DE102008002611A1 - Support body, check valve and high-pressure fuel pump - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abstützkörper (10) für eine Rückstellfeder (16) eines Rückschlagventils (8), insbesondere für eine Kraftstoff-Hochdruckpuinem einen Einführdurchmesser (DE) aufweisenden Einführabschnitt (21) und mit einem einen Pressdurchmesser (DP) aufweisenden Pressabschnitt (22) zum Herstellen eines Presssitzes mit dem Innenumfang einer Aufnahmebohrung (11) in einem Haltekörper, wobei axial zwischen dem Einführabschnitt (21) und dem Pressabschnitt (22) eine Einführfase (23) vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Winkel (alpha) zwischen der Mantelfläche (M) der Einführfase (23) und der Mantelfläche (ME) des Einführabschnitts (21) aus einem Winkelbereich zwischen 10° und 30° gewählt ist.The invention relates to a support body (10) for a restoring spring (16) of a check valve (8), in particular for an introduction section (21) having an introduction diameter (DE) and having a pressing section (22) with a press diameter (DP) Producing a press fit with the inner circumference of a receiving bore (11) in a holding body, wherein between the insertion section (21) and the pressing portion (22) has a Einführfase (23) is provided axially. According to the invention, it is provided that the angle (alpha) between the lateral surface (M) of the insertion bevel (23) and the lateral surface (ME) of the insertion section (21) is selected from an angle range between 10 ° and 30 °.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Abstützkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Rückschlagventil gemäß Anspruch 8 sowie einen Kraftstoff-Injektor gemäß Anspruch 10.The The invention relates to a support body according to the The preamble of claim 1, a check valve according to claim 8 and a fuel injector according to claim 10th

Aus der DE 10 2005 053 683 A1 ist ein Common-Rail-Einspritzsystem bekannt. Bei diesem versorgt eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe einen Kraftstoff-Hochdruckspeicher (Rail) mit unter hohem Druck stehendem Kraftstoff.From the DE 10 2005 053 683 A1 is known a common rail injection system. In this case, a high-pressure fuel pump supplies a high-pressure fuel storage (rail) with high-pressure fuel.

Bekannte, in der Regel als Kolbenpumpen ausgebildete, periodisch arbeitende Kraftstoff-Hochdruckpumpen weisen Rückschlagventile auf, die durch im Druckerhöhungstakt auftretende hydraulische Kräfte geöffnet werden. Durch die Rückschlagventile kann unter Hochdruck stehender Kraftstoff aus der Kraftstoff-Hochdruckpumpe zu dem Kraftstoff-Hochdruckspeicher und von diesem zu den Kraftstoff-Injektoren strömen. Die Schließbewegung der Rückschlagventile wird durch hydraulische Kräfte bei einsetzender Rückströmung bewirkt, wobei die Schließbewegung durch eine Rückstellfeder unterstützt wird. Die Rückstellfeder eines bekannten Rückschlagventils für Kraftstoff-Hochdruckpumpen stützt sich dabei in axialer Richtung an einem Abstützkörper (Federhalter) ab. Der Abstützkörper ist dabei mittels eines Presssitzes in einer Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes der mit dem Rückschlagventil ausgestalteten Kraft stoff-Hochdruckpumpe festgelegt. Damit der Abstützkörper über die gesamte Lebensdauer seine Position in der Aufnahmebohrung nicht verändert, muss der Pressverband mit ausreichender Sicherheit die mit zunehmender Durchströmungsrate steigenden Strömungskräfte von häufig über 2000 N, die während des Ventilöffnungs- und Ventilschließvorgangs auftreten, aufnehmen können.Known, usually designed as piston pumps, periodically working High-pressure fuel pumps have check valves by occurring in the pressure increase stroke hydraulic Forces are opened. Through the check valves can high pressure fuel from the high-pressure fuel pump to the high pressure fuel storage and from there to the fuel injectors stream. The closing movement of the check valves is due to hydraulic forces at the onset of backflow causes, with the closing movement by a return spring is supported. The return spring of a known check valve for high-pressure fuel pumps relies on this in the axial direction on a support body (pen holder) from. The support body is by means of a Press fit in a receiving bore of a cylinder head with designed the check valve designed fuel high-pressure pump established. So that the support body over the entire life of his position in the mounting hole not changed, the press federation with sufficient security the increasing with increasing flow rate flow forces of often over 2000 N during the valve opening and valve closing operation can occur.

Bekannte Abstützkörper weisen zwischen einem axial äußeren, zylindrischen Einfuhrabschnitt, der sich bei bekannten Abstützkörpern über eine Einführlänge von etwa 0,5 mm erstreckt und einem zylindrischen Pressabschnitt mit minimal größerem Pressdurchmesser eine Einführfase auf, wobei der Winkel zwischen der Mantelfläche der Einführfase und der Mantelfläche des Einführabschnitts in Richtung der Längserstreckung des Abstützkörpers betrachtet 175° beträgt. Bei bekannten Abstützkörpern treten fertigungsbedingt Koaxialfehler zwischen dem Einfuhrabschnitt und dem Pressabschnitt auf, d. h. deren Längsmittelachsen fluchten in axialer Richtung nicht exakt miteinander, sondern sind radial zueinander versetzt, was dazu führt, dass die vom Abstützkörper, genauer vom Pressabschnitt, bereitgestellte Pressfläche zur Herstellung eines Presssitzes mit dem Innenumfang der Aufnahmebohrung nicht gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet ist. Hierdurch kommt es, wie in 3 angedeutet, zu unterschiedlich verteilten und zum Teil lokal hohen Einpresskräften F1, F2. Dies wiederum führt beim Einpressvorgang zu Zittereffekten und letztendlich zu Fressern (Kaltverschweißungseffekten). Außerdem kommt es zu einer hohen mechanischen Belastung der Montagepresse. Ab einem bestimmten Pressübermaß des Pressdurchmessers relativ zum Innendurchmesser der Aufnahmebohrung verformt sich der schwächere Presspartner plastisch, was es zu vermeiden gilt. Ein rein elastischer Pressverband hat gegenüber einem plastischen Pressverband den Vorteil, dass Dehneffekte, beispielsweise bedingt durch Temperaturunterschiede zumindest teilweise automatisch ausgeglichen werden. Bei den bekannten Pressverbänden mit einem Winkel von 175° zwischen der Mantelfläche des Einführabschnitts und der Mantelfläche der Einführfase ist weiterhin von Nachteil, dass ein Verhältnis aus Pressdurchmesser zu Presslänge (Axialerstreckung des Pressabschnitts) von 35% in der Praxis nicht überschritten werden kann. Bei Überschreiten dieses Verhältniswertes steigt die Gefahr von unterschiedlich verteilten und lokal hohen Reibwerten enorm, wodurch auch die Gefahr des Auftretens von Zittereffekten und Fressern während des Einpressvorgangs und damit auch eine hohe mechanische Belastung der Montagevorrichtung (Presse) weiter steigt. Daher ist man bestrebt, durch eine möglichst exakte Fertigung Koaxialfehler zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem Pressabschnitt zu minimieren.Known supporting bodies have an insertion chamfer between an axially outer, cylindrical insertion section, which extends over known known support bodies over an insertion length of about 0.5 mm and a cylindrical pressing section with a slightly larger pressing diameter, wherein the angle between the lateral surface of the insertion chamfer and the lateral surface of the Introductory section viewed in the direction of the longitudinal extension of the support body is 175 °. In known Abstützkörpern occur due to production coaxial errors between the Einfuhrabschnitt and the pressing section, ie their longitudinal central axes are not exactly aligned with each other in the axial direction, but are offset radially to each other, resulting in that of the support body, more precisely from the pressing section, provided pressing surface for producing a press fit is not arranged distributed uniformly over the circumference with the inner circumference of the receiving bore. This is what happens, as in 3 indicated to differently distributed and partly locally high press-in forces F 1 , F 2 . This, in turn, leads to trembling effects during the press-in process and ultimately to scroungers (cold-welding effects). In addition, there is a high mechanical stress on the assembly press. From a certain excess pressure of the pressing diameter relative to the inner diameter of the receiving bore, the weaker pressing partner deforms plastically, which should be avoided. A purely elastic interference fit has the advantage, compared to a plastic interference fit, that expansion effects, for example due to temperature differences, are at least partially automatically compensated. In the known press dressings with an angle of 175 ° between the lateral surface of the insertion and the lateral surface of the Einführfase is also a disadvantage that a ratio of pressing diameter to pressing length (axial extension of the pressing section) of 35% in practice can not be exceeded. If this ratio value is exceeded, the risk of differently distributed and locally high coefficients of friction increases enormously, as a result of which the risk of the occurrence of trembling effects and chafing during the press-fitting process and thus also a high mechanical load on the mounting device (press) continues to increase. Therefore, it is endeavored to minimize coaxial errors between the housing section and the pressing section as accurately as possible.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Technische AufgabeTechnical task

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optimierten Abstützkörper vorzuschlagen, bei dem die Gefahr von Zittereffekten und Fressern beim Einpressvorgang minimiert ist. Bevorzugt sollen mit dem Abstützkörper Pressverbände herstellbar sein, bei denen das Verhältnis zwischen dem Pressdurchmesser und der Presslänge oberhalb von 35% liegt. Ferner besteht die Aufgabe darin, ein Rückschlagventil mit einem entsprechend optimierten Abstützkörper sowie eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit mindestens einem derartigen Rückschlagventil vorzuschlagen.Of the Invention is based on the object, an optimized support body to propose, at the risk of trembling effects and predators is minimized during the pressing process. Preferably should with the support body Press associations be produced, where the ratio between the press diameter and the press length above of 35%. Furthermore, the object is a check valve with a correspondingly optimized support body and a high-pressure fuel pump with at least one such To propose a check valve.

Technische LösungTechnical solution

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Abstützkörpers mit den Merkmalen des Anspruchs 1, hinsichtlich des Rückschlagventils mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und hinsichtlich der Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.This object is achieved with regard to the support body with the features of claim 1, with regard to the check valve with the features of claim 8 and with regard to the high-pressure fuel pump with the features of claim 10. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims. In the All combinations of at least two features disclosed in the description, claims and / or figures fall within the scope of the invention.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den Winkel zwischen der Mantelfläche des, insbesondere zylindrischen, Einführabschnitts des Abstützkörpers und der Mantelfläche der, vorzugsweise konischen, am Außenumfang des Abstützkörpers axial zwischen dem den Pressdurchmesser aufweisenden Pressabschnitt und dem Einfuhrabschnitt, mit dem im Vergleich zum Pressdurchmesser kleineren Einführdurchmesser angeordneten, Einführfase in Längsrichtung des Abstützkörpers betrachtet aus einem Wertebereich zwischen 150° und 170° zu wählen. Anders ausgedrückt wird zwischen der Mantelfläche der Einführfase und der Mantelfläche des Einführabschnitts ein Winkel aus einem Bereich zwischen 150° und 170° aufgespannt. Die Wahl eines derartig kleinen Winkels widerspricht der bisher geltenden Konstruktionslehre, die für einen derartigen Winkel 175° vorschreibt. Durch die Wahl eines im Vergleich zu dem aus der Praxis bekannten Winkel kleineren Winkel aus einem Wertebereich zwischen etwa 150° und etwa 170° resultiert überraschenderweise der Vorteil, dass das Auftreten von Zittereffekten und Fressern beim Einpressvorgang, bei dem Einpresskräfte aus einem Be reich zwischen etwa 3.000 N und 13.000 N zur Anwendung kommen, vermieden oder zumindest auf ein Minimum reduziert wird. Dies kann damit erklärt werden, dass durch die Wahl eines vergleichsweise kleinen, vorgenannten Winkels zwischen der Mantelfläche der Einführfase und der Mantelfläche des Einführabschnitts des Abstützkörpers der Einfluss von Koaxialfehlern auf die Flächenverteilung der Pressfläche geringer wird, da die Axialerstreckung der Einführfase aufgrund des kleineren Winkels im Vergleich zur Axialerstreckung von Einführfasen aus dem Stand der Technik aufgrund der größeren Steigung der Einführfase (wesentlich) verkürzt ist. Der Steigungswinkel entspricht dabei 180° abzüglich des Winkels zwischen den axial benachbarten Mantelflächen der Einführfase und des Einführabschnitts. Die Erfindung verfolgt also nicht den bisherigen Ansatz, Koaxialfehler durch eine verbesserte, kostenintensive Fertigungstechnik auf ein Minimum zu reduzieren – vielmehr wird das Auftreten von bisher üblichen Koaxialfehlern akzeptiert – es werden lediglich die negativen Auswirkungen der Koaxialfehler durch die Wahl eines im Vergleich zum Stand der Technik vergrößerten Winkels zwischen der Mantelfläche der Einführfase und der Mantelfläche des Einführabschnitts des Abstützkörpers minimiert.Of the Invention is based on the idea, the angle between the lateral surface of, in particular cylindrical, insertion of the Supporting body and the lateral surface of, preferably conical, on the outer circumference of the support body axially between the press section having the press section and the import section, with the compared to the press diameter smaller insertion diameter arranged, Einführfase in Considered longitudinal direction of the support body from a range of values between 150 ° and 170 ° choose. In other words, between the lateral surface the Einführfase and the lateral surface of the insertion section an angle spanned from a range between 150 ° and 170 °. The choice of such a small angle contradicts the previously applicable design theory, for such an angle 175 ° dictates. By choosing one compared to the angle known from practice smaller angle from a range of values between about 150 ° and about 170 ° surprisingly results the advantage that the occurrence of tremor and scavenging in the press-in process, in the press-in forces of a Be used between about 3,000 N and 13,000 N, avoided or at least reduced to a minimum. This can be explained that by choosing a comparatively small, aforementioned angle between the lateral surface the Einführfase and the lateral surface of the insertion section of the support body the influence of coaxial errors less on the area distribution of the pressing surface is because the axial extent of the Einführfase due the smaller angle compared to the axial extent of Einführfasen from the prior art due to the larger Slope of Einführfase (substantially) shortened is. The pitch angle corresponds to 180 ° minus the angle between the axially adjacent lateral surfaces the introduction phase and the introduction section. The Thus, the invention does not follow the previous approach, coaxial error through an improved, cost-intensive production technology to a minimum reduce - rather, the occurrence of previously common Coaxial errors accepted - only the negative ones Effects of coaxial errors by choosing one in comparison the prior art enlarged angle between the Lateral surface of the lead-in chamfer and the lateral surface the insertion section of the support body minimized.

Durch eine entsprechende Winkelwahl können nun plötzlich Pressverbände mit einem Verhältnis von Pressdurchmesser zu Presslänge von größer als 35% realisiert werden unter gleichzeitiger Vermeidung von plastischen Verformungseffekten. Darüber hinaus werden, wie erwähnt, Zittereffekte und Fresser beim Einpressvorgang bei gleichzeitiger Minimierung der Fertigungskosten vermieden. Insgesamt kann somit ein optimierter, kostengünstiger und gleichmäßig verlaufender Pressvorgang realisiert werden.By a corresponding angle selection can now suddenly Press dressings with a ratio of press diameter realized to press length of greater than 35% while avoiding plastic deformation effects. In addition, as mentioned, trembling effects and eaters during the pressing process with simultaneous minimization avoided the production costs. Overall, an optimized, cheaper and more evenly running Pressing be realized.

In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Winkel zwischen der Mantelfläche der Einführfase und der Mantelfläche des Einführabschnitts des Abstützkörpers aus einem Wertebereich zwischen 155° und 165° gewählt wird. Optimierte Ergebnisse im Hinblick auf eine Minimierung von Zittereffekten und Fressererscheinungen werden bei einem Winkel aus einem Wertebereich zwischen 158° und 162° erzielt.In Development of the invention is provided with advantage that the Angle between the lateral surface of the Einführfase and the lateral surface of the insertion section of the Abstützkörpers of a range of values between 155 ° and 165 ° is selected. optimized Results with regard to minimization of trembling effects and Eateries appear at an angle out of a range of values achieved between 158 ° and 162 °.

Wie erwähnt, ist es aufgrund des Vorsehens eines größeren Winkels möglich, einen Pressverband zwischen dem Abstützkörper und einem entsprechenden Haltekörper, insbesondere zwischen dem, vorzugsweise zylindrischen, Pressabschnitt und einem Zylinderkopf einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe, herzustellen, bei dem der Verhältniswert zwischen dem Pressdurchmesser und der Presslänge, über die der Pressdurchmesser realisiert ist, größer als 0,35 ist. Zur Gewährleistung eines ausreichend großen Durchströmungsquerschnitts des Abstützkörpers bei gleichzeitiger minimaler Axialerstreckung ist es bevorzugt, dass der Verhältniswert größer als 0,40, vorzugsweise größer als 0,45, besonders bevorzugt größer als 0,50, ganz besonders bevorzugt größer als 0,55 ist.As mentioned, it is due to the provision of a larger one Winkels possible, a press fit between the support body and a corresponding holding body, in particular between the, preferably cylindrical, pressing section and a cylinder head a high-pressure fuel pump, where the ratio between the pressing diameter and the pressing length, over which the pressing diameter is realized, larger than Is 0.35. To ensure a sufficiently large Flow cross-section of the support body with simultaneous minimum axial extent, it is preferable that the ratio is greater than 0.40, preferably greater than 0.45, more preferably greater than 0.50, most preferably larger is 0.55.

Idealerweise wird die (gemittelte) Presslänge, also die mittlere Axialerstreckung des Pressabschnittes aus einem Wertebereich zwischen etwa 6 mm und etwa 15 mm, vorzugsweise etwa 9 mm bis etwa 11 mm, gewählt. Mit Vorteil beträgt die Gesamtlänge des Abstützkörpers etwa 13 mm bis 14 mm.Ideally becomes the (average) press length, ie the average axial extent of the pressing section from a value range between about 6 mm and about 15 mm, preferably about 9 mm to about 11 mm. Advantageously, the total length of the support body about 13 mm to 14 mm.

Wie zuvor bereits angedeutet, ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der bei geöffnetem Rückschlagventil Kraftstoff zentrisch durch den Abstützkörper hindurch in Richtung des Kraftstoff-Hochdruckspeichers strömen kann. Hierzu ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Abstützkörper einen axial durchgehenden, Durchgangskanal aufweist. Zur Minimierung von Drosseleffekten ist man bestrebt, die minimale Querschnittsfläche des Durchgangskanals bei gleichzeitiger minimaler Axialerstreckung des Rückschlagventils zu vergrößern. Dies ist aufgrund des Vorsehens des vergrößerten Winkels zwischen der Mantelfläche der Einführfase und der Längsmittelachse des Abstützkörpers nun plötzlich auf einfache Weise möglich.As previously indicated, an embodiment is preferred centric with the check valve open through the support body in the direction of Fuel high-pressure accumulator can flow. This is provided in a further development of the invention that the support body having an axially continuous, passageway. To minimize Throttling is an attempt to minimize the minimum cross-sectional area of the through-channel while minimizing the axial extent of the check valve to enlarge. This is due to the provision of the increased angle between the lateral surface of the Einführfase and the longitudinal center axis of the support body suddenly possible in a simple way.

Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der im Abstützkörper mindestens eine innere Ringschulter ausgebildet ist, an der sich die Rückstellfeder eines mit einem Abstützkörper ausgestatteten Rückschlagventils in axialer Richtung abstützen kann.Preferred is an embodiment in which at least one inner annular shoulder in the support body ter is formed, at which the return spring of a equipped with a support body check valve can be supported in the axial direction.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der Abstützkörper spiegelsymmetrisch zu einer die Längsmittelachse senkrecht schneidenden Spiegelebene ausgebildet ist. Dies ermöglicht es, den Abstützkörper mit einem beliebigen Ende voran in die Aufnahmebohrung des Haltekörpers einzuführen, wodurch Montagefehler minimiert werden können. Darüber hinaus kann die Montagelogistik vereinfacht werden. Insbesondere bei der Realisierung eines derartigen spiegelsymmetrischen Abstützkörpers sind die eingangs erwähnten Koaxialfehler aufgrund des notwendigen Umspannens des Abstützkörpers bei der Fertigung bei vertretbaren Herstellungskosten in Zukunft wohl kaum vermeidbar.Especially preferred is an embodiment in which the support body mirror-symmetrical to a longitudinal central axis perpendicular cutting mirror plane is formed. This makes it possible precede the support body with any end to introduce into the receiving bore of the holding body, whereby assembly errors can be minimized. About that In addition, the assembly logistics can be simplified. Especially in the realization of such a mirror-symmetrical support body are the aforementioned coaxial errors due to the necessary Umspannens of the support body the production at reasonable production costs in the future well hardly avoidable.

Die Erfindung führt auch auf ein Rückschlagventil, insbesondere für eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe eines Common- Rail-Einspritzsystems. Das Rückschlagventil umfasst dabei eine Rückstellfeder, gegen deren Federkraft ein Ventilglied aufgrund von hydraulischen Kräften verstellbar ist. Dabei stützt sich die Rückstellfeder, an einem nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Abstützkörper ab, vorzugsweise an einer inneren Ringschulter. Eine, axial zwischen einem Einfuhrabschnitt mit einem Einführdurchmesser und einem Pressabschnitt mit einem Pressdurchmesser angeordnete, Einführfase des Abstützkörpers spannt mit der Mantelfläche des vorzugsweise zylindrischen Einführabschnitts einen Winkel aus einem Wertebereich zwischen etwa 150° und etwa 170° auf. Besonders bevorzugt ist der Winkel aus einem Wertebereich zwischen etwa 155° und etwa 165°, besonders bevorzugt zwischen etwa 158° und etwa 162° gewählt.The Invention also leads to a check valve, in particular for a high pressure fuel pump of a common rail injection system. The check valve comprises a return spring, against the spring force of which is a valve member due to hydraulic forces is adjustable. The return spring is supported by on a trained according to the concept of the invention support body from, preferably on an inner annular shoulder. One, axially between an import section with an insertion diameter and a pressing portion arranged with a pressing diameter, Einführfase of the support body spans with the lateral surface of the preferably cylindrical insertion portion an angle from a range of values between about 150 ° and about 170 °. Particularly preferred is the angle of a range of values between about 155 ° and about 165 °, more preferably between about 158 ° and about 162 ° selected.

Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das entgegen der Federkraft der Rückstellfeder verstellbare Ventilglied an seiner einem Ventilsitz des Rückschlagventils zugewandten Seite als Kugelkalotte ausgebildet ist. Selbstverständlich ist alternativ auch eine Ausführungsform mit einem bolzenförmigen Ventilglied oder einer Ventilkugel realisierbar.All Particularly preferred is an embodiment in which the adjustable against the spring force of the return spring Valve member at its one valve seat of the check valve facing side is designed as a spherical cap. Of course is alternatively also an embodiment with a bolt-shaped Valve member or a valve ball realized.

Darüber hinaus führt die Erfindung auch auf eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe für ein Common-Rail-Einspritzsystem mit mindestens einem zuvor erläuterten Rückschlagventil, das einen nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Abstützkörper (Federhalter) aufweist. Bevorzugt handelt es sich bei der Kraftstoff-Hochdruckpumpe um eine Kolbenpumpe, insbesondere eine Radialkolbenpumpe, mit einer Vielzahl von über den Umfang verteilt angeordneten, von einem Nockenantrieb angetriebenen Kolben.About that In addition, the invention also leads to a high-pressure fuel pump for a common rail injection system with at least one previously explained check valve, the one formed according to the concept of the invention support body (Penholder). The high-pressure fuel pump is preferably used to a piston pump, in particular a radial piston pump, with a Variety of arranged distributed over the circumference, by a cam driven piston.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of preferred embodiments as well as from the drawings.

Diese zeigen in:These show in:

1 einen Zylinderkopf (Haltekörper) einer ansonsten nicht weiter dargestellten, als Radialkolbenpumpe ausgebildeten Kraftstoff-Hochdruckpumpe, aufweisend ein Rückschlagventil, dessen Abstützkörper mittels eines Presssitzes in einer Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes gehalten ist, 1 a cylinder head (holding body) of a fuel high pressure pump, otherwise not shown, designed as a radial piston pump, comprising a check valve whose support body is held by means of a press fit in a receiving bore of the cylinder head,

2a eine vergrößerte Darstellung eines axialen Endes des Abstützkörpers aus 1 in einer idealisierten Darstellung ohne Koaxialfehler, 2a an enlarged view of an axial end of the support body 1 in an idealized representation without coaxial errors,

2b eine Darstellung eines axialen Endes des Abstützkörpers aus 1 mit Koaxialfehler und 2 B a representation of an axial end of the support body 1 with coaxial errors and

3 in einer schematischen Darstellung die bei einem Einpressvorgang eines nach dem Stand der Technik ausgebildeten Abstützkörpers ungleich auftretenden Kräfte. 3 in a schematic representation of the unevenly occurring during a press-fitting of a trained according to the prior art support body forces.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

In 1 ist ein Zylinderkopf 1 (Haltekörper) einer ansonsten nicht weiter dargestellten, als Radialkolbenpumpe ausgebildeten, Kraftstoff-Hochdruckpumpe gezeigt. Mittels der Kraftstoff-Hochdruckpumpe wird ein nicht gezeigter Kraftstoff-Hochdruckspeicher (Common-Rail) des Einspritzsystems mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff von vorzugsweise über 2000 bar versorgt. Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 2 umfasst einen in einer Führungsbohrung 3 hin und her verstellbaren Verdichterkolben 4, der an seinem in der Zeichnungsebene unteren Ende 5 von einem nicht gezeigten Nockenantrieb in an sich bekannter Weise antreibbar ist. Mittels des Verdichterkolbens 4 wird der Kraftstoffdruck in einem Verdichterraum 6 erhöht. Durch ein Einlassventil 7 wird Kraftstoff aus einem nicht gezeigten Vorratsbehälter angesaugt, wenn der Verdichterkolben 4 in der Zeichnungsebene von oben nach unten bewegt wird. Sobald der Kraftstoffdruck im Verdichterraum 6 bei einer Bewegung des Verdichterkolbens 4 von in der Zeichnungsebene unten nach in der Zeichnungsebene oben einen Mindestdruck erreicht hat, kann der Kraftstoff aufgrund der wirkenden hydraulischen Kräfte über ein Rückschlagventil 8, das über einen radial zur Führungsbohrung 3 verlaufenden Kanal 9 mit dem Verdichterraum 6 verbunden ist, in Richtung des nicht gezeigten Kraftstoff-Hochdruckspeichers (Rail) abströmen. Von diesem wird der Kraftstoff an nicht gezeigte Kraftstoff-Injektoren verteilt, die den Kraftstoff in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine einspritzen.In 1 is a cylinder head 1 (Holding body) of an otherwise not shown, designed as a radial piston pump, high-pressure fuel pump shown. By means of the high-pressure fuel pump, a fuel high-pressure accumulator (common rail), not shown, of the injection system is supplied with high-pressure fuel of preferably more than 2000 bar. The fuel high pressure pump 2 includes one in a guide bore 3 back and forth adjustable compressor piston 4 which is at its lower end in the drawing plane 5 from a cam drive, not shown, can be driven in a conventional manner. By means of the compressor piston 4 is the fuel pressure in a compressor room 6 elevated. Through an inlet valve 7 fuel is sucked from a reservoir, not shown, when the compressor piston 4 is moved in the drawing plane from top to bottom. Once the fuel pressure in the compressor room 6 during a movement of the compressor piston 4 from in the drawing level down to the drawing level above has reached a minimum pressure, the fuel due to the hydraulic forces acting on a check valve 8th , which has a radial to the guide hole 3 running channel 9 with the compressor room 6 is connected, flow in the direction of the fuel high-pressure accumulator (rail), not shown. From this, the fuel is distributed to fuel injectors, not shown, which inject the fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine squirt.

Das Rückschlagventil 8 umfasst einen hülsenförmigen Abstützkörper 10, der mittels eines Presssitzes in einer Aufnahmebohrung 11 im Zylinderkopf 1 fixiert ist. Der Abstütz körper 10 ist spiegelsymmetrisch zu einer angedeuteten Spiegelebene S, die senkrecht von einer Längsmittelachse L des Rückschlagventils 8 geschnitten wird, ausgebildet. Der Abstützkörper 10 weist einen axial durchgehenden, zentrischen Durchgangskanal 12 auf, der konzentrisch zur Längsmittelachse L angeordnet ist. Der Durchgangskanal 12 weist einen mittleren Abschnitt 13 auf, dessen Querschnittsfläche den Volumenstrom der durch das Rückschlagventil 8 abströmenden, verdichteten Kraftstoffmenge mitbestimmt. Innerhalb des Abstützkörpers 10 sind zwei voneinander abgewandte Ringschultern 14, 15 ausgebildet, wobei sich bei der gezeigten Einbausituation gemäß 1 eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Rückstellfeder 16 axial an der in der Zeichnungsebene linken Ringschulter 14 abstützt. Da der Abstützkörper 10 spiegelsymmetrisch zur Spiegelebene S ausgebildet ist, kann der Abstützkörper 10 auch in einer im Vergleich zu 1 um 180° gedrehten Position in den Zylinderkopf 1 eingebaut werden, wobei sich die Rückstellfeder 16 dann an der in diesem Fall in der Zeichnungsebene links befindlichen Ringschulter 15 abstützen würde.The check valve 8th comprises a sleeve-shaped support body 10 , which by means of a press fit in a receiving bore 11 in the cylinder head 1 is fixed. The support body 10 is mirror-symmetrical to an indicated mirror plane S, perpendicular to a longitudinal center axis L of the check valve 8th is cut, trained. The support body 10 has an axially continuous, central passageway 12 on, which is arranged concentrically to the longitudinal central axis L. The passageway 12 has a middle section 13 on whose cross-sectional area the volume flow through the check valve 8th outflowing, compressed fuel quantity mitbestimmt. Within the support body 10 are two opposite ring shoulders 14 . 15 formed in accordance with in the installation situation shown 1 designed as a helical compression spring return spring 16 axially on the left in the plane of the ring shoulder 14 supported. As the support body 10 is formed mirror-symmetrically to the mirror plane S, the support body 10 also in one compared to 1 180 ° rotated position in the cylinder head 1 be installed, with the return spring 16 then on the ring shoulder located on the left in this case in the drawing plane 15 would support.

Auf der von dem Abstützkörper 10 abgewandten Seite stützt sich die Rückstellfeder 16 an einer inneren, ringförmigen Schulter 17 eines Ventilgliedes 18 ab. Die Rückstellfeder 16 beaufschlagt das Ventilglied 18 in der Folge in Richtung eines Ventilsitzes 19, der am Zylinderkopf 1 ausgebildet ist, mit einer Federkraft. In dem Ventilglied 18 sind mehrere über den Umfang verteilte Öffnungen 20 eingebracht, durch die Kraftstoff aus dem Kanal 9 nach radial innen in das Innere des Ventilgliedes 18 und von dort aus in axialer Richtung weiter zu dem Durchgangskanal 12 im Abstützkörper 10 und durch diesen hindurch in Richtung des Kraftstoff-Hochdruckspeichers (Rail) strömen kann. In der gezeigten Schließposition liegt das Ventilglied 18 am Ventilsitz 19 an, sodass der Verdichterraum 6 hydraulisch vom Kraftstoff-Hochdruckspeicher getrennt ist.On the from the support body 10 opposite side, the return spring is supported 16 on an inner, annular shoulder 17 a valve member 18 from. The return spring 16 acts on the valve member 18 in the sequence in the direction of a valve seat 19 , the cylinder head 1 is formed with a spring force. In the valve member 18 are several openings distributed over the circumference 20 introduced by the fuel from the channel 9 radially inward into the interior of the valve member 18 and from there in the axial direction on to the passageway 12 in the support body 10 and can flow through it in the direction of the fuel high-pressure accumulator (rail). In the closed position shown, the valve member is located 18 at the valve seat 19 on, so the compressor room 6 hydraulically separated from the fuel high-pressure accumulator.

In 2a ist in einer schematischen unvollständigen Darstellung in einer Ansicht von außen der Abstützkörper 10 aus 1 dargestellt. Zu erkennen ist die eine Axialrichtung definierende Längsmittelachse L, zu der konzentrisch ein randseitiger Einfuhrabschnitt 21 angeordnet ist. Der Durchmesser DE (DE = 5,70 mm) des zylindrischen Einführabschnittes 21 ist geringfügig, hier um 0,14 mm, kleiner als ein Pressdurchmesser DP (DP = 5,84 mm) eines axial benachbart zum Einfuhrabschnitt 21 angeordneten zylindrischen Pressabschnittes 22. Die Länge LE des Einpressabschnittes beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 0,5 mm. Die Presslänge LP des Pressabschnittes 22 beträgt in dem Ausführungsbeispiel gemäß 2a etwa 9 mm. Mittels des Pressabschnittes 22 wird der in 1 gezeigte Pressverband zwischen dem Abstützkörper 10 und dem Innenumfang der Aufnahmebohrung 11 im Zylinderkopf 1 hergestellt. Hierzu ist der Durchmesser des Innenumfangs der Aufnahmebohrung 11 minimal kleiner als der Pressdurchmesser D. Wie sich weiter aus 2a ergibt, ist axial zwischen dem Einfuhrabschnitt 21 und dem Pressabschnitt 22 eine konische Einführfase 23 realisiert. Der Winkel α zwischen der (Zylinder-)Mantelfläche ME des Einführabschnitts 21 des Abstützkörpers 10 und einer Mantelfläche M der Einführfase 23 beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel 20° ± 2°. Wie sich aus den 2a und 2b ergibt, ist der Einfuhrabschnitt 21 endseitig mit einer Randfase 24 versehen, auf die bei Bedarf auch verzichtet werden kann.In 2a is in a schematic incomplete representation in a view from the outside of the support body 10 out 1 shown. Evident is the axial direction defining a longitudinal central axis L, to the concentric edge-side insertion section 21 is arranged. The diameter DE (D E = 5.70 mm) of the cylindrical insertion section 21 is slightly, here 0.14 mm, smaller than a pressing diameter D P (D P = 5.84 mm) of an axially adjacent to the insertion section 21 arranged cylindrical pressing section 22 , The length L E of the press-in section is approximately 0.5 mm in the embodiment shown. The pressing length L P of the pressing section 22 is in the embodiment according to 2a about 9 mm. By means of the pressing section 22 will the in 1 shown interference fit between the support body 10 and the inner circumference of the receiving bore 11 in the cylinder head 1 produced. For this purpose, the diameter of the inner circumference of the receiving bore 11 minimally smaller than the pressing diameter D. As is further out 2a results is axially between the Einfuhrabschnitt 21 and the pressing section 22 a conical insertion chamfer 23 realized. The angle α between the (cylinder) lateral surface M E of the insertion section 21 of the support body 10 and a lateral surface M of the Einführfase 23 is in the illustrated embodiment 20 ° ± 2 °. As is clear from the 2a and 2 B results is the import section 21 end with a Randfase 24 provided, which can be omitted if necessary.

In 2b ist die Darstellung gemäß 2a mit einem Koaxialfehler behaftet dargestellt. Dabei beträgt der Koaxialfehler bei der Darstellung gemäß 2b etwa 0,025 mm zwischen der Längsmittelachse des Einführabschnittes 21 und der Längsmittelachse des Pressabschnittes 22. Hieraus resultiert, dass die Presslänge LP1 des Pressabschnittes 22 in einem Bereich in der Zeichnungsebene oben etwas größer ist als die Presslänge LP2 in einem Bereich in der Zeichnungsebene unten. Wie sich aus 2b ergibt, ist der Längenunterschied der Presslängen LP1 und LP2 jedoch gering und wesentlich kleiner als bei der Darstellung gemäß 3, die einen Abstützkörper 100 gemäß dem Stand der Technik zeigt. Dort ist zu erkennen, dass eine Presslänge LP2 in der Zeichnungsebene unten im Verhältnis zu einer Presslänge LP1 in der Zeichnungsebene oben wesentlich kleiner ist. Dies ist zurückzuführen auf einen Winkel von 5° ± 1° zwischen einer Mantelfläche einer Einführfase 101 und der Längsmittelachse L des Abstützkörpers 100 und die damit verbundene größere (mittlere) Axialerstreckung der Einführfase 101. Der gleiche Koaxialfehler wirkt sich also bei einer Ausführungsform nach dem Stand der Technik gemäß 3 wesentlich stärker aus als bei einer Ausführungsform, bei der der Winkel α der Einführfase 23 (vgl. 2b) etwa 20° ± 2° beträgt. Hierdurch kommt es bei der Ausführungsform nach dem Stand der Technik zu einer starken Ungleichmäßigkeit der Verteilung der auftretenden Kräfte F1, F2 beim Einpressvorgang in eine Einpressrichtung R. Das Auftreten der unterschiedlichen Kräfte F1 und F2 beim Einpressvorgang ist darauf zurückzuführen, dass für die axiale Einpresskraft gilt: F = μ·P·φ·DP·LP, wobei P der in Einpressrichtung R aufgebrachte Druck, μ der Reibwert, DP der Pressdurchmesser und LP die Länge (Presslänge) des Pressabschnittes ist. Hieraus ist zu ersehen, dass sich bei lokal unterschiedlichen Presslängen LP (LP1 und LP2) lokal unterschiedliche Einpresskräfte ergeben, die zu einem Verkippen und zu Drehmomenten während des Einpressvorgangs führen.In 2 B is the representation according to 2a represented with a coaxial error. The coaxial error in the illustration is according to 2 B about 0.025 mm between the longitudinal center axis of the insertion 21 and the longitudinal center axis of the pressing portion 22 , As a result, the pressing length L P1 of the pressing portion 22 in a region in the drawing plane at the top is slightly larger than the pressing length L P2 in an area in the drawing plane below. As it turned out 2 B However, the difference in length of the pressing lengths L P1 and L P2 is small and substantially smaller than in the illustration according to 3 that is a supportive body 100 according to the prior art shows. There, it can be seen that a press length L P2 in the drawing plane at the bottom is substantially smaller in relation to a press length L P1 in the top of the drawing. This is due to an angle of 5 ° ± 1 ° between a lateral surface of a Einführfase 101 and the longitudinal center axis L of the support body 100 and the associated greater (mean) axial extent of the lead-in bevel 101 , The same coaxial error thus has an effect according to the prior art according to FIG 3 much stronger than in an embodiment in which the angle α of the Einführfase 23 (see. 2 B ) is about 20 ° ± 2 °. This results in the embodiment according to the prior art to a strong non-uniformity of the distribution of the forces F 1 , F 2 during the press-fitting in a press-in R. The occurrence of different forces F 1 and F 2 during the press-in process is due to the fact that the axial press-in force applies: F = μ · P · φ · D P · L P , where P is the pressure applied in the press-in direction R, μ is the coefficient of friction, D P is the press diameter and L P is the length (press length) of the press section. It can be seen that locally different pressing forces L P (L P1 and L P2 ) result in different insertion forces, which lead to tilting and torques during of the press-fitting process.

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Claims (10)

Abstützkörper für eine Rückstellfeder (16) eines Rückschlagventils (8), insbesondere für eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe (2) eines Common-Rail-Einspritz-Systems, mit einem einen Einführdurchmesser (DE) aufweisenden Einfuhrabschnitt (21) und mit einem einen Pressdurchmesser (DP) aufweisenden Pressabschnitt (22) zum Herstellen eines Presssitzes mit dem Innenumfang einer Aufnahmebohrung (11) in einem Haltekörper, wobei axial zwischen dem Einfuhrabschnitt (21) und dem Pressabschnitt (22) eine Einführfase (23) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) zwischen der Mantelfläche (M) der Einführfase (23) und der Mantelfläche (ME) des Einführabschnitts (21) aus einem Winkelbereich zwischen 150° und 170° gewählt ist.Support body for a return spring ( 16 ) of a check valve ( 8th ), in particular for a high-pressure fuel pump ( 2 ) of a common rail injection system, having an insertion diameter (D E ) having an import section ( 21 ) and with a pressing section (D P ) having pressing section ( 22 ) for producing a press fit with the inner circumference of a receiving bore ( 11 ) in a holding body, wherein axially between the Einfuhrabschnitt ( 21 ) and the pressing section ( 22 ) an introduction phase ( 23 ) is provided, characterized in that the angle (α) between the lateral surface (M) of the Einführfase ( 23 ) and the lateral surface (M E ) of the insertion section ( 21 ) is selected from an angular range between 150 ° and 170 °. Abstützkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) aus einem Winkelbereich zwischen 155° und 165°, vorzugsweise aus einem Winkelbereich zwischen 158° und 162°, gewählt ist.Support body according to claim 1, characterized in that the angle (α) from an angular range between 155 ° and 165 °, preferably from one Angular range between 158 ° and 162 °, selected is. Abstützkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verhältniswert zwischen dem Pressdurchmesser (DP) und der Presslänge (LP), über die der Pressdurchmesser (DP) realisiert ist, größer als 0,35, insbesondere größer als 0,40, vorzugsweise größer als 0,45, besonders bevorzugt größer als 0,50, ganz besonders bevorzugt größer als 0,55 ist.Supporting body according to one of claims 1 or 2, characterized in that the ratio between the pressing diameter (D P ) and the pressing length (L P ) over which the pressing diameter (D P ) is realized, greater than 0.35, in particular greater than 0.40, preferably greater than 0.45, more preferably greater than 0.50, most preferably greater than 0.55. Abstützkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Presslänge (LP) aus einem Wertebereich zwischen etwa 6 mm und etwa 15 mm, vorzugsweise 9 mm bis 11 mm, gewählt ist.Supporting body according to one of the preceding claims, characterized in that the pressing length (L P ) is selected from a value range between about 6 mm and about 15 mm, preferably 9 mm to 11 mm. Abstützkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Abstützkörper (10) ein zentrischer Durchgangskanal (12) ausgebildet ist.Supporting body according to one of the preceding claims, characterized in that in the supporting body ( 10 ) a centric passageway ( 12 ) is trained. Abstützkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Abstützkörper (10) mindestens eine innere Ringschulter (14, 15) zum axialen Abstützen der Rückstellfeder (16) angeordnet ist.Supporting body according to one of the preceding claims, characterized in that in the supporting body ( 10 ) at least one inner annular shoulder ( 14 . 15 ) for axially supporting the return spring ( 16 ) is arranged. Abstützkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützkörper (10) spiegelsymmetrisch zu einer die Längsmittelachse (L) senkrecht schneidenden Spiegelebene (S) ausgebildet ist.Supporting body according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting body ( 10 ) is mirror-symmetrical to the longitudinal central axis (L) perpendicularly intersecting mirror plane (S) is formed. Rückschlagventil, insbesondere für eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe (2) eines Common-Rail-Einspritz-Systems, mit einem gegen die Federkraft einer Rückstellfeder (16) verstellbaren Ventilglied (18), wobei sich die Rückstellfeder (16) an einem Abstützkörper (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche abstützend angeordnet ist, der mittels eines Presssitzes in einer Aufnahmebohrung (11) eines Haltekörpers, insbesondere in einem Zylinderkopf (1) einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe (2), gehalten ist.Check valve, in particular for a high-pressure fuel pump ( 2 ) of a common rail injection system, with a against the spring force of a return spring ( 16 ) adjustable valve member ( 18 ), wherein the return spring ( 16 ) on a support body ( 10 ) is arranged supportingly according to one of the preceding claims, which by means of a press fit in a receiving bore ( 11 ) of a holding body, in particular in a cylinder head ( 1 ) a high-pressure fuel pump ( 2 ) is held. Rückschlagventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (18) an einer einem Ventilsitz (19) zugewandten Seite als Kugelkalotte ausgebildet ist.Check valve according to claim 8, characterized in that the valve member ( 18 ) on a valve seat ( 19 ) facing side is designed as a spherical cap. Kraftstoff-Hochdruckpumpe für ein Common-Rail-Einspritz-System mit mindestens einem Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 8 oder 9.High-pressure fuel pump for a common-rail injection system with at least one check valve according to one of the claims 8 or 9.
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