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Title:
CHECK VALVE, HIGH-PRESSURE COMPONENT AND HIGH-PRESSURE FUEL PUMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/050881
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a check valve (48), wherein a sealing element (52) and a coil spring (54) that retains the sealing element (52) on a valve seat (64) are arranged in a valve hole (58) having an inner diameter (DI), wherein the coil spring (54) has a plurality of coil turns (62) having an outer diameter (DA), wherein, in an unassembled state, the outer diameter (DA) of at least one of the coil turns (62) is greater than the inner diameter (DI) of at least one sub-region of the valve hole (58). The invention also relates to a high-pressure component (44) and a high-pressure fuel pump (18) having a check valve (48) of this type.

Inventors:
ZANKL, Markus (Feriendorf Ulrichsgrün Haus Nr. 28, Waldmünchen, 93449, DE)
KAMM, Helmut (Eichendorffstraße 5, Roding, 93426, DE)
TREMMEL-BURIAN, Josef (Josef-Heilingbrunner-Straße 6, Cham, 93413, DE)
Application Number:
EP2017/073412
Publication Date:
March 22, 2018
Filing Date:
September 18, 2017
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (Vahrenwalder Straße 9, Hannover, 30165, DE)
International Classes:
F02M59/46; F02M59/44; F16K15/02; F16K15/04; B61G11/06; F02M61/16; F02M61/20; F02M63/00; F16F1/04; F16F1/12; F16F3/04
Domestic Patent References:
WO2015014536A12015-02-05
Foreign References:
DE102008023296A12009-11-12
AT503703A12007-12-15
EP0683332A11995-11-22
DE19927197A12000-12-21
DE1233214B1967-01-26
DE102014206968A12015-10-15
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Claims:
Patentansprüche

1. Rückschlagventil (48) für ein hochdruckführendes Bauteil (44) in einem Kraftstoffeinspritzsystem (10), aufweisend: - ein Ventilgehäuse (60) mit einer darin ausgebildeten, einen Innendurchmesser (DI) aufweisende Ventilbohrung (58), in der ein Ventilsitz (64) und ein mit dem Ventilsitz (64) zusammenwirkendes Dichtelement (52) angeordnet sind, und

eine Schraubenfeder (54), die das Dichtelement (52) mit einer entlang einer Längsachse (AL) der Ventilbohrung (58) wirkenden Federkraft (FF) auf dem Ventilsitz (64) hält, wobei die Schraubenfeder (54) eine Mehrzahl an Schraubenwindungen (62) mit jeweils einem Außendurchmesser (DA) aufweist, wobei in einem nicht zusammengebauten Zustand des Rück- schlagventils (48) der Außendurchmesser (DA) wenigstens einer der Schraubenwindungen (62) größer ist als der Innendurchmesser (DI) wenigstens eines Teilbereiches der Ventilbohrung (58), sodass in einem zusammengebauten Zustand des Rückschlagventils (48) die Schraubenfeder (54) kraftschlüssig in der Ventilbohrung (58) gesichert ist.

2. Rückschlagventil (48) nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder (54) einen Federvorspannungsbereich (68), der entlang der Längsachse (AL) durch einen vordefinierte Kraftbetrag verformbar ist, und einen Kraftschlussbereich (72) aufweist, der entlang der Längsachse (AL) durch den vordefinierten Kraftbetrag im Wesentlichen nicht verformbar ist, wobei die Schraubenfeder (54) das Dichtelement (52) mit dem Federvorspannungsbereich (68) kontaktiert, wobei der Kraftschlussbereich (72) entlang der Längsachse (AL) gegenüberliegend zu dem Dichtelement (52) abgeordnet ist.

3. Rückschlagventil (48) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Federvorspannungsbereich (68) kegelförmig ausgebildet ist und sich mit einem Kegelspitzenbereich (70) an dem Dichtelement (52) abstützt, wobei der Kraftschlussbereich (72) eine Mehrzahl an Schraubenwindungen (62) umfasst, die im Wesentlichen den gleichen Außendurchmesser (DA) aufweisen, wobei insbesondere eine äußerste Schrauben¬ windung (62) des Kraftschlussbereiches (72) in Richtung auf eine Symmetrieachse (AS) der Schraubenfeder (53) nach innen eingezogen ausgebildet ist.

4. Rückschlagventil ( 48 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilbohrung (58) einen ersten Ventilbohrungsbereich (76) mit einem ersten Innendurchmesser (Dil) und einen zweiten Ventilbohrungsbereich (78) mit einem zweiten Innendurchmesser (DI2) aufweist, wobei das Dichtelement (52) und die Schraubenfeder (54) in dem ersten Ventilbohrungsbereich (76) angeordnet sind, wobei der erste Innen¬ durchmesser (Dil) größer ist als der zweite Innendurchmesser (DI2) .

5. Rückschlagventil (48) nach Anspruch 4 und nach einem der Ansprüche 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, dass an einem Übergang (82) von dem ersten Ventilbohrungsbereich (76) zu dem zweiten Ventilboh- rungsbereich (78) ein Anlagebund (84) ausgebildet ist, an dem sich die Schraubenfeder (54) mit ihrem Kraftschlussbereich (72) abstützt .

6. Rückschlagventil (48) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Innendurchmesser (Dil) wenigstens entlang einer Längserstreckung (L) der Schraubenfeder (54) im Wesentlichen konstant ist, wobei sich der zweite Innendurchmesser (DI2) entlang der Längsachse (AL) von dem ersten Ventilbohrungsbereich (76) weg kegelförmig erweitert.

7. Rückschlagventil (48) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang (82) von dem ersten Ventilbohrungsbereich (76) zu dem zweiten Ventilbohrungsbereich (78) konvex abgerundet ausgebildet ist.

8. Hochdruckführendes Bauteil (44), insbesondere Hoch- druckanschluss (46) für eine Kraftstoffhochdruckpumpe (18), aufweisend ein Rückschlagventil (48) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ,

dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (60) durch das hochdruckführende Bauteil (44) gebildet ist.

9. Kraftstoffhochdruckpumpe (18) für ein Kraftstoffein- spritzsystem (10) einer Brennkraftmaschine, aufweisend einen Druckraum (26) zum Beaufschlagen von Kraftstoff (12) mit

Hochdruck, und ein dem Druckraum (26) nachgelagertes hochdruckführendes Bauteil (44) mit einem Rückschlagventil (48) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das insbesondere als Auslassventil (28) zum Auslassen von hochdruckbeaufschlagtem Kraftstoff (12) aus dem Druckraum (26) ausgebildet ist.

Description:
Beschreibung

Rückschlagventil, hochdruckführendes Bauteil und Kraftstoff- hochdruckpumpe

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil für ein hoch ¬ druckführendes Bauteil in einem Kraftstoffeinspritzsystem, ein hochdruckführendes Bauteil, das ein solches Rückschlagventil aufweist, sowie eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem solchen hochdruckführenden Bauteil mit Rückschlagventil.

Kraftstoffhochdruckpumpen in Kraftstoffeinspritzsystemen werden dazu verwendet, einen Kraftstoff mit einem hohen Druck zu beaufschlagen, wobei der Druck beispielsweise bei Ben- zin-Brennkraftmaschinen in einem Bereich von 150 bar bis 500 bar und bei Diesel-Brennkraftmaschinen in einem Bereich von 1500 bar bis 3000 bar liegt. Je höher der Druck, der in dem jeweiligen Kraftstoff erzeugt werden kann, desto geringer sind Emissionen, die während der Verbrennung des Kraftstoffes in einer Brennkammer entstehen, was insbesondere vor dem Hintergrund vorteilhaft ist, dass eine Verringerung von Emissionen immer stärker gewünscht wird .

Der Kraftstoff wird dabei in der Kraftstoffhochdruckpumpe in einem dafür vorgesehenen Druckraum verdichtet und dann zumeist über einen Hochdruckanschluss einem dem Druckraum hydraulisch nachgelagerten Druckspeicher, dem sogenannten common rail, zugeführt, von wo der Kraftstoff dann über Injektoren in Brennräume der Brennkammern eingespritzt werden kann.

Das Kraftstoffeinspritzsystem ist ein hydraulisches System, in dem an unterschiedlichen Stellen passive Ventile wie beispielsweise Rückschlagventile verwendet werden, um eine Wei- terleitung des druckbeaufschlagten Kraftstoffes erst ab einer vordefinierten Druckhöhe zu ermöglichen.

Solche Rückschlagventile können beispielsweise als Auslass- ventile in dem Hochdruckanschluss der Kraftstoffhochdruckpumpe, aber auch als Druckbegrenzungsventile vorgesehen sein, die überschüssigen Kraftstoff im Falle eines Überdruckes aus dem Hochdruckbereich des Kraftstoffeinspritzsystems absteuern, um diesen zu entlasten.

Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus DE 10 2014 206 968 AI, bekannte Rückschlagventile für solche Anwendungen sind normalerweise aus drei Hauptbauteilen aufgebaut, nämlich einem Dichtelement, einer Schraubenfeder, die das Dichtelement auf einen zugehörigen Ventilsitz vorspannt, und einem Federsicherungselement, an dem sich die Schraubenfeder abstützt. Dieses Federsicherungselement ist normalerweise in eine entsprechende Bohrung eingepresst, durch die der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff weitergeführt werden soll.

Es wird jedoch zunehmend schwieriger, eine sichere Pressverbindung dieses Federsicherungselementes mit einem hochdruck ¬ führenden Bauteil, in dem diese Bohrung eingebracht ist, si ¬ cherzustellen, wenn sich die Drücke in einem Bereich von größer als 2000 bar bewegen. In Folge des Innendruckes weitet sich nämlich das hochdruckführende Bauteil im Bereich der Bohrung auf, wobei diese Aufweitung die Spannung aus dem Pressverband nimmt und das Federsicherungselement beginnt, in der Bohrung, in der es aufgenommen ist, zu wandern. Dann ist die Ventilfunktion des Rückschlagventiles nicht mehr gegeben.

Zusätzlich benötigt das Federsicherungselement als eigenes Bauteil einen zusätzlichen Bauraum innerhalb des hochdruckführenden Bauteils, in dem es untergebracht ist. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rückschlagventil vorzu ¬ schlagen, dessen Befestigung in einem hochdruckführenden Bauteil sicherer ist als bisher bekannt.

Diese Aufgabe wird mit einem Rückschlagventil mit der Merk ¬ malskombination des unabhängigen Anspruches 1 gelöst.

Ein hochdruckführendes Bauteil, das ein solches Rückschlagventil aufweist, sowie eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem solchen Rückschlagventil sind Gegenstand der nebengeordneten Ansprüche.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Ein Rückschlagventil für ein hochdruckführendes Bauteil in einem Kraftstoffeinspritzsystem weist ein Ventilgehäuse mit einer darin ausgebildeten, einen Innendurchmesser aufweisenden Ventilbohrung, in der ein Ventilsitz und ein mit dem Ventilsitz zusammenwirkendes Dichtelement angeordnet sind, und eine Schraubenfeder auf, die das Dichtelement mit einer entlang einer Längsachse der Ventilbohrung wirkenden Federkraft auf dem Ventilsitz hält. Die Schraubenfeder weist eine Mehrzahl an Schraubenwindungen mit jeweils einem Außendurchmesser auf. In einem nicht zusammengebauten Zustand des Rückschlagventils ist der Außendurchmesser wenigstens einer dieser Schraubenwindungen größer als der Innendurchmesser wenigstens eines Teilbereiches der Ventilbohrung, sodass in einem zusammengebauten Zustand des Rückschlagventils die Schraubenfeder kraftschlüssig in der Ventilbohrung gesichert ist.

Bei dem vorgeschlagenen Rückschlagventil ist es möglich, im Gegensatz zu dem Stand der Technik auf das Federsicherungselement zu verzichten, weil die Schraubenfeder selbst die kraftschlüssige Verbindung mit dem hochdruckführenden Bauteil herstellt, und somit das Federsicherungselement entfallen kann. Dadurch werden negative Einflüsse wie eine Druckunterwanderung der Pressverbindung von Federsicherungselement und hochdruckführendem Bauteil vermieden. Darüber hinaus wird das hochdruckführende Bauteil durch den Entfall der Pressverbindung in der Hochdruckfestigkeit gesteigert. Zusätzlich kann auch Bauraum eingespart werden, der im Stand der Technik für das Federsicherungselement vorgesehen wird.

Vorzugsweise weist die Schraubenfeder einen Federvorspannungsbereich, der entlang der Längsachse durch einen vordefinierten Kraftbetrag verformbar ist, und einen Kraft ¬ schlussbereich auf, der entlang der Längsachse durch den vordefinierten Kraftbetrag im Wesentlichen nicht verformbar ist. Dabei kontaktiert die Schraubenfeder das Dichtelement mit dem Federvorspannungsbereich, wobei der Kraftschlussbereich entlang der Längsachse gegenüberliegend zu dem Dichtelement angeordnet ist .

Die Schraubenfeder ist demgemäß so ausgebildet, dass ein Bereich davon darauf optimiert ist, die nötige Federkraft bereitzu ¬ stellen, um das Dichtelement auf dem Ventilsitz zu halten, und dass ein davon getrennter Bereich darauf optimiert ist, die Sicherung gegen ein Verschieben der Schraubenfeder in dem hochdruckführenden Bauteil bereitzustellen. Mit einer derart optimierten Schraubenfeder kann das Problem der Bauteilverformung bei einem Federsicherungselement durch die Unterwan ¬ derung der Pressverbindung vorteilhaft umgangen werden, weil auf das Federsicherungselement einfach verzichtet werden kann, denn die Sicherung in dem hochdruckführenden Bauteil übernimmt die Schraubenfeder selbst. Diese Schraubenfeder ist daher geometrisch so angepasst, dass sie zum einen in dem Federvorspannungsbereich die Federvorspannung des Dichtelementes übernimmt, und zum anderen in dem Kraftschlussbereich so ge- staltet ist, dass die Sicherung gegen ein Verschieben in dem hochdruckführenden Bauteil sichergestellt ist.

Besonders vorteilhaft sind in dem Federvorspannungsbereich die einzelnen Schraubenwindungen voneinander beabstandet ausgebildet, sodass sich die Schraubenfeder in diesem Bereich entlang der Längsachse verformen kann, wenn ein vordefinierter

Kraftbetrag auf die Schraubenfeder aufgebracht wird. Dies kann beispielsweise durch Druckbeaufschlagung von Seiten des

Dichtelementes her erfolgen. Weiter vorteilhaft ist es, wenn die Schraubenwindungen in dem Kraftschlussbereich direkt aneinander liegen, ohne einen Abstand dazwischen, sodass durch den

Kraftbetrag, der den Federvorspannungsbereich verformen kann, keine Verformung des Kraftschlussbereiches möglich ist.

Vorteilhaft ist dabei der Federvorspannungsbereich kegelförmig ausgebildet und stützt sich mit einem Kegelspitzenbereich an dem Dichtelement ab.

Vorzugsweise weist der Kegelspitzenbereich, mit dem sich die Schraubenfeder an dem Dichtelement abstützt, eine kegelförmige Erweiterung auf, um das Dichtelement besser umfassen und somit führen zu können.

Weiter vorteilhaft umfasst der Kraftschlussbereich eine Mehrzahl an Schraubenwindungen, die im Wesentlichen den gleichen Außendurchmesser aufweisen.

Durch Vorsehen mehrerer Schraubenwindungen, die den gleichen Außendurchmesser aufweisen, ist es möglich, einen sicheren Kraftschluss mit der Ventilbohrung herstellen zu können.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist eine äußerste Schraubenwindung des Kraftschlussbereiches in Richtung auf eine Symmetrieachse der Schraubenfeder nach innen eingezogen ausgebildet. Dadurch kann an der Schraubenfeder ein Angriff für ein Werkzeug durch einen nach innen vorstehenden Zipfel bereitgestellt werden, um die Schraubenfeder handhaben und sicher in die Ventilbohrung einbringen zu können. An einem solchen Zipfel kann bei einem Fügevorgang die Schraubenfeder über ein Werkzeug nach dem Ansetzen in die Ventilbohrung entgegen ihrer Wickelrichtung verdreht werden. Das Werkzeug überträgt ein Drehmoment durch Eingreifen in diese äußerste eingezogene Schraubenwindung der Schraubenfeder. Dadurch reduziert sich der Außendurchmesser des Kraftschlussbereiches, und die Schrau ¬ benfeder kann definiert in die Ventilbohrung eingeschoben werden. Wird dann das Drehmoment von dem benutzten Werkzeug wieder weggenommen, öffnet sich die Schraubenfeder wieder und liegt fest in der Ventilbohrung an dem hochdruckführenden Bauteil an, wodurch die Schraubenfeder nun über einen Kraftschluss fixiert ist.

Insgesamt ist daher die Schraubenfeder insbesondere in dem Kraftschlussbereich in radialer Richtung verformbar, um so den Außendurchmesser reversibel und temporär verändern zu können.

Vorzugsweise weist die Ventilbohrung einen ersten Ventilbohrungsbereich mit einem ersten Innendurchmesser und einen zweiten Ventilbohrungsbereich mit einem zweiten Innendurchmesser auf, wobei das Dichtelement und die Schraubenfeder in dem ersten Ventilbohrungsbereich angeordnet sind. Der erste Innendurchmesser ist dabei vorzugsweise größer als der zweite Innen ¬ durchmesser .

Vorzugsweise ist dabei an einem Übergang von dem ersten Ventilbohrungsbereich zu dem zweiten Ventilbohrungsbereich ein Anlagebund ausgebildet, an dem sich die Schraubenfeder mit ihrem Kraftschlussbereich abstützt. Vorzugsweise ist daher in der Ventilbohrung eine Geometrie eingebracht, um die Schraubenfeder zusätzlich über einen Formschluss gegen ein Verschieben in axialer Richtung zu sichern. Vorteilhaft ist der erste Innendurchmesser wenigstens entlang einer Längserstreckung der Schraubenfeder im Wesentlichen konstant. Der zweite Innendurchmesser erweitert sich entlang der Längsachse von dem ersten Ventilbohrungsbereich weg kegelförmig. Weiter vorteilhaft ist ein Übergang von dem ersten Ventilbohrungsbereich zu dem zweiten Ventilbohrungsbereich konvex abgerundet ausgebildet.

Durch die kegelförmige Erweiterung kann vorteilhaft ein Ein- führkegel bzw. ein Einführradius bereitgestellt werden, über den die Schraubenfeder in die Ventilbohrung eingeführt werden kann. Sie kann dann beim Einführen leicht über die konvexe Abrundung zwischen den beiden Ventilbohrungsbereichen gleiten, um dann fest am Anlagebund in dem ersten Innendurchmesser der Ven- tilbohrung zu liegen. Die Schraubenfeder wird über den Einführkegel durch die kegelförmige Erweiterung bzw. einen Einführradius in die Ventilbohrung eingeschoben und öffnet sich dann nach Überschreiten des Anlagebundes. Ein hochdruckführendes Bauteil, das beispielsweise als Hoch- druckanschluss für eine Kraftstoffhochdruckpumpe ausgebildet ist, weist ein oben beschriebenes Rückschlagventil auf, wobei das hochdruckführende Bauteil selbst das Ventilgehäuse des Rück- schlagventiles bildet.

Eine Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine weist einen Druckraum zum Beaufschlagen von Kraftstoff mit Hochdruck und ein dem Druckraum nachgelagertes hochdruckführendes Bauteil auf, das das Rückschlagventil wie oben beschrieben aufweist.

Das Rückschlagventil kann dabei beispielsweise in einem

Hochdruckanschluss angeordnet sein und als Auslassventil zum Auslassen von hochdruckbeaufschlagtem Kraftstoff aus dem Druckraum ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass das Rückschlagventil als Druckbegrenzungsventil ausgebildet ist, um einen Hochdruck in einem dem Druckraum nachgelagerten Druck- Speicherbereich abzusteuern.

Insgesamt kann durch das beschriebene Rückschlagventil die Anzahl der Bauteile bei gleicher Funktion des Rückschlagventiles reduziert werden. Zusätzlich entfällt der bislang übliche Pressverband, wodurch eine Reduzierung der Spannungen in dem hochdruckführenden Bauteil ermöglicht wird. Weiter wird auch der Druckabfall über das Rückschlagventil durch das bisher vor ¬ gesehene und nun fehlende Federsicherungselement gesenkt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffein- spritzsystems für eine Brennkraftmaschine, das eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit wenigstens einem

Rückschlagventil aufweist;

Fig. 2 eine schematische Längsschnittdarstellung durch die

Kraftstoffhochdruckpumpe aus Fig. 1 mit einem

Hochdruckanschluss als hochdruckführendem Bauteil;

Fig. 3 eine Schnittansicht auf ein hochdruckführendes

Bauteil mit einem Rückschlagventil aus dem Stand der Technik; Fig. 4 eine Schnittansicht auf eine erste Ausführungsform eines hochdruckführenden Bauteiles mit einem Rückschlagventil;

Fig. 5 eine Schnittansicht auf eine Schraubenfeder des

Rückschlagventiles aus Fig. 4 ;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der Schraubenfeder aus Fig. 5;

Fig. 7 eine Schnittansicht auf eine zweite Ausführungsform eines hochdruckführenden Bauteils mit einem Rückschlagventil;

Fig. 8 eine Detailansicht auf das hochdruckführende Bauteil aus Fig. 7; und

Fig. 9 eine Schnittansicht auf eine dritte Ausführungsform eines hochdruckführenden Bauteiles mit einem Rückschlagventil .

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftstof ¬ feinspritzsystems 10 einer Brennkraftmaschine, das einen Kraftstoff 12 aus einem Tank 14 über eine Vorförderpumpe 16, eine Kraftstoffhochdruckpumpe 18 und einen Kraftstoffhochdruck- speicher 20 zu Injektoren 22 fördert, die den Kraftstoff 12 dann in Brennräume der Brennkraftmaschine einspritzen.

Der Kraftstoff 12 wird über ein Einlassventil 24 an der

Kraftstoffhochdruckpumpe 18 in einen Druckraum 26 eingebracht und über ein Auslassventil 28 aus diesem Druckraum 26 ausgelassen und zu dem Kraftstoffhochdruckspeicher 20 geleitet. Fig. 2 zeigt eine Längsschnittdarstellung der Kraftstoffhochdruckpumpe 18 aus Fig. 1. In einem Gehäuse 30 der Kraft ¬ stoffhochdruckpumpe 18 sind mehrere Bohrungen 32 angeordnet, die verschiedene Funktionen übernehmen. Über eine Einlassbohrung 34 wird der Kraftstoff 12 ausgehend von einem Dämpfer 36 dem Druckraum 26 zugeführt, in dem sich ein Kolben 38 in einer Kolbenbohrung 40 translatorisch bewegt und so den Kraftstoff 12 in dem Druckraum 26 periodisch verdichtet. Der verdichtete Kraftstoff 12 wird dann über eine Auslassbohrung 42 in ein hochdruckführendes Bauteil 44, den sogenannten Hochdruckan- schluss 46, geleitet, von wo aus der Kraftstoff 12 dann weiter zu dem Kraftstoffhochdruckspeicher 20 geleitet wird.

Um zu gewährleisten, dass nur mit dem gewünschten Druck be- aufschlagter Kraftstoff 12 zu dem Kraftstoffhochdruckspeicher 20 gelangt, ist in dem hochdruckführenden Bauteil 44 normalerweise das Auslassventil 28 angeordnet, das zumeist als Rückschlag ¬ ventil 48 ausgebildet ist. Häufig ist in diesem Bereich noch ein zweites Rückschlagventil 48 angeordnet, um einen Überdruck in dem Kraftstoffhochdruckspeicher 20 wieder zurück beispielsweise in den Druckraum 26 oder in einen Niederdruckbereich 50 des Kraftstoffein- spritzsystems 10 absteuern zu können.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht auf ein hochdruckführendes Bauteil 44 einer solchen Kraftstoffhochdruckpumpe 18 aus Fig. 2, wobei in dem hochdruckführenden Bauteil 44 ein solches Rückschlagventil 48 aus dem Stand der Technik angeordnet ist. Das Rückschlagventil 48 weist ein Dichtelement 52, eine Schrau ¬ benfeder 54 und ein Federsicherungselement 56 auf. Das Fe ¬ dersicherungselement 56 ist in der Auslassbohrung 42, die gleichzeitig eine Ventilbohrung 58 bildet, verpresst. Sie dient dazu, dass sich die Schraubenfeder 54 daran abstützen kann, und dass sich die Schraubenfeder 54 innerhalb der Ventilbohrung 58 nicht bewegt.

Bei modernen Kraftstoffhochdruckpumpen 18 werden mittlerweise sehr hohe Drücke in dem Kraftstoff 12 erzeugt, die auch eine Auswirkung auf das Federsicherungselement 56 haben. Denn diese hohen Drücke führen dazu, dass sich die Ventilbohrung 58 aufweitet, und somit das Federsicherungselement 56 nicht mehr mit dem Pressverband sicher in der Ventilbohrung 58 gehalten werden kann.

Daher wird nun im Folgenden eine Ausbildung eines Rück- schlagventiles 48 vorgeschlagen, bei dem auf dieses Federsi ¬ cherungselement 56 mit den bekannten Nachteilen bei sehr hohen Drücken in dem Kraftstoff 12 verzichtet werden kann.

Fig. 4 zeigt hierzu eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines solchen Rückschlagventiles 48. Da die Auslassbohrung 42 gleichzeitig die Ventilbohrung 58 für das Rückschlagventil 48 bildet, bildet das hochdruckführende Bauteil 44, in dem das Rückschlagventil 48 angeordnet ist, auch gleichzeitig ein Ventilgehäuse 60 für das Rückschlagventil 48. In der ersten Ausführungsform in Fig. 4 wird auf das Federsicherungselement 56 und auch auf weitere Anlagen, an denen sich die Schraubenfeder 54 abstützen könnte, vollständig verzichtet, denn die Geometrie der Ventilbohrung 58 und eines Teilbereiches der Schraubenfeder 54 sind so aufeinander abgestimmt, dass sich die Schraubenfeder 54 selbst an der Ventilbohrung 58 abstützt.

Dazu weist die Schraubenfeder 54 eine Mehrzahl an Schraubenwindungen 62 auf, die jeweils einen Außendurchmesser DA aufweisen. Wenn die Schraubenfeder 54 noch nicht in die Ventil- bohrung 58 eingebracht ist, ist dieser Außendurchmesser DA von wenigstens einer dieser Schraubenwindungen 62 größer als ein Innendurchmesser DI der Ventilbohrung 58, und zwar zumindest in einem Teilbereich der Ventilbohrung 58.

Wird daher die Schraubenfeder 54 in radialer Richtung geringfügig zusammengestaucht, um in die Ventilbohrung 58 eingeführt zu werden, und dann losgelassen, dehnt sich die Schraubenfeder 54, sobald sie in der Ventilbohrung 85 angeordnet ist, in radialer Richtung aus, und presst sich selbst mit ihren Schraubenwindungen 62, die den großen Außendurchmesser DA aufweisen, gegen die Ventilbohrung 58, und verankert sich somit selbst in der Ventilbohrung 58. Wirken nun von Seiten des Dichtelementes 52, das die Schrau ¬ benfeder 54 auf einem in der Ventilbohrung 58 gebildeten Ventilsitz 64 hält, Kräfte durch den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff 12 entlang einer Längsachse AL der Ventilbohrung 58, wird durch Aufweitung der Ventilbohrung 58 nun nicht mehr der Pressverband eines bisher bekannten Federsicherungselementes 56 aufgehoben. Denn auch die Schraubenwindungen 62 weiten sich auf, und halten sich somit fest an der Ventilbohrung 58 λ gerade durch die hohe Krafteinwirkung. Die Schraubenfeder 54 kann daher auch bei hohen Drücken und mit unverminderter Federkraft FF das Dichtelement 52 auf dem Ventilsitz 64 halten.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht durch die Schraubenfeder 54 aus Fig. 4. Es ist zu erkennen, dass die Schraubenfeder 54 zwei Bereiche aufweist, die unterschiedliche Funktionen aufweisen. Ein Fe ¬ dervorspannungsbereich 68, der sich im eingebauten Zustand an dem Dichtelement 52 abstützt, ist dazu vorgesehen, die Federkraft FF auf das Dichtelement 52 aufzubringen. Dazu sind die einzelnen Schraubenwindungen 62 geringfügig beabstandet voneinander ausgebildet, um einen Verformungsweg in Richtung der Längsachse AL zu ermöglichen. In diesem Bereich ist die Schraubenfeder 54 entlang der Längsachse AL verformbar, sobald ein ausreichender vordefinierter Kraftbetrag auf die Schraubenfeder 54 aufgebracht wird, beispielsweise wenn mit Druck beaufschlagter Kraftstoff 12 von der anderen Seite auf das Dichtelement 52 drückt.

Diese Federvorspannungsbereich 68 ist, wie in Fig. 5 zu sehen ist, vorteilhaft kegelförmig ausgebildet und stützt sich mit einem Kegelspitzenbereich 70 an dem Dichtelement 52 im Betrieb ab.

Weiter umfasst die Schraubenfeder 54 direkt anschließend an den Federvorspannungsbereich 68 und somit im Betrieb gegenüber- liegend zu dem Dichtelement 52 einen Kraftschlussbereich 72. In diesem Kraftschlussbereich 72 liegen die Schraubenwindungen 62 direkt aneinander an, sodass hier die Schraubenfeder 54 nicht entlang der Längsachse AL verformbar ist, wenn der vordefinierte Kraftbetrag beispielsweise von dem Dichtelement 52 her auf die Schraubenfeder 54 wirkt. Der Kraftschlussbereich 72 weist mehrere Schraubenwindungen 62 auf, die alle den gleichen Außendurchmesser DA aufweisen, der im nicht zusammengebauten Zustand größer ist als der Innendurchmesser DI der Ventilbohrung 58. Daher geht die Schraubenfeder 54 von ihrer kegelförmigen Form im Federvorspannungsbereich 68 in eine zylinderförmige Form im Kraftschlussbereich 72 über.

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Schraubenfeder 54 aus Fig. 5.

Hier ist zu sehen, dass die äußerste Schraubenwindung 62 in Richtung auf eine Symmetrieachse AS der Schraubenfeder 54, um die sämtliche Schraubenwindungen 62 der Schraubenfeder 54 symmetrisch angeordnet sind, nach innen eingezogen ausgebildet ist. Dadurch entsteht ein Zipfel 74, an dem die Schraubenfeder 54 mit einem Werkzeug angreifbar ist. Über ein solches Werkzeug kann durch beispielsweise Verdrehung der Außendurchmesser DA der Schraubenfeder 54 in dem Kraftschlussbereich 72 verändert werden, sodass die Schraubenfeder 54 in die Ventilbohrung 58 eingeführt werden kann. Wird das Werkzeug dann wieder entfernt, weitet sich die Schraubenfeder 54 in dem Kraftschlussbereich 72 wieder auf, und es ist ein Kraftschluss zwischen Schraubenfeder 54 und Ventilbohrung 58 hergestellt. Über den Zipfel 74 kann daher ein Fügedrehmoment über ein Montagewerkzeug auf die Schrau ¬ benfeder 54 aufgebracht werden.

Fig. 7 zeigt eine Schnittdarstellung des hochdruckführenden Bauteils 44 mit dem Rückschlagventil 48 in einer zweiten Ausführungsform. Hier ist zu sehen, dass die Ventilbohrung 58 einen ersten Ventilbohrungsbereich 76 aufweist, in dem das Dichtelement 52 und die Schraubenfeder 54 angeordnet sind. Weiter weist die Ventilbohrung 58 einen zweiten Ventilbohrungsbereich 78 auf, der sich entlang der Längsachse AL von dem Dichtelement 52 aus gesehen hinter dem ersten Ventilbohrungsbereich 67 anschließt. Ein erster Innendurchmesser Dil des ersten Ventilbohrungsbereiches 76 ist größer als ein zweiter Innen ¬ durchmesser DI2 des zweiten Ventilbohrungsbereiches 78. Dadurch bildet sich an einem Übergang 82 zwischen den beiden Ventil- bohrungsbereichen 76, 78 ein Anlagebund 84 aus, an dem sich im zusammengebauten Zustand die Schraubenfeder 54 mit ihrem Kraftschlussbereich 72 abstützen kann.

Fig. 8 zeigt das hochdruckführende Bauteil 44 aus Fig. 7 in vergrößerter Darstellung im Bereich des Kraftschlussbereiches 72 der Schraubenfeder 54.

Es ist zu sehen, dass der erste Innendurchmesser Dil des ersten Ventilbohrungsbereiches 76 im Wesentlichen konstant ist, was sinnvoll ist, da so ein sicherer Kraftschluss zwischen der Schraubenfeder 54 und der Ventilbohrung 58 erreicht werden kann. Daher ist der Innendurchmesser Dil zumindest entlang der Längserstreckung, das heißt der Länge L, der Schraubenfeder 54, im Wesentlichen konstant.

Um jedoch die Schraubenfeder 54 leichter in die Ventilbohrung 58 einführen zu können, erweitert sich der zweite Innendurchmesser DI2 entlang der Längsachse AL von dem ersten Ventilbohrungs- bereich 76 weg kegelförmig. In Fig. 8 ist dabei ein zunächst flacher Einführkegel gezeigt, der sich nach hinten weiter konisch erweitert .

Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht durch eine dritte Ausfüh- rungsform des hochdruckführenden Bauteiles 44, in der sich der zweite Innendurchmesser DI2 direkt am Anschluss an den ersten Innendurchmesser Dil stark kegelförmig erweitert und somit einen steilen Einführkegel bildet. Zusätzlich ist in Fig. 9 an dem Übergang 82 ein Einführradius gebildet, in dem der Übergang 82 konvex abgerundet ausgebildet ist. Auch dadurch kann ein erleichtertes Einführen der

Schraubenfeder 54 in die Ventilbohrung 58 erzielt werden.