DE3441282C2 - - Google Patents
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- DE3441282C2 DE3441282C2 DE19843441282 DE3441282A DE3441282C2 DE 3441282 C2 DE3441282 C2 DE 3441282C2 DE 19843441282 DE19843441282 DE 19843441282 DE 3441282 A DE3441282 A DE 3441282A DE 3441282 C2 DE3441282 C2 DE 3441282C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
- F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
- F04B17/04—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids
- F04B17/042—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids the solenoid motor being separated from the fluid flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
- F04B53/102—Disc valves
- F04B53/1022—Disc valves having means for guiding the closure member axially
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft ein Auslaßventil für eine elektrische
Kraftstoffpumpe oder dergleichen, mit einer Ventilbohrung,
die einen ringförmigen Ventilsitz aufweist, einem in der
Ventilbohrung angeordneten Ventilelement mit einem ungefähr
zylindrischen Ventilkörper, der bei Anlage an dem Ventil
sitz diesen schließt, und einer Schraubenfeder, die mit
ihrem einen Ende in der Ventilbohrung und mit ihrem anderen
Ende am Ventilelement abgestützt ist.
Ein Auslaßventil dieser Gattung ist aus dem DE-GM 17 22 960
bekannt. Bei dem dort gezeigten Auslaßventil ist die Schrau
benfeder innerhalb des Ventilelementes so angeordnet, daß
die Schraubenfeder den Durchfluß nicht beeinträchtigt. Bei
einer Ausführungsform hat die Schraubenfeder einen kleinen
Durchmesser, so daß sie radial innerhalb des Durchström
kanals liegt. Um in diesem Fall eine stabile Führung für
das Ventilelement zu erreichen, ist das Ventilelement mit
einer gesonderten zentralen Führung versehen. Bei einer
anderen Ausführungsform hat die Schraubenfeder einen relativ
großen Durchmesser, so daß der Durchfluß im Inneren der
Schraubenfeder erfolgt. Um in diesem Fall die Strömung
jedoch in das Innere des Ventilelementes zu leiten, ist
das Ventilelement mit ungefähr radial verlaufenden Durch
trittsöffnungen versehen, was eine entsprechende Umlenkung
der Strömung und somit eine Erhöhung des Strömungswider
standes zur Folge hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Auslaßventil
zu schaffen, bei dem der Strömungswiderstand des Auslaß
ventils im geöffneten Zustand so klein wie möglich ist und
dennoch eine stabile Führung des Ventilelementes sicher
gestellt wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Auslaßventil mit den eingangs
angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
sich vom Ventilkörper radiale Rippen nach außen erstrecken,
an denen jeweils eine Schulter gebildet ist, wobei die
Schraubenfeder an den in einer gemeinsamen Ebene liegenden
Schultern abgestützt ist.
Die erfindungsgemäß vorgesehenen Rippen des Ventilkörpers
sorgen dafür, daß eine Schraubenfeder großen Durchmessers
zum Vorspannen des Ventilelementes benutzt werden kann.
Die Schraubenfeder stört daher den Durchfluß nicht. Dennoch
ist wegen des großen Durchmessers der Schraubenfeder eine
stabile Führung des Ventilelementes sichergestellt. Außer
dem braucht die Strömung wegen der erfindungsgemäß vorge
sehenen Rippen nicht ins Innere des Ventilkörpers umgelenkt
zu werden, so daß ein glatter, ungestörter Auslaßstrom und
ein entsprechend hoher Strömungswirkungsgrad sichergestellt
werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen angegeben.
Anhand der Zeichnungen wird ein bevorzugtes Ausführungs
beispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß
ausgebildetes Auslaßventil in seiner Schließ
stellung;
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht des Aus
laßventiles in seiner Öffnungsstellung;
Fig. 3 eine Seitenansicht des Ventilelementes des
Auslaßventiles nach den Fig. 1, 2;
Fig. 4 eine Endansicht des Nasenabschnittes des Ventil
elementes nach Fig. 3;
Fig. 5 eine Endansicht des stromabwärtigen Endes des
Ventilelementes nach den Fig. 3, 4.
In Fig. 1 ist ein Auslaßrohr 10 gezeigt, das an dem Ge
häuse einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) befestigt ist
und das Anschlußende für eine Kraftstoffleitung bildet.
Das Rohr 10 weist einen Bohrungsabschnitt 12 auf, der
sich zu einem konischen Ventilsitz 14 mit einem einge
schlossenen Winkel von beispielsweise ca. 60° erweitert.
Der Ventilsitz 14 mündet in einen durchmessergrößeren
Bohrungsabschnitt 16, der sich zu einer Ebene angrenzend
am Ende des Rohres 10 erstreckt, wo er sich zu einer Aus
nehmung 18 erweitert, die zum Ende des Rohres 10 hin offen
ist.
In Fig. 2 ist ein Ventilelement 20 in Seitenansicht ge
zeigt. Das Ventilelement 20 besitzt einen konischen End
abschnitt 22 mit einem eingeschlossenen Winkel von unge
fähr 90°, der mit einem abgerundeten Nasenabschnitt 24
versehen ist. Der konische Abschnitt 22 geht in einen
sphärischen Abschnitt 26 mit einem Radius von beispiels
weise 2,39 mm (0,094 Zoll) über. Dieser sphärische Ab
schnitt 26 geht mittels eines kleinen Radius in einen
zylindrischen Abschnitt 28 des Ventilelementes 20 über.
Dieser zylindrische Abschnitt 28 endet in einer Ebene,
die senkrecht zur Achse des Ventilelementes 20 verläuft,
und zwar bei 30.
Vier radiale Rippen bzw. Flügel 40 sind an dem Ventilele
ment 20 angeformt; sie gehen von dem sphärischen Abschnitt
26 aus und verlaufen in Rückwärtsrichtung zu einer Ebene
A-A, wie in Fig. 3 gezeigt. Die Rippen 40 haben eine
kleine radiale Abmessung bis zum zylindrischen Abschnitt
28 und erstrecken sich dann rückwärts der Ebene 30 in
Richtung der Achse, um miteinander zusammenzulaufen. Die
vordere Kontur 42 der Rippen 40 schließt mit der Achse
einen Winkel von ungefähr 30° ein. An den Punkten R 1 und
R 2 ist vorzugsweise ein Radius von 0,558 mm (0,020 Zoll)
vorgesehen, und der Nasenabschnitt 24 kann den gleichen
Radius haben. Der Zeichnungsmaßstab ist ungefähr 10mal
so groß wie die tatsächliche Größe, wobei beispielsweise
der Durchmesser des zylindrischen Abschnittes 28 zwischen
4,6 mm (0,184 Zoll) und 4,88 mm (0,192 Zoll) beträgt. Das
vordere Ende 42 der Rippe 40 hat einen Radius von ungefähr
2,39 mm (0,094 Zoll) und hat eine Abschrägung ungefähr des
gleichen Winkels wie der Ventilsitz 14.
An jeder Rippe 40 ist eine Schulter 44 gebildet, die in
Umfangsrichtung beabstandete Sitze für eine als Schrauben
feder ausgebildete Ventilfeder 50 bilden. Von den Schul
tern 44 aus in Rückwärtsrichtung konvergieren die Rippen
40 bei 46 zum planaren Ende 48 in der Ebene A-A.
Die Ventilfeder 50 sitzt auf axialen Abschnitten 51 der
Rippen 40 und ist an den Schultern 44 mit ihrem vorderen
Ende abgestützt, während sie mit ihrem anderen Ende an
einem eingedrückten Halter 52 in der Ausnehmung 18 ab
gestützt ist, der mit Öffnungen für den freien Durch
fluß des Strömungsmittels versehen ist.
Das gesamte Auslaßventil ist in Fig. 1 so dargestellt,
daß sich das Ventilelement 20 in seiner Schließstellung
befindet. In der Schließstellung liegt der sphärische
Abschnitt 26 des Ventilelementes 20 an dem konischen
Ventilsitz 14 an. Das bevorzugte Material für das Ventil
element 20 ist ein Kunststoff einer Härte von ungefähr
70 Durometer, wie z. B. Viton (Warenzeichen). Während so
mit theoretisch eine Linienberührung am Ventilsitz 14
stattfindet, vergrößert jedoch das Ventilmaterial den
Berührungsbereich entsprechend den gewählten Material
eigenschaften.
Wenn im Bohrungsabschnitt 12 unter Druck stehender Kraft
stoff vorhanden ist, öffnet er das Ventilelement 20 bei
einem vorgegebenen Druck entsprechend der Kennlinie der
Ventilfeder 50. Wenn sich das Ventilelement 20 in seine
Öffnungsstellung bewegt hat, kann der Kraftstoff um den
Nasenabschnitt 24 herum sowie am Körperabschnitt 28 vor
bei zwischen den Rippen 40 hindurchfließen. Die in Fig. 2
eingetragenen Strömungspfeile zeigen diesen Strömungsver
lauf. Selbst wenn die Ventilfeder 50 zusammengedrückt ist,
ist die Strömung, wie aus Fig. 2 ersichtlich, durch das
Auslaßventil hindurch ungestört, da sie innerhalb der Ven
tilfeder 50 zu der den Auslaß darstellenden Ausnehmung 18
verläuft. Die Form der Abschnitte 22, 24 und 26 sowie der
vorderen Enden 42 der Rippen 40 sorgen für einen glatten,
ungestörten Strömungsverlauf. Die Ränder der Rippen 40
haben normalerweise einen kleinen Abstand von den Wänden
des Bohrungsabschnittes 16, der die Ventilkammer bildet,
aber bei einer seitlichen Bewegung des Ventilelementes
zentrieren die Rippen 40 das Ventilelement.
Der Abstand zwischen den äußeren Rändern der Rippen 40
und dem Innendurchmesser des Bohrungsabschnittes 16 wird
möglichst gering gehalten; es muß jedoch berücksichtigt
werden, daß es wenige Materialien (falls überhaupt) gibt,
die sich in Anwesenheit von Kohlenwasserstoffen ausdehnen.
Rippen 40 mit einem Durchmesser von 6,30 mm (0,248 Zoll)
können sich beispielsweise auf 6,45 mm (0,524 Zoll) aus
dehnen. Wenn der Innendurchmesser des Bohrungsabschnittes
16 6,60 mm (0,260 Zoll) beträgt, läßt dies ein ausreichen
des Spiel für eine ungestörte Funktionsweise zu. Eine Be
rührung der Rippenränder mit der Bohrungswand ist somit
ein gewolltes Auslegungscharakteristikum. Jegliche Flatter-
bzw. Schwingungstendenz des Ventilelementes hat zur Folge,
daß sich die Rippen 40 an die Bohrungswand anlegen, wo
durch das Ventilelement stabilisiert wird. Eine gewisse
Reibung zwischen den Rippen und der Bohrungswand ist so
mit erwünscht, um diese Stabilisierung zu erleichtern.
Der Durchmesser der Ventilfeder 50 wird auf einem kleineren
Wert gehalten als der der Rippen 40, so daß keine Metall-
gegen-Metall-Berührung an den Bohrungsabschnitt 16 aufgrund
einer seitlichen Bewegung stattfinden kann.
Claims (6)
1. Auslaßventil für eine elektrische Kraftstoffpumpe
oder dergleichen, mit einer Ventilbohrung, die einen
ringförmigen Ventilsitz aufweist, einem in der Ventil
bohrung angeordneten Ventilelement mit einem ungefähr
zylindrischen Ventilkörper, der bei Anlage an dem Ventil
sitz diesen schließt, und einer Schraubenfeder, die mit
ihrem einen Ende in der Ventilbohrung und mit ihrem an
deren Ende am Ventilelement abgestützt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß sich vom Ventil
körper (22, 24, 26, 28) radiale Rippen (40) nach außen er
strecken, an denen jeweils eine Schulter (44) gebildet
ist, wobei die Schraubenfeder (50) an den in einer
gemeinsamen Ebene liegenden Schultern (44) abgestützt ist.
2. Auslaßventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schultern (44) an den Rippen (40) radial außer
halb des Ventilkörpers (22, 24, 26, 28) angeordnet sind.
3. Auslaßventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rippen (40) sich von dem Ventilkör
per (22, 24, 26, 28) in Rückwärtsrichtung erstrecken und
angrenzend an der Achse des Ventilkörpers zusammenlaufen.
4. Auslaßventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (22, 24, 26,
28) einen Nasenabschnitt (24) in Form eines Konus auf
weist, der in einen sphärischen Abschnitt (26) radial
angrenzend an den ringförmigen Ventilsitz (14) übergeht.
5. Auslaßventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des Ven
tilkörpers (22, 24, 26, 28) und der hintere Rand der Rippen
(40) abgerundet sind, um eine Strömung am Ventilkörper
und den Rippen vorbei zu erleichtern.
6. Auslaßventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der radialen
Rippen (40) geringfügig kleiner als der Durchmesser der
Ventilbohrung (16) ist, so daß bei einem seitlichen Flat
tern des Ventilelementes (20) die Rippen (40) sich an
die Ventilbohrung anlegen, um die Ventilbohrung zu sta
bilisieren.
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