Beschreibung

Ventil und Pumpe mit einem solchen Ventil

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere ein Saugventil einer Verdrängerpumpe. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Pumpe, insbesondere eine Verdrängerpumpe für den Einsatz in einem Kraftstoffversorgungssystem eines Kraftfahrzeugs .

Für den Einsatz in kraftstoffführenden Leitungen und Pumpen in Kraftfahrzeugen werden an vielen Stellen Ventile eingesetzt, bspw. in Form von Rückschlagventilen. Bei Kraftstoffhochdruckpumpen kommen so genannte Saugventile und/oder Hoch- druckventile zum Einsatz.

Ein derartige Ventil ist üblicherweise an geeigneter Stelle im Pumpengehäuse angeordnet, so dass der von einer Verdränger- oder Radialkolbenpumpe erzeugte pulsierende Saugdruck permanent aufrecht erhalten wird. Das Ventil weist einen

Dichtsitz auf, auf dem ein von einer Feder vorgespannter Ventilkörper aufsitzt und das Ventil dadurch verschließt. Das durch das Ventil strömende Fluid oder der Kraftstoff wird somit am Durchfluss gehindert. Erst wenn der Druck am Dichtsitz die von der Feder ausgeübte Kraft übersteigt, wird der Ventilkörper vom Dichtsitz abgehoben und von diesem weg bewegt, wodurch das Ventil geöffnet wird.

Als Ventilkörper werden teilweise scheibenförmige Bauteile verwendet. Zur Verbesserung der Umströmung des Ventilkörpers können Kugeln, halbkugelförmige oder kegelförmige Bauteile als Ventilkörper verwendet werden.

Bei einer Pumpe ist die Umgebung und räumliche Anordnung des Saugventils üblicherweise derart gestaltet, dass für den

Saugventilsitz und die axiale Vorspannung des Saugventilsitzes separate Bauteile eingesetzt werden. Die Vorspannung des

Saugventilsitzes erfolgt dabei oftmals mittels eines Gewindestiftes .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Ventil für eine Pumpe mit einem Dichtsitz und mit einem dagegen vorgespannten Ventilkörper zur Verfügung zu stellen, das möglichst kompakt aufgebaut ist, und bei dem der Ventilkörper exakt geführt sowie definiert vorgespannt ist. Es soll zudem eine Pumpe mit einem derartigen Ventil geschaffen werden.

Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafter Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Ventil ist eine axiale Führung für einen Ventilkörper vorgesehen, die mindestens einen vom Ventilkörper verschließbaren axialen Durchlass aufweist. Das Ventil weist einen Dichtsitz, einen den Dichtsitz verschließenden Ventilkörper, eine axiale Führung für den Ventilkörper und eine Federeinrichtung auf, welche den Ventilkörper gegen den Dichtsitz vorspannt. Ein solches Ventil kann ein Saugventil der Verdränger- oder Saugpumpe sein, die Bestandteil eines Kraftstoffversorgungssystems eines Kraftfahrzeugs ist .

Der axiale Durchlass im Bereich der axialen Führung des Ventilkörpers erspart die Anordnung einer zusätzlichen verschließbaren Zulauföffnung neben dem und/oder separat vom Ventilsitz, die eine Verbindung zwischen der Ansaugseite des Ventils und dessen Hochdruckseite herstellt. Die axiale Führung dient zur weitgehend spielfreien Führung eines Schaftabschnittes des Ventilkörpers, so dass der Ventilkörper axial zwischen zwei Endanschlägen verschiebbar ist, die eine geöffnete und eine geschlossene Stellung des Ventils charak- terisieren.

Die axiale Führung kann insbesondere durch eine Führungsbuchse gebildet sein, die in einem Gehäusesitz angeordnet

ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante weist die Führungsbuchse gleichzeitig eine axiale Wegbegrenzung für den Ventilkörper auf oder bildet eine solche axiale Wegebegrenzung. Zudem kann die Führungsbuchse einen Führungssitz für die Federeinrichtung aufweisen, die den Ventilkörper gegen den Dichtsitz vorspannt.

Alle diese einzelnen Merkmale tragen jeweils zur Bildung eines kompakten und leistungsfähigen Ventils bei. In ihrer Ge- samtheit liefern sie ein Ventil mit sehr wenigen Bauteilen, das zur Sicherstellung seiner Funktion nur einen kleinen Einbauraum aufweist und keine zusätzlichen Zulauföffnungen oder Zulaufleitungen benötigt, die beispielsweise im Ventilgehäuse oder im Pumpengehäuse vorzusehen wären.

Die axiale Führung bzw. die Führungsbuchse kann wahlweise ein einziges Zulauffenster für Druckfluid aufweisen. Alternativ können zwei, drei oder mehr Zulauffenster vorgesehen sein, die am äußeren Umfang der Führungsbuchse angeordnet sind. Diese Zulauffenster verlaufen zweckmäßigerweise in axialer Richtung, d.h. parallel zur Hubrichtung des Ventilkörpers, dessen Ventilschaft in der Führungsbuchse mit den außen angeordneten Zulauföffnungen bzw. Zulauffenstern axial verschiebbar geführt ist.

Das erfindungsgemäße Ventil gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten ist insbesondere ein Saugventil einer Verdrängerpumpe. Dieses Saugventil eignet sich besonders für eine Platzierung oder Anordnung im Verdrängerraum der Pumpe, da es in idealer Weise koaxial zum Verdränger der

Pumpe angeordnet sein kann. Hierdurch wird eine Anordnung des Ventilsitzes im Zylinder der Pumpe ermöglicht, wodurch eine Hochdruckschnittstelle eingespart werden kann.

Das Ventil weist sehr wenig Bauteile auf. Durch die Anordnung des Saugventils direkt in der Kolbenachse wird ein sehr geringes Totvolumen gebildet und zudem ein sehr hoher volu- metrischer Wirkungsgrad erreicht. Die Führungsbuchse kann ei-

nerseits als Führungselement für den Saugschließkörper, als Trägerelement für die Zulauffenster, als Hubbegrenzer für den Ventilkörper und/oder als Federaufnahme für die Ventilfeder dienen .

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

FIG 1 im Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel eines er- findungsgemäßen Ventils in Einbaulage,

FIG 2 in einem weiteren Längsschnittes eine Detailansicht des Ventils gemäß FIG 1, und

FIG 3 eine perspektivische Darstellung einer Führungsbuchse, die Teil des Ventils gemäß FIG 1 ist.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die schematische Darstellung der FIG 1 zeigt anhand einer Längsschnittdarstellung eine Variante eines Ventils 10 in Einbaulage. Dargestellt ist ein Saugventil 12, wie es typischerweise in einer Hochdruckpumpe eines Kraftstoffversor- gungssystems einer Verbrennungskraftmaschine (nicht dargestellt) zum Einsatz kommt. Das Ventil 10 ist in einem Zylindergehäuse 14 der Hochdruckpumpe angeordnet. Diese Hochdruckpumpe ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Saugpumpe 16, die eine zylindrische Verdrängereinheit 18 aufweist, zu der das Ventil 10 bzw. Saugventil 12 in koaxialer Einbaulage angeordnet ist.

Gemäß FIG 2 sind im Zylindergehäuse 14 des Saugventils 12 ein kegeliger Ventil- oder Dichtsitz 20 sowie ein den Dichtsitz 20 verschließender Ventilkörper 22 mit kegelförmiger Dichtfläche angeordnet. Im geschlossenen Zustand liegt die kegelförmige Dichtfläche des Ventilkörpers 22 flächig am hohlke- gelartig geformten Dichtsitz 20 an. Der Ventilkörper 22 ist

mit einer Federeinrichtung 24 gegen den Dichtsitz 20 des Zylindergehäuses 14 gedrückt. Diese Federeinrichtung 24 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine Schraubenfeder 25 gebildet .

Ein Ventilschaft 26 des Ventilkörpers 22 ist in einer axialen Führung 28 gehalten, die durch eine Führungsbuchse 30 gebildet ist. Ein zylindrischer Abschnitt 32 (FIG 3) der Führungsbuchse 30 sitzt fest in einer korrespondierenden hohlzy- lindrischen Bohrung des Zylindergehäuses 14. Dabei bildet ein Absatz 34 der Führungsbuchse 30 mit größerem Durchmesser einen axialen Anschlag, bis zu dem die Führungsbuchse 30 in die Bohrung des Zylindergehäuses 14 geschoben werden kann. Stirnseitig an diesem Absatz 34 mit größerem Durchmesser ist ein Zentrierbund 36 angeordnet, der einem Ende der Schraubenfeder 25 eine Auflagefläche bietet und gleichzeitig für deren Zentrierung sorgt.

Die perspektivische Ansicht der FIG 3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Führungsbuchse 30, in deren Außenmantelfläche ihres zylindrischen Abschnittes 32 mehrere kerbenartige, in Draufsicht halbkreisförmige Aussparungen angeordnet sind, die gemeinsam einen axialen Durchlass 38 bilden. Dieser axiale Durchlass 38 in Form von vier symmetrisch angeordneten Zulauffenstern 40 stellt bei geöffnetem Saugventil 12 eine Verbindung zwischen dem Hochdruckraum 42 und einem Niederdruckraum 50 der Saugpumpe 16 her, was anhand der Figuren 1 und 2 verdeutlicht ist. Der hohlzylindrische Führungsdurchmesser 44 der Führungsbuchse 30 korrespondiert mit dem Außen- durchmesser des Ventilschaftes 26. Dadurch kann dieser weitgehend spielfrei, jedoch mit möglichst geringer Reibung in axialer Richtung gleiten, so dass das Ventil 10 in gewünschter Weise öffnet und schließt.

Eine ringförmige Stirnfläche 46 des Zentrierbundes 36 der

Führungsbuchse 30 dient zur Begrenzung des axialen Hubs des Ventilkörpers 22 und bildet zu diesem Zweck einen Anschlag für eine Führungshülse 48. Die Schraubenfeder 25 wird an ih-

rer der Führungsbuchse 30 abgewandten Seite von der Führungshülse 48 gehalten, die am oberen Ende des Ventilschaftes 26 fixiert ist. Liegt die der Führungsbuchse 30 zugewandte Seite der Führungshülse 48 auf der Stirnfläche 46 auf, so ist der maximale öffnungshub des Saugventils 12 erreicht.

Der Niederdruckraum 50 oberhalb des Ventils 10 ist nach außen durch eine Kappe 52 verschlossen. Ein Kraftstoffzulauf 54 mündet in den Niederdruckraum 50. Ein Vorteil des sehr kompakt aufgebauten Ventils 10 liegt darin, dass für die

Niederdruckabdichtung ein einfacher Verschluss genügt. Es ist keine aufwändige Abdichtung und Fixierung der Kappe 52 erforderlich.

Die einfach aufgebaute und kostengünstig herstellbare Führungsbuchse 30 dient im gezeigten Ausführungsbeispiel als Führungselement für den Saugventilschließkörper, der im vorliegenden Zusammenhang allgemein als Ventilkörper 22 bezeichnet ist. Sie dient weiterhin als Trägerelement für die Zu- lauffenster 40, als Hubbegrenzer für den maximalen öffnungshub des Ventilkörpers 22 sowie als Federaufnahme zur Abstützung der als Schließfedereinrichtung 24 dienenden Schraubenfeder 25.