Druckregler für eine Kraftstoff-Fördereinheit und Verfahren zur Herstellung eines Druckreglers

Die Erfindung betrifft einen Druckregler für eine Kraftstoff- Fördereinheit eines Kraftfahrzeuges mit einem Ventil zur Er ^¬ zeugung einer Verbindung eines Anschlusses mit einem Auslass oberhalb eines vorgesehenen Drucks in dem Anschluss, mit ei ^¬ nem beweglichen Kolben und mit einer an einem feststehenden Ringelement gehaltenen Membran zur Abdichtung des Kolbens ge¬ genüber dem Ringelement. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Druckreglers für eine Kraft ^¬ stoff-Fördereinheit eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein Kolben eines Ventils über eine Membran dichtend mit einem festste ^¬ henden Ringelement verbunden wird.

Solche Druckregler werden in heutigen Kraftfahrzeugen häufig zur Regelung eines Drucks in einer zu einer Brennkraftmaschi¬ ne führenden Vorlaufleitung eingesetzt und sind aus der Pra ^¬ xis bekannt. Die Membran ist dabei zwischen zwei Ringelemen ^¬ ten des Gehäuses eingespannt und trennt den Bereich oberhalb des Kolbens von dem Bereich unterhalb des Kolbens. Der An ^¬ schluss mündet dabei in den Bereich unterhalb des Kolbens. Die erforderliche Spannkraft der Membran wird meist durch Um- bördelung eines Randes des Ringelementes erzeugt.

Nachteilig bei dem bekannten Druckregler ist, dass die Ab ^¬ dichtung der Membran insbesondere im Temperaturbereich unter¬ halb 0° C nicht ausreichend ist, um den vorgesehenen Druck, bei dem der Druckregler öffnen soll, in einem engen Toleranz¬ bereich zu halten. Häufig kann der Druckregler durch Undich¬ tigkeiten am Außenrand vollständig ausfallen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Druckregler der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine zu¬ verlässige Dichtheit zwischen der Membran und dem Ringelement sichergestellt wird. Weiterhin liegt der Erfindung das Prob ^¬ lem zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung des Druckreglers so zu gestalten, dass es eine besonders zuverlässige Abdich ^¬ tung der Membran gegenüber dem Ringelement gewährleistet.

Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Membran mit dem Ringelement verschweißt ist.

Durch diese Gestaltung ist die Membran Stoffschlüssig mit dem Ringelement verbunden. Hierdurch wird insbesondere im Tempe ^¬ raturbereich unter 0° C eine zuverlässige Dichtheit gewähr ^¬ leistet. Setzfugen zwischen der Membran und dem Ringelement, die nach einiger Betriebszeit des erfindungsgemäßen Druckreg¬ lers zu Undichtigkeiten führen können, werden ebenfalls zu¬ verlässig vermieden. Hierdurch wird eine zuverlässige Dicht ^¬ heit zwischen der Membran und dem Ringelement gewährleistet.

Bei einem erfindungsgemäßen, als Durchflussventil ausgebilde ^¬ ten Druckregler lässt sich die Dichtheit zwischen dem Bereich unterhalb des Kolbens und dem Bereich oberhalb des Kolbens weiter erhöhen, wenn die Membran mit dem Kolben verschweißt ist.

Ein Durchfluss durch den Kolben oberhalb des vorgesehenen Drucks lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiter¬ bildung der Erfindung einfach sicherstellen, wenn die Membran eine Ausnehmung für einen im Kolben angeordneten Ventilsitz hat.

Eine Verschweißung der Membran mit dem Kolben und dem Ring¬ element gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Wei-

terbildung der Erfindung besonders kostengünstig, wenn das Ringelement und der Kolben aus Kunststoff gefertigt sind.

Eine dauerhafte Dichtheit der Schweißverbindung wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung si¬ chergestellt, wenn der Kunststoff der Membran, des Kolbens und des Ringelements Polyphenylensulfid ist.

Die Membran, das Ringelement und der Kolben weisen gemäß ei ^¬ ner anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine besonders hohe Stabilität auf, wenn der Kunststoff Einlagen aus Glasfasern hat.

Die Schweißverbindung der Membran lässt sich gemäß einer an¬ deren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig erzeugen, wenn die Membran oder das mit der Membran zu verschweißende Bauteil aus einem für einen Laser ^¬ strahl durchlässigen Material und das jeweils andere Bauteil aus einem für den Laserstrahl undurchlässigen Material gefer¬ tigt ist. Durch diese Gestaltung lässt sich die Membran mit¬ tels des Laserstrahls schweißen. Dies führt insbesondere bei einer Serienfertigung des erfindungsgemäßen Druckreglers zu besonders geringen Fertigungskosten. Die Fertigung lässt sich zudem automatisieren.

Das Ringelement könnte beispielsweise ein Rand eines den Kol ^¬ ben führenden Gehäuses sein. Das Gehäuse des erfindungsgemä ^¬ ßen Druckreglers wird jedoch zur Einstellung der Vorspann¬ kraft des Federelementes gegen den Kolben vorzugsweise aus einem einfach plastisch verformbaren Material gefertigt. Das Gehäuse lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiter¬ bildung der Erfindung aus leicht verformbarem Stahlblech und die Membran aus Kunststoff fertigen, wenn das Ringelement in einem Gehäuse abdichtend eingespannt ist.

Das zweitgenannte Problem, nämlich die Schaffung eines Ver¬ fahrens zur Herstellung des Druckreglers mit einer besonders zuverlässigen Abdichtung der Membran gegenüber dem Ringele¬ ment, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Membran mit dem Ringelement verschweißt wird.

Hierdurch werden beim Umbördeln entstehende Setzfugen wie bei dem bekannten Ringelement zuverlässig vermieden. Die Membran ist dank der Erfindung Stoffschlüssig mit dem Ringelement verbunden. Dies führt insbesondere im Bereich unterhalb von 0° C zu einer besonders zuverlässigen Abdichtung der Membran gegenüber dem Ringelement. Bei einem als Durchgangsventil ausgebildeten Druckregler kann in analoger Weise der Kolben mit der Membran verschweißt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestaltet sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kosten¬ günstig, wenn die Verschweißung im Laserschweißverfahren er¬ folgt.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur wei¬ teren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Figur 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen, als Durchflussventil ausgebildeten Druckregler,

Figur 2 einen Längsschnitt durch einen als Abregelventil ausgebildeten Druckregler.

Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen, als Durchflussventil ausgebildeten Druckregler mit einem Gehäuse 1 und einem in dem Gehäuse 1 verschieblich angeordneten Kolben 2. Der Druck¬ regler dient zur Begrenzung eines Maximaldrucks in einer

nicht dargestellten Vorlaufleitung eines Kraftstoffbehälters eines Kraftfahrzeuges. Das Gehäuse 1 weist zwei von einem Ringelement 3 auf Abstand gehaltene Gehäuseteile 4, 5 auf. Der Druckregler hat einen Anschluss 6 für eine Druckleitung und einen Auslass 7. Der Kolben 2 ist mittels einer als Wen¬ delfeder ausgebildeten Feder 8 mit einem Ventilsitz 9 gegen einen Ventilkörper 10 vorgespannt.

Eine mit dem Ringelement 3 und dem Kolben 2 verbundene Memb ^¬ ran 11 dichtet den Bereich unterhalb des Kolbens 2 von dem Bereich oberhalb des Kolbens 2 ab. Hierdurch wird sicherge ^¬ stellt, dass bei einem Druck in dem Anschluss 6 der Kolben 2 gegen die Kraft der Feder 8 belastet wird und oberhalb eines vorgesehenen Drucks der Kolben 2 bewegt wird, so dass der Ventilsitz 9 von dem Ventilkörper 10 abhebt. Damit kann ober¬ halb des vorgesehenen Drucks Kraftstoff von dem Anschluss 6 durch den Auslass 7 entweichen. Die Gehäuseteile 4, 5 sind aus Stahlblech gefertigt und durch eine Umbördelung 12 mit¬ einander verbunden. Durch die Umbördelung 12 wird ein Dicht¬ ring 13 zwischen dem Ringelement 3 und dem unteren Gehäuse ^¬ teil 5 vorgespannt. Ein die Feder 8 haltender Rand 14 des oberen Gehäuseteils 4 ist plastisch verformbar gestaltet und dient zur Kalibrierung des Druckreglers und damit zur Ein ^¬ stellung des vorgesehenen Drucks, bei dem die Verbindung zwi¬ schen dem Anschluss 6 und dem Auslass 7 erzeugt wird. Das Ringelement 3, der Kolben 2 und die Membran 11 sind aus dem Kunststoff Polyphenylensulfid gefertigt. Die Membran 11 ist mit dem Ringelement 3 und dem Kolben 2 im Laserschweißverfah¬ ren verbunden.

Figur 2 zeigt einen als Abregelventil ausgebildeten Druckreg ^¬ ler. Dieser unterscheidet sich von dem aus Figur 1 vor allem dadurch, dass von einem Kolben 17 aus gesehen ein Auslass 15 auf derselben Seite wie ein Anschluss 16 angeordnet ist. Eine Membran 18 ist ausschließlich im radial äußeren Bereich mit

einem Ringelement 19 verschweißt und überdeckt den gesamten Querschnitt des Kolbens 17. Weiterhin bildet die Membran 18 einen an einem Ventilsitz 20 des Auslasses 15 anliegenden Ventilkörper 21. Bei einem vorgesehenen Druck in dem An- schluss 16 wird der Kolben 17 und die Membran 18 von dem Ven¬ tilsitz 20 des Auslasses 15 weggedrückt, so dass Kraftstoff von dem Anschluss 16 zu dem Auslass 15 überströmen kann.