank der Erfindung besonders kleine Abmessungen auf. Hierdurch lassen sich die Unebenheiten einfach plastisch oder elastisch von dem als Kugel mit meist sehr hoher Ge nauigkeit herstellbaren Ventilkörper einebnen. Deshalb hat das erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventil zudem ei ne besonders geringe Leckage.

Der Ventilsitz könnte beispielsweise ausschließlich aus dem Rand bestehen. Dies führt jedoch in Offenstellung zu Turbulenzen in der Strömung und zu starken Druckschwankungen. Im ungünstigsten Fall kann der Ventilkörper durch die Turbulenzen gegen den Ventilsitz gedrückt werden. In der Offenstellung entstehen gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders wenig Turbulenzen, wenn ein an den Rand angrenzender Bereich des Ventilsit zes schalenförmig oder trichterförmig, einen Teilbereich des Ventilkörpers mit geringem Abstand gegenüberstehend gestaltet ist. Durch diese Gestaltung wird der Ventilkör per in Offenstellung des erfindungsgemäßen Druckbegren zungsventils von der Strömung gleichmäßig umströmt und in der Strömung in einer von dem dynamischen Druck im Be reich des Ventilsitzes abhängigen Lage stabil gehalten. Bei Unterschreitung des vorgesehenen Öffnungsdruckes ge langt der Ventilkörper zuverlässig in seine vorgesehene Lage auf dem Rand des Ventilsitzes zurück. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, daß die Hystere se, das heißt die Differenz zwischen dem Öffnungsdruck und dem Druck bei dem das erfindungsgemäße Druckbegren zungsventil schließt, besonders gering ist.

Zur weiteren Verringerung der Turbulenzen in der Strömung bei in Offenstellung befindlichem erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventil trägt es bei, wenn der Rand in seinem den Ventilkörper abstützenden Bereich einen Radius hat.

Zur weiteren Verringerung der Adhäsionskräfte zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilkörper trägt es bei, wenn der Rand in seinem den Ventilkörper abstützenden Bereich eine Kante aufweist.

Der Rand hat gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbil dung der Erfindung eine besonders hohe Stabilität, wenn an die Kante oder den Radius angrenzende Flächen des Ran des in einem Winkel von 90° oder größer zueinander ange ordnet sind.

In der Regel hat das Druckbegrenzungsventil ein aus Kunststoff im Spritzgußverfahren gefertigtes Gehäuse mit dem darin eingearbeiteten Ventilsitz. Das erfindungs gemäße Druckbegrenzungsventil gestaltet sich besonders kostengünstig, wenn der Rand einstückig mit dem Ventil sitz und daran angrenzenden Bereichen gefertigt ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei da von in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungs gemäßes Druckbegrenzungsventil,

Fig. 2 eine stark vergrößerte Darstellung der Einzelheit "X" aus Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des erfindungs gemäßen Druckbegrenzungsventils.

Fig. 1 zeigt ein in einer Wandung einer Kraftstofförde reinheit 1 angeordnetes Druckbegrenzungsventil 2 mit ei nem Gehäuse 3. Das Gehäuse 3 ist zur längsbeweglich ge führten Aufnahme eines als Kugel ausgebildeten Ventil körpers 4 rohrförmig gestaltet. Der Ventilkörper 4 ist aus Metall gefertigt und wird von einer Feder 5 gegen ei nen Ventilsitz 6 vorgespannt. Die Feder 5 stützt sich da bei an einer in dem Gehäuse 3 verrasteten Metallklammer 7 ab. Das Gehäuse 3 und der Ventilsitz 6 sind wie die Wan dung der Kraftstoffördereinheit 1 aus Kunststoff im Spritzgußverfahren gefertigt. Der Ventilsitz 6 ist trich terförmig gestaltet und steht dem unteren Bereich des Ventilkörpers 4 mit geringem Abstand gegenüber. In seinem mittleren Bereich hat der Ventilsitz 6 einen umlaufenden Rand 8. An dem Rand 8 stützt sich der Ventilkörper 4 in der eingezeichneten geschlossenen Stellung des Druck begrenzungsventils 2 ab. Bei einer vorgesehenen Druckdif ferenz unterhalb und oberhalb des Ventilkörpers 4 wird der Ventilkörper 4 von dem Ventilsitz 6 abgehoben. Diese Druckdifferenz wird im allgemeinen als Öffnungsdruck be zeichnet. Anschließend kann Kraftstoff aus der Kraft stoffördereinheit 1 durch das Druckbegrenzungsventil 2 austreten. Unterhalb des Öffnungsdrucks schließt das Druckbegrenzungsventil 2.

Fig. 2 zeigt stark vergrößert die Einzelheit "X" aus Fig. 1. Hierbei ist zu erkennen, daß der Rand 8 des Ven tilsitzes 6 zwei auf einen Radius r zulaufende Flächen 9, 10 aufweist. Der Winkel α zwischen den Flächen 9, 10 ist hier geringfügig größer als 90° dargestellt. Anstelle des Radius r kann der Rand 8 auch spitz zulaufen.

Fig. 3 zeigt ein Druckbegrenzungsventil 11 im Längs schnitt. Dieses unterscheidet sich von dem aus Fig. 1 dadurch, daß ein Rand 12 eines Ventilsitzes 13 an dessen engstem Querschnitt angeordnet ist. Ein in Strömungsrich tung an den Rand 12 angrenzender Bereich des Ventilsitzes 13 ist trichterförmig gestaltet. Der Rand 12 ist wie der des Druckbegrenzungsventils 2 aus den Fig. 1 und 2 aufgebaut.

Claims

1. Druckbegrenzungsventil, insbesondere für eine Kraftstoffördereinheit eines Kraftfahrzeuges, mit einem Ventilsitz und mit einem den Ventilsitz unterhalb eines vorgesehenen Öffnungsdrucks verschließenden Ventilkörper, und mit einer Feder zur Vorspannung des Ventilkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß, der Ventilsitz (6, 13) einen hervorstehenden, zur Anlage des Ventilkörpers (4) vorge sehenen Rand (8, 12) hat.

2. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß ein an den Rand (8, 12) angrenzender Bereich des Ventilsitzes (6, 13) schalenförmig oder trichterförmig, einen Teilbereich des Ventilkörpers (4) mit geringem Abstand gegenüberstehend gestaltet ist.

3. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (8, 12) in seinem den Ven tilkörper (4) abstützenden Bereich einen Radius (r) hat.

4. Druckbegrenzungsventil nach zumindest einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (8, 12) in seinem den Ventilkörper (4) abstützenden Bereich eine Kante aufweist.

5. Druckbegrenzungsventil nach zumindest einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Kante oder den Radius (r) angrenzende Flächen (9, 10) des Randes (8, 12) in einem Winkel von 90° oder größer zuein ander angeordnet sind.

6. Druckbegrenzungsventil nach zumindest einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (8, 12) einstückig mit dem Ventilsitz (9, 13) und daran angrenzenden Bereichen gefertigt ist.