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DE102013214968A1 - Valve for a return part of a fuel injection system - Google Patents

Valve for a return part of a fuel injection system Download PDF

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DE102013214968A1
DE102013214968A1 DE102013214968.9A DE102013214968A DE102013214968A1 DE 102013214968 A1 DE102013214968 A1 DE 102013214968A1 DE 102013214968 A DE102013214968 A DE 102013214968A DE 102013214968 A1 DE102013214968 A1 DE 102013214968A1
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DE
Germany
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hydraulic
piston
housing
valve
hydraulic space
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102013214968.9A
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German (de)
Inventor
Michael Botschka
Patrick Silbernagel
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Abstract

Ventil (50) für ein Rücklaufteil eines Kraftstoffeinspritzsystems mit einem Gehäuse (1), welches einen Injektoranschluss (11) und einen Tankanschluss (12) aufweist. Das Gehäuse (1) umfasst einen mit dem Injektoranschluss (11) verbundenen ersten hydraulischen Raum (9), einen mit dem Tankanschluss (12) verbundenen zweiten hydraulischen Raum (10) und einen Kolben (3). Innerhalb des Gehäuses (1) sind der erste hydraulische Raum (9) und der zweite hydraulische Raum (10) durch ein Dichtelement (7) hydraulisch voneinander getrennt, wobei das Dichtelement (7) vollständig innerhalb des Kolbens (3) angeordnet ist.Valve (50) for a return part of a fuel injection system comprising a housing (1) having an injector port (11) and a tank port (12). The housing (1) comprises a first hydraulic chamber (9) connected to the injector port (11), a second hydraulic chamber (10) connected to the tank port (12) and a piston (3). Inside the housing (1), the first hydraulic space (9) and the second hydraulic space (10) are hydraulically separated from each other by a sealing element (7), the sealing element (7) being arranged completely inside the piston (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, wie es für ein Rücklaufteil eines Kraftstoffeinspritzsystems verwendet wird.The invention relates to a valve as used for a return part of a fuel injection system.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2008 000 739 A1 ist ein Druckhalteventil im Rücklaufteil eines Kraftstoffeinspritzsystems bekannt. Das Druckhalteventil umfasst ein Gehäuse, das einen Injektoranschluss und einen Tankanschluss aufweist, und einen ersten hydraulischen Raum sowie einen zweiten hydraulischen Raum. Innerhalb des Gehäuses sind der erste hydraulische Raum und der zweite hydraulische Raum durch einen federbelasteten Kolben voneinander getrennt. Die Trennung in Bezug auf den Druck beider hydraulischer Räume erfolgt über ein erstes Dichtelement am Umfang des Kolbens.From the DE 10 2008 000 739 A1 a pressure-holding valve in the return part of a fuel injection system is known. The pressure-maintaining valve comprises a housing, which has an injector port and a tank port, and a first hydraulic chamber and a second hydraulic chamber. Within the housing, the first hydraulic space and the second hydraulic space are separated by a spring-loaded piston. The separation with respect to the pressure of both hydraulic chambers via a first sealing element on the circumference of the piston.

Während Betriebsphasen mit Einspritzung von Kraftstoffinjektoren des Kraftstoffeinspritzsystems beziehungsweise dadurch auftretender Rücklaufmenge baut sich der Druck in der Rücklaufleitung – also injektorseitig – auf, und der Kolben wird gegen die Federkraft in eine erste Richtung verschoben. Hat der Kolben eine bestimmte Wegstrecke überschritten, werden beide Anschlüsse des Gehäuses hydraulisch über eine Nut verbunden, und es erfolgt ein sich auf der Injektorseite des Gehäuses einstellender Druckabbau. Ist der Druck auf der Injektorseite des Gehäuses so weit abgesunken, dass die Federkraft eine Kolbenverschiebung in die entgegengesetzte Richtung ermöglicht, werden beide Anschlüsse durch das erste Dichtelement wieder voneinander getrennt, und es findet ein erneuter Druckaufbau in der Rücklaufleitung statt.During operating phases with injection of fuel injectors of the fuel injection system or the amount of return occurring as a result, the pressure in the return line - ie injector side - builds up, and the piston is displaced against the spring force in a first direction. If the piston has exceeded a certain distance, both ports of the housing are hydraulically connected via a groove, and there is a pressure reduction on the injector side of the housing. If the pressure on the injector side of the housing has dropped so far that the spring force allows a piston displacement in the opposite direction, both connections are separated again by the first sealing element, and there is a renewed pressure build-up in the return line.

Des Weiteren ist im bekannten Druckhalteventil eine Wiederbefüllfunktion integriert. Bei einem auf der Tankseite sich einstellenden höheren Druck im Vergleich zum Druck auf der Injektorseite, wird ein zweites Dichtelement über Querbohrungen im Kolben gegen ein Federelement aufgedrückt, und es kommt somit zu einer Strömung des Kraftstoffs auf die Seite des Gehäuses, an dem der Anschluss zu den mit Kraftstoff zu versorgenden Kraftstoffinjektoren liegt.Furthermore, a refilling function is integrated in the known pressure-retaining valve. With a higher pressure on the tank side as compared to the pressure on the injector side, a second sealing element is pressed against a spring element via transverse bores in the piston, and thus a flow of the fuel to the side of the housing to which the connection to the fuel injectors to be supplied with fuel.

Das bekannte Ventil dichtet in Hauptströmrichtung über das erste Dichtelement am Umfang des Kolbens. Durch die Scherbelastungen während der Öffnungs- und Schließbewegungen verschleißt das erste Dichtelement vergleichsweise schnell. Weiterhin sind die beiden Ventilfunktionen in und gegen die Hauptströmrichtung räumlich betrachtet hintereinander liegend, d.h. das erste und das zweite Dichtelement liegen in axialer Richtung hintereinander und benötigen damit relativ viel Bauraum.The known valve seals in the main flow direction via the first sealing element on the circumference of the piston. Due to the shearing loads during the opening and closing movements, the first sealing element wears out comparatively quickly. Furthermore, the two valve functions in and against the main flow direction are spatially one behind the other, i. the first and the second sealing element are in the axial direction one behind the other and thus require a relatively large amount of space.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Ventil für ein Rücklaufteil eines Kraftstoffeinspritzsystems weist demgegenüber den Vorteil auf, dass die Ventilfunktion in Hauptströmrichtung weniger anfällig gegenüber Verschleiß ist. Weiterhin sind die beiden Ventilfunktionen in und gegen die Hauptströmrichtung räumlich betrachtet ineinander liegend und damit platzsparend angeordnet.In contrast, the valve according to the invention for a return part of a fuel injection system has the advantage that the valve function in the main flow direction is less susceptible to wear. Furthermore, the two valve functions in and against the main flow direction spatially considered lying inside each other and thus arranged to save space.

Dazu weist das Ventil ein Gehäuse mit einem Injektoranschluss und einem Tankanschluss auf und umfasst einen mit dem Injektoranschluss verbundenen ersten hydraulischen Raum, einen mit dem Tankanschluss verbundenen zweiten hydraulischen Raum und einen Kolben. Innerhalb des Gehäuses sind der erste hydraulische Raum und der zweite hydraulische Raum durch ein Dichtelement hydraulisch voneinander getrennt, wobei das Dichtelement vollständig innerhalb des Kolbens und damit platzsparend angeordnet ist. Die Anordnung des in Hauptströmrichtung (und damit sehr häufig) öffnenden und schließenden Dichtelements innerhalb des Kolbens hat gegenüber einer Anordnung an der Kolbenaußenwand den Vorteil, dass die Scherbeanspruchungen des Dichtelements reduziert werden; das Ventil wird verschleißbeständiger.For this purpose, the valve has a housing with an injector port and a tank port and comprises a first hydraulic chamber connected to the injector port, a second hydraulic chamber connected to the tank port, and a piston. Within the housing, the first hydraulic space and the second hydraulic space are hydraulically separated from each other by a sealing element, wherein the sealing element is arranged completely within the piston and thus save space. The arrangement of the in the main flow direction (and thus very often) opening and closing sealing element within the piston has over an arrangement on the piston outer wall has the advantage that the shear stresses of the sealing element can be reduced; the valve becomes more resistant to wear.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist das Dichtelement durch eine Feder vorgespannt, die innerhalb des Kolbens angeordnet ist und sich am Kolben abstützt. Dadurch wird eine platzsparende Anordnung von Dichtelement und Feder innerhalb des Kolbens ausgenutzt.In an advantageous embodiment of the invention, the sealing element is biased by a spring which is disposed within the piston and is supported on the piston. As a result, a space-saving arrangement of sealing element and spring within the piston is utilized.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird bei Überschreiten einer Druckdifferenz zwischen dem ersten hydraulischen Raum und dem zweiten hydraulischen Raum das Dichtelement durch eine Bewegung gegen die Kraft der Feder eine erste hydraulische Verbindung vom ersten hydraulischen Raum zum zweiten hydraulischen Raum freigegeben und es erfolgt ein Druckausgleich zwischen den beiden hydraulischen Räumen. Die so dargestellte Ventilfunktion in Hauptströmrichtung ändert sich nicht bei einer Bewegung des Kolbens und ist demzufolge robust über sämtliche Betriebszustände hinweg.In a further advantageous embodiment of the invention, when a pressure difference between the first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber is exceeded, the sealing element is released by a movement against the force of the spring, a first hydraulic connection from the first hydraulic chamber to the second hydraulic chamber and there is a pressure compensation between the two hydraulic spaces. The valve function shown in the main flow direction does not change during a movement of the piston and is therefore robust across all operating conditions.

Des Weiteren verschließt bei Unterschreiten einer Druckdifferenz zwischen dem ersten hydraulischen Raum und dem zweiten hydraulischen Raum das Dichtelement, durch die Kraft der Feder bewegt, die erste hydraulische Verbindung und trennt den ersten hydraulischen Raum vom zweiten hydraulischen Raum durch Anlage an einem am Kolben ausgebildeten Dichtsitz. Die so dargestellte Ventilfunktion in Hauptströmrichtung besteht lediglich aus den drei Teilen Kolben, Dichtelement und Feder und ist demzufolge teilesparend ausgeführt.Furthermore, when falling below a pressure difference between the first hydraulic space and the second hydraulic space, the sealing element, moved by the force of the spring, closes the first hydraulic connection and separates the first hydraulic space from the second hydraulic space by abutment with a sealing seat formed on the piston. The valve function shown in the main flow direction consists only of the three Parts piston, sealing element and spring and is therefore carried out partially saving.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Kolben durch einen ersten flexiblen Dichtring und durch einen zweiten flexiblen Dichtring im Gehäuse gelagert. Über die beiden flexiblen Dichtringe wird so eine schwimmende Lagerung des Kolbens innerhalb des Gehäuses erzielt. Fertigungstoleranzen an der Außenseite des Kolbens und der Innenseite des Gehäuses können über die beiden flexiblen Dichtringe ausgeglichen werden. Weiterhin werden Druckpeaks im ersten und zweiten hydraulischen Raum durch die schwimmende Lagerung gedämpft, bevor eine der beiden hydraulischen Verbindungen öffnet.In a further advantageous embodiment of the invention, the piston is supported by a first flexible sealing ring and by a second flexible sealing ring in the housing. About the two flexible sealing rings so a floating bearing of the piston is achieved within the housing. Manufacturing tolerances on the outside of the piston and the inside of the housing can be compensated by the two flexible sealing rings. Furthermore, pressure peaks in the first and second hydraulic chambers are damped by the floating bearing before one of the two hydraulic connections opens.

Vorteilhaft sind der erste flexible Dichtring in einer ersten Kolbennut und der zweite flexible Dichtring in einer zweiten Kolbennut gelagert, wobei die beiden Kolbennuten an der Außenwand des Kolbens ausgebildet sind. Die Fixierung der beiden flexiblen Dichtringe erfolgt am Kolben und nicht am Gehäuse, weil dadurch einerseits die Montierbarkeit des Ventils erleichtert wird; andererseits können die flexiblen Dichtringe auf dem Kolben auf Zug vorgespannt werden, was gegenüber einer Vorspannung auf Druck im Gehäuse robuster bzgl. der Funktion ist.Advantageously, the first flexible sealing ring in a first piston groove and the second flexible sealing ring are mounted in a second piston groove, wherein the two piston grooves are formed on the outer wall of the piston. The fixation of the two flexible sealing rings takes place on the piston and not on the housing, because on the one hand, the mounting of the valve is facilitated; On the other hand, the flexible sealing rings on the piston can be pre-tensioned, which is more robust with respect to a preload to pressure in the housing with respect to the function.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Durchmesser des ersten flexiblen Dichtrings geringer als der Durchmesser des zweiten flexiblen Dichtrings. Der erste flexible Dichtring definiert den wirksamen Querschnitt des Drucks im ersten hydraulischen Raum, der zweite flexible Dichtring den wirksamen Querschnitt des Drucks im zweiten hydraulischen Raum. So wird z.B. für die Erstbefüllung der Injektoren eine Druckübersetzung für eine zweite Ventilfunktion erzielt, die eine resultierende hydraulische Kraft auf den Kolben entgegen der Hauptströmrichtung bewirkt.In a further advantageous embodiment of the invention, the diameter of the first flexible sealing ring is smaller than the diameter of the second flexible sealing ring. The first flexible sealing ring defines the effective cross section of the pressure in the first hydraulic space, the second flexible sealing ring the effective cross section of the pressure in the second hydraulic chamber. For example, achieved for the first filling of the injectors, a pressure boost for a second valve function, which causes a resultant hydraulic force on the piston against the main flow direction.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung geben bei Überschreiten einer Druckdifferenz zwischen dem zweiten hydraulischen Raum und dem ersten hydraulischen Raum die flexiblen Dichtringe eine zweite hydraulische Verbindung vom zweiten hydraulischen Raum zum ersten hydraulischen Raum frei und es erfolgt ein Druckausgleich zwischen den hydraulischen Räumen, indem der Kolben eine Bewegung innerhalb des Gehäuses in Richtung des ersten hydraulischen Raums ausführt und dadurch der erste flexible Dichtring über eine erste Gehäusenut und der zweite flexible Dichtring über eine zweite Gehäusenut geführt werden. Die zweite Ventilfunktion wird dadurch mit den bereits vorhandenen Bauteilen Kolben, flexible Dichtringe und Gehäuse dargestellt. Die einzelnen Bauteile erfüllen so mehrere Funktionen; damit wird eine Minimierung der Teilezahl erzielt. Die beiden Gehäusenuten bilden in dieser Kolbenstellung den Strömungsquerschnitt der zweiten hydraulischen Verbindung. Die zweite hydraulische Verbindung öffnet in dieser Anordnung erst bei Überschreiten einer Grenzdruckdifferenz zwischen dem zweiten hydraulischen Raum und dem ersten hydraulischen Raum; bei kleinen Druckdifferenzen kommt es nur zu kleinen Bewegungen des Kolbens, aber nicht zum Öffnen der zweiten hydraulischen Verbindung, sofern die kleine Druckdifferenz innerhalb der kleinen Kolbenbewegung abgebaut wird. Die zweite hydraulische Verbindung öffnet somit nicht, wenn nur eine geringe Menge Kraftstoff in einer mit dem zweiten hydraulischen Raum verbundenen Rückführleitung ausdampft.In a further advantageous embodiment of the invention, when a pressure difference between the second hydraulic space and the first hydraulic space is exceeded, the flexible sealing rings release a second hydraulic connection from the second hydraulic space to the first hydraulic space, and pressure equalization takes place between the hydraulic spaces by the Piston performs a movement within the housing in the direction of the first hydraulic space and thereby the first flexible sealing ring via a first housing groove and the second flexible sealing ring are guided over a second housing groove. The second valve function is thus represented with the already existing components piston, flexible sealing rings and housing. The individual components thus fulfill several functions; thus a minimization of the number of parts is achieved. The two housing grooves form in this piston position the flow cross-section of the second hydraulic connection. The second hydraulic connection opens in this arrangement only when a limit pressure difference between the second hydraulic space and the first hydraulic space is exceeded; with small pressure differences, only small movements of the piston occur, but not the opening of the second hydraulic connection, as long as the small pressure difference within the small piston movement is reduced. The second hydraulic connection thus does not open when only a small amount of fuel evaporates in a return line connected to the second hydraulic space.

Vorteilhaft sind die Gehäusenuten in einer Gehäusewand des Gehäuses ausgebildet. Die Ausbildung von Nuten auf einer Gehäusewand, insbesondere auf der Innenseite des Gehäuses ist eine einfache Art einen Strömungsquerschnitt der zweiten hydraulischen Verbindung darzustellen. Vorzugsweise verlaufen die Gehäusenuten dabei im Wesentlichen in axialer Richtung des Kolbens, also in bzw. entgegen der Hauptströmrichtung.Advantageously, the housing grooves are formed in a housing wall of the housing. The formation of grooves on a housing wall, in particular on the inside of the housing is a simple way to represent a flow cross-section of the second hydraulic connection. In this case, the housing grooves preferably run essentially in the axial direction of the piston, ie in or against the main flow direction.

In einer vorteilhaften Ausführung sind im Bereich der beiden flexiblen Dichtringe jeweils mehrere Gehäusenuten in der Gehäusewand entlang ihres Umfangs ausgebildet. Dadurch wird z.B. für die Erstbefüllung der Injektoren eine gleichmäßigere Strömung des Kraftstoffs erzielt.In an advantageous embodiment, a plurality of housing grooves are formed in the housing wall along its circumference in the region of the two flexible sealing rings. This will e.g. achieved a more even flow of the fuel for the first filling of the injectors.

Vorteilhafterweise verschließen die beiden flexiblen Dichtringe die zweite hydraulische Verbindung und trennen damit den ersten hydraulischen Raum vom zweiten hydraulischen Raum, sobald eine Druckdifferenz zwischen dem zweiten hydraulischen Raum und dem ersten hydraulischen Raum unterschritten wird, indem der Kolben eine Längsbewegung innerhalb des Gehäuses in Richtung des zweiten hydraulischen Raums ausführt. Öffnungs- und Schließbewegung der zweiten hydraulischen Verbindung werden so mit denselben Bauteilen (Kolben, Gehäuse und flexible Dichtringe) dargestellt und unterscheiden sich nur durch entgegengesetzte Kolbenbewegungen.Advantageously, the two flexible sealing rings close the second hydraulic connection and thus separate the first hydraulic space from the second hydraulic space, as soon as a pressure difference between the second hydraulic space and the first hydraulic space is exceeded by the piston longitudinal movement within the housing in the direction of the second Hydraulic room performs. Opening and closing movement of the second hydraulic connection are thus shown with the same components (piston, housing and flexible sealing rings) and differ only by opposite piston movements.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird beim Öffnen der zweiten hydraulischen Verbindung eine Federkraft aufgebaut. Dazu wird beim Überschreiten einer Druckdifferenz zwischen dem zweiten hydraulischen Raum und dem ersten hydraulischen Raum während der Längsbewegung des Kolbens in Richtung des ersten hydraulischen Raums zumindest ein flexibles Rückstellelement vorgespannt, das vorzugsweise aus Kunststoff besteht. Kunststoff ist deutlich verformbarer als Metall und kann daher die benötigte Federfunktion für die Längsbewegung des Kolbens besser erfüllen.In an advantageous embodiment of the invention, a spring force is built up when opening the second hydraulic connection. For this purpose, when a pressure difference between the second hydraulic chamber and the first hydraulic chamber is exceeded during the longitudinal movement of the piston in the direction of the first hydraulic space, at least one flexible return element is biased, which preferably consists of plastic. Plastic is much more deformable than metal and can therefore better fulfill the required spring function for the longitudinal movement of the piston.

In einer Ausführung ist das flexible Rückstellelement am Kolben ausgebildet und wird beim Öffnen der zweiten hydraulischen Verbindung durch Anlage an eine Anschlagsfläche des Gehäuses vorgespannt. In einer anderen Ausführung ist das flexible Rückstellelement am Gehäuse ausgebildet und wird beim Öffnen der zweiten hydraulischen Verbindung durch Anlage an eine Anschlagsfläche des Kolbens vorgespannt. Je nach Art der verwendeten Materialien kann die eine oder andere Ausführung vorteilhafter sein. Z.B. kann das flexible Rückstellelement bei Herstellung des Kolbens aus einem thermoplastischen Material direkt am Kolben angespritzt sein. Umgekehrt kann das flexible Rückstellelement auch direkt am Gehäuse angespritzt sein, wenn dieses z.B. aus thermoplastischem Material besteht. In one embodiment, the flexible return element is formed on the piston and is biased when opening the second hydraulic connection by abutment with a stop surface of the housing. In another embodiment, the flexible return element is formed on the housing and is biased upon opening of the second hydraulic connection by abutment with a stop surface of the piston. Depending on the type of materials used, one or the other embodiment may be more advantageous. For example, the flexible restoring element may be molded directly onto the piston when the piston is produced from a thermoplastic material. Conversely, the flexible return element can also be molded directly on the housing, if this consists for example of thermoplastic material.

Ist die zweite hydraulische Verbindung geöffnet, so ist das flexible Rückstellelement vorgespannt. Bei Druckausgleich zwischen den beiden hydraulischen Räumen bewegt die Vorspannkraft bzw. Federkraft des flexiblen Rückstellelements den Kolben in Richtung des zweiten hydraulischen Raums, so dass die flexiblen Dichtringe die zweite hydraulische Verbindung verschließen. Auf einfachste Weise wird dadurch eine Federfunktion für die Längsbewegung des Kolbens dargestellt.If the second hydraulic connection is opened, then the flexible return element is biased. With pressure equalization between the two hydraulic chambers, the biasing force of the flexible return member moves the piston toward the second hydraulic space so that the flexible sealing rings close the second hydraulic connection. In the simplest way thereby a spring function for the longitudinal movement of the piston is shown.

Zeichnungendrawings

1 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil, wobei nur die wesentlichen Bereiche gezeigt sind. 1 shows a longitudinal section through a valve according to the invention, wherein only the essential areas are shown.

2 zeigt das erfindungsgemäße Ventil aus 1, wobei eine hydraulische Verbindung geöffnet ist. 2 shows the valve according to the invention 1 , wherein a hydraulic connection is opened.

3 zeigt den Schnitt A-A aus 2, wobei eine Ausführungsform der Gehäusenuten dargestellt ist. 3 shows the section AA 2 wherein an embodiment of the housing grooves is shown.

Beschreibungdescription

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ventil 50 für ein Rücklaufteil eines Kraftstoffeinspritzsystems im Längsschnitt mit einem Gehäuse 1, welches zwischen einem nicht dargestellten Injektor und einem nicht dargestellten Kraftstofftank bzw. Hochdruckpumpenzulauf angeordnet ist. Das Ventil 50 weist einen Injektoranschluss 11, der mit dem nicht dargestellten Injektor verbunden ist, und einen Tankanschluss 12, der mit dem nicht dargestellten Kraftstofftank bzw. Hochdruckpumpenzulauf verbunden ist, auf, die am Gehäuse 1 ausgebildet sind, und umfasst einen mit dem Injektoranschluss 11 verbundenen ersten hydraulischen Raum 9, einen mit dem Tankanschluss 12 verbundenen zweiten hydraulischen Raum 10 und einen Kolben 3, die im Gehäuse 1 angeordnet sind. Aufgrund von Fertigbarkeit des Gehäuses 1 und Montierbarkeit des Kolbens 3 innerhalb des Gehäuses 1 ist das im Querschnitt im Wesentlichen kreisrunde Gehäuse 1 zweiteilig ausgeführt: hier beispielhaft mit einem injektorseitigen oberen Gehäuseteil 1a und einem tankseitigen unteren Gehäuseteil 1b; alternativ kann auch eine Ausführungsform mit einem vorderen schalenförmigen Gehäuseteil 1a und einem hinteren schalenförmigen Gehäuseteil 1b gewählt werden, die in der Zeichnungsebene miteinander zum gesamten Gehäuse 1 verbunden werden. Die Verbindung kann auf unterschiedlichste Arten hergestellt werden, z.B. durch Schweißen, Verschrauben oder Einpressen, ist für die vorliegende Erfindung jedoch nicht wesentlich; im Folgenden wird daher immer vom Gehäuse 1 gesprochen, das beide Gehäuseteile 1a und 1b umfasst. 1 shows a valve according to the invention 50 for a return part of a fuel injection system in longitudinal section with a housing 1 , Which is arranged between an injector, not shown, and a fuel tank or high-pressure pump inlet, not shown. The valve 50 has an injector port 11 , which is connected to the injector, not shown, and a tank connection 12 , which is connected to the unillustrated fuel tank or high-pressure pump inlet, on, on the housing 1 are formed, and includes one with the injector port 11 connected first hydraulic room 9 , one with the tank connection 12 connected second hydraulic space 10 and a piston 3 in the housing 1 are arranged. Due to the manufacturability of the housing 1 and mountability of the piston 3 inside the case 1 is the substantially circular in cross-section housing 1 Two-piece design: here with an injector-side upper housing part as an example 1a and a tank-side lower housing part 1b ; Alternatively, an embodiment with a front shell-shaped housing part 1a and a rear shell-shaped housing part 1b be selected, which in the drawing plane to each other to the entire housing 1 get connected. The connection can be made in many different ways, for example by welding, screwing or pressing, but is not essential to the present invention; The following is therefore always from the housing 1 spoken, the two housing parts 1a and 1b includes.

Der erste hydraulische Raum 9 und der zweite hydraulische Raum 10 können über zwei hydraulische Verbindungen 30, 31 miteinander verbunden werden: eine erste hydraulische Verbindung 30, die innerhalb des Kolbens 3 verläuft, und eine zweite hydraulische Verbindung 31, die zwischen der Außenwand des Kolbens 3 und der Innenwand des Gehäuses 1 verläuft.The first hydraulic room 9 and the second hydraulic room 10 can have two hydraulic connections 30 . 31 connected to each other: a first hydraulic connection 30 inside the piston 3 runs, and a second hydraulic connection 31 placed between the outer wall of the piston 3 and the inner wall of the housing 1 runs.

Die erste hydraulische Verbindung 30 ist durch ein im Kolben 3 angeordnetes Dichtelement 7 verschließbar, das z.B. kugelförmig gestaltet sein kann. Die erste hydraulische Verbindung 30 ist vorzugsweise durch zwei Bohrungen 30a, 30b unterschiedlicher Durchmesser gekennzeichnet, die im Kolben 3 ausgebildet sind. Am Absatz der beiden Durchmesser ist ein Dichtsitz 6 ausgebildet, der im dargestellten Ausführungsbeispiel sich entgegen der Flussrichtung verjüngend gestaltet ist. Eine Feder 8 ist innerhalb des Kolbens 3 angeordnet und drückt das Dichtelement 7 gegen den Dichtsitz 6. Durch Anlage des Dichtelements 7 am Dichtsitz 6 wird die erste hydraulische Verbindung 30 geschlossen. An ihrer dem Dichtelement 7 abgewandten Seite stützt sich die Feder 8 am Kolben 3 ab, so dass eine Bewegung des Kolbens 3 keine Auswirkung auf die Federkraft der Feder 8 hat. Dazu wird der Kolben 3 aus Gründen der Fertigbarkeit und Montierbarkeit von Dichtelement 7 und Feder 8 im Kolben 3 vorzugsweise zweiteilig ausgeführt, hier beispielhaft mit einem injektorseitigen oberen Kolbenteil 3a und einem tankseitigen unteren Kolbenteil 3b; alternativ kann auch eine Ausführungsform mit einem vorderen schalenförmigen Kolbenteil 3a und einem hinteren schalenförmigen Kolbenteil 3b gewählt werden, die in der Zeichnungsebene miteinander zum gesamten Kolben 3 verbunden werden, z.B. durch Schweißen, Verschrauben oder Einpressen. Im Folgenden wird jedoch aus Vereinfachungsgründen immer von einem einteiligen Kolben 3 gesprochen.The first hydraulic connection 30 is through a in the piston 3 arranged sealing element 7 lockable, which may be designed, for example, spherical. The first hydraulic connection 30 is preferably through two holes 30a . 30b different diameter marked in the piston 3 are formed. At the heel of the two diameters is a sealing seat 6 formed, which is designed to taper in the illustrated embodiment against the flow direction. A feather 8th is inside the piston 3 arranged and presses the sealing element 7 against the seal seat 6 , By conditioning the sealing element 7 at the seal seat 6 becomes the first hydraulic connection 30 closed. At her the sealing element 7 facing away from the spring is supported 8th on the piston 3 off, allowing a movement of the piston 3 no effect on the spring force of the spring 8th Has. This is the piston 3 for reasons of manufacturability and mountability of sealing element 7 and spring 8th in the piston 3 preferably designed in two parts, here by way of example with an injector-side upper piston part 3a and a tank-side lower piston part 3b ; Alternatively, an embodiment with a front cup-shaped piston part 3a and a rear cup-shaped piston part 3b be selected, which in the drawing plane to each other to the entire piston 3 be connected, for example by welding, screwing or pressing. In the following, however, for the sake of simplicity always of a one-piece piston 3 spoken.

Die zweite hydraulische Verbindung 31 ist durch zwei flexible Dichtringe 4, 5, die in zwei Kolbennuten 34, 35 auf der Außenseite des Kolbens 3 angeordnet sind, verschließbar. Typische Ausführungsformen der beiden flexiblen Dichtringe 4, 5 sind Elastomerformdichtungen oder O-Ringe. The second hydraulic connection 31 is through two flexible sealing rings 4 . 5 that in two piston grooves 34 . 35 on the outside of the piston 3 are arranged, lockable. Typical embodiments of the two flexible sealing rings 4 . 5 are elastomeric form seals or O-rings.

In der gezeigten Ausführungsform ist der Kolben 3 innerhalb des Gehäuses 1 durch die beiden flexiblen Dichtringe 4, 5 schwimmend gelagert. Der erste flexible Dichtring 4 mit einem Kerndurchmesser D4 ist in der Kolbennut 34 angeordnet und dichtet die zweite hydraulische Verbindung 31 durch Anlage an eine innere Gehäusewand 19 zum injektorseitigen ersten hydraulischen Raum 9 ab. Der zweite flexible Dichtring 5 mit einem Kerndurchmesser D5, der größer ist als der Kerndurchmesser D4 des ersten flexiblen Dichtrings 4, ist in der Kolbennut 35 angeordnet und dichtet die zweite hydraulische Verbindung 31 durch Anlage an die innere Gehäusewand 19 zum tankseitigen zweiten hydraulischen Raum 10 ab. In the embodiment shown, the piston 3 inside the case 1 through the two flexible sealing rings 4 . 5 stored floating. The first flexible sealing ring 4 with a core diameter D4 is in the piston groove 34 arranged and seals the second hydraulic connection 31 by abutment against an inner housing wall 19 to the injector side first hydraulic space 9 from. The second flexible sealing ring 5 with a core diameter D5, which is larger than the core diameter D4 of the first flexible sealing ring 4 , is in the piston groove 35 arranged and seals the second hydraulic connection 31 by attachment to the inner housing wall 19 to the tank side second hydraulic space 10 from.

Der Außendurchmesser D4a des ersten flexiblen Dichtrings 4 im verpressten Zustand entspricht dem Innendurchmesser der inneren Gehäusewand 19 im Bereich des ersten flexiblen Dichtrings 4. Der Außendurchmesser D5a des zweiten flexiblen Dichtrings 5 im verpressten Zustand entspricht dem Innendurchmesser der inneren Gehäusewand 19 im Bereich des zweiten flexiblen Dichtrings 5.The outer diameter D4a of the first flexible sealing ring 4 in the compressed state corresponds to the inner diameter of the inner housing wall 19 in the area of the first flexible sealing ring 4 , The outer diameter D5a of the second flexible sealing ring 5 in the compressed state corresponds to the inner diameter of the inner housing wall 19 in the area of the second flexible sealing ring 5 ,

In der inneren Gehäusewand 19 des Gehäuses 1 sind eine erste Gehäusenut 20 und eine zweite Gehäusenut 21 ausgebildet, die in axialer Richtung des Kolbens 3, also in Hauptströmrichtung 14 verlaufen.In the inner housing wall 19 of the housing 1 are a first housing groove 20 and a second housing groove 21 formed in the axial direction of the piston 3 , ie in the main flow direction 14 run.

Ein flexibles Rückstellelement 18 ist an einer injektorseitigen Stirnseite 17 des Kolbens 3 angeordnet und kommt bei einer Bewegung des Kolbens 3 in einer der Hauptströmrichtung 14 entgegengesetzten Befüllrichtung 16 mit einer am Gehäuse 1 ausgebildeten Anschlagsfläche 15 in Kontakt. A flexible reset element 18 is on an injector-side end face 17 of the piston 3 arranged and comes with a movement of the piston 3 in one of the main flow directions 14 opposite filling direction 16 with one on the housing 1 trained stop surface 15 in contact.

In einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform ist das flexible Rückstellelement 18 an einer injektorseitigen inneren Stirnfläche 15 des Gehäuses 1 ausgebildet und kommt bei einer Bewegung des Kolbens 3 in Befüllrichtung 16 mit einer am Kolben 3 ausgebildeten Anschlagsfläche 17 in Kontakt.In another embodiment, not shown, the flexible return element 18 on an injector-side inner end face 15 of the housing 1 trained and comes with a movement of the piston 3 in the filling direction 16 with one on the piston 3 trained stop surface 17 in contact.

In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform ist das flexible Rückstellelement 18 als Kunststoffmembran, vorzugsweise aus elastomerem Material, ausgeführt und ist nur in den ersten hydraulischen Raum 9 eingelegt.In a further embodiment not shown, the flexible return element 18 as a plastic membrane, preferably made of elastomeric material, and is only in the first hydraulic space 9 inserted.

2 zeigt im Längsschnitt das erfindungsgemäße Ventil 50 aus 1, wobei der Kolben 3 gegenüber der 1 in Befüllrichtung 16 verschoben ist. 2 shows a longitudinal section of the valve according to the invention 50 out 1 , where the piston 3 opposite the 1 in the filling direction 16 is moved.

Durch die Verschiebung des Kolbens 3 in Befüllrichtung ist der erste flexible Dichtring 4 über die erste Gehäusenut 20 und der zweite flexible Dichtring 5 über die zweite Gehäusenut 21 geführt und damit die zweite hydraulische Verbindung 31 zwischen dem zweiten hydraulischen Raum 10 und ersten hydraulischen Raum 9 geöffnet. Das am Kolben 3 angeordnete flexible Rückstellelement 18 befindet sich im Anschlag zur Anschlagsfläche 15 des Gehäuses 1.By the displacement of the piston 3 in the filling direction is the first flexible sealing ring 4 over the first housing groove 20 and the second flexible sealing ring 5 over the second housing groove 21 guided and thus the second hydraulic connection 31 between the second hydraulic space 10 and first hydraulic room 9 open. That on the piston 3 arranged flexible return element 18 is located at the stop to the stop surface 15 of the housing 1 ,

3 zeigt den in 2 definierten Querschnitt A-A, der auf Höhe des im Kolben 3 fixierten ersten flexiblen Dichtrings 4 und der ersten Gehäusenut 20 verläuft. In der dargestellten Ausführungsform ist nur eine einzelne im Querschnitt rechteckige erste Gehäusenut 20 an der inneren Gehäusewand 19 des Gehäuses 1 ausgebildet. Ausführungsformen mit mehreren Gehäusenuten 20 sind je nach gewünschtem Durchflussquerschnitt ebenfalls möglich. 3 shows the in 2 defined cross-section AA, which is at the level of the piston 3 fixed first flexible sealing ring 4 and the first housing groove 20 runs. In the illustrated embodiment, only a single first housing groove is rectangular in cross-section 20 on the inner housing wall 19 of the housing 1 educated. Embodiments with a plurality of housing grooves 20 are also possible depending on the desired flow cross section.

Die in 3 nicht sichtbare zweite Gehäusenut 21 hat üblicherweise die gleiche Form wie die erste Gehäusenut 20.In the 3 invisible second housing groove 21 usually has the same shape as the first housing groove 20 ,

Im Folgenden wird anhand der 1 bis 3 die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Ventils 50 beschrieben:
Im in 1 dargestellten Zustand sind beide hydraulische Verbindungen 30, 31 geschlossen: die erste hydraulische Verbindung 30 durch das Dichtelement 7 und die zweite hydraulische Verbindung 31 durch die beiden flexiblen Dichtringe 4, 5, die an der Gehäusewand 19 anliegen und nicht über die Gehäusenuten 20, 21 geführt werden.The following is based on the 1 to 3 the operation of the valve according to the invention 50 described:
Im in 1 State shown are both hydraulic connections 30 . 31 closed: the first hydraulic connection 30 through the sealing element 7 and the second hydraulic connection 31 through the two flexible sealing rings 4 . 5 on the housing wall 19 abut and not on the housing grooves 20 . 21 be guided.

Die Hauptströmrichtung 14 des Kraftstoffes läuft von den Injektoren zum Kraftstofftank. In diesem Zustand ist die zweite hydraulische Verbindung 31 geschlossen. Die erste hydraulische Verbindung 30 wird bei Überschreiten einer Druckdifferenz zwischen dem ersten hydraulischen Raum 9 und dem zweiten hydraulischen Raum 10 geöffnet, indem das Dichtelement 7 vom Dichtsitz 6 abhebt. Die Größe der zum Abheben notwendigen Druckdifferenz ist einstellbar durch die Federsteifigkeit der Feder 8, die das Dichtelement 7 gegen den Dichtsitz 6 drückt. The main flow direction 14 of the fuel runs from the injectors to the fuel tank. In this state, the second hydraulic connection 31 closed. The first hydraulic connection 30 becomes when a pressure difference between the first hydraulic space is exceeded 9 and the second hydraulic space 10 opened by the sealing element 7 from the seal seat 6 takes off. The size of the pressure difference necessary for lifting is adjustable by the spring stiffness of the spring 8th that the sealing element 7 against the seal seat 6 suppressed.

In den meisten Betriebszuständen entspricht der Druck im zweiten hydraulischen Raum 10 bei Rückführung in den Kraftstofftank dem Umgebungsdruck (~1 bar) und bei Rückführung in den Hochdruckpumpenzulauf ca. 4 bar bis 9 bar. Die Feder 8 wird so eingestellt, dass sie den für den Niederdruckkreislauf der Injektoren benötigten Druck (üblicherweise je nach Ausführung der Injektoren 1,1 bar bis 15 bar) in der Rücklaufleitung und damit im ersten hydraulischen Raum 9 aufrecht erhält. Bei Überschreiten der durch die Federkraft eingestellten Druckdifferenz (üblicherweise 0,1 bar bis 14 bar bei Rückführung in den Kraftstofftank bzw. 6 bar bis 11 bar bei Rückführung in Hochdruckpumpenzulauf) vom ersten hydraulischen Raum 9 zum zweiten hydraulischen Raum 10 übersteigt die resultierende hydraulische Kraft in Hauptströmrichtung 14 die Kraft der Feder 8 und die erste hydraulische Verbindung 30 wird solange freigegeben bis ein Druckausgleich der beiden hydraulischen Räume 9, 10 erfolgt, der die Druckdifferenz wieder unter den eingestellten Wert (0,1 bar bis 14 bar bei Rückführung in den Kraftstofftank bzw. 6 bar bis 11 bar bei Rückführung in Hochdruckpumpenzulauf) sinken lässt. Bei Unterschreiten dieser Druckdifferenz wird die erste hydraulische Verbindung 30 durch Anlage des Dichtelements 7 an den Dichtsitz 6 wieder verschlossen.In most operating conditions, the pressure in the second hydraulic chamber corresponds 10 When returning to the fuel tank, the ambient pressure (~ 1 bar) and when returning to the high-pressure pump inlet about 4 bar to 9 bar. The feather 8th is set to provide the pressure required for the low pressure circuit of the injectors (typically 1.1 bar to 15 bar, depending on the design of the injectors) in the return line and thus in the first hydraulic chamber 9 maintains. When the pressure difference set by the spring force is exceeded (usually 0.1 bar to 14 bar at Return to the fuel tank or 6 bar to 11 bar when returning to high-pressure pump inlet) from the first hydraulic chamber 9 to the second hydraulic room 10 exceeds the resulting hydraulic force in the main flow direction 14 the power of the spring 8th and the first hydraulic connection 30 is released until a pressure equalization of the two hydraulic spaces 9 . 10 takes place, which drops the pressure difference below the set value (0.1 bar to 14 bar when returning to the fuel tank or 6 bar to 11 bar when returning to high-pressure pump inlet). When falling below this pressure difference, the first hydraulic connection 30 by conditioning the sealing element 7 to the seal seat 6 closed again.

Ist der Druck im tankseitigen zweiten hydraulischen Raum 10 jedoch höher als der im injektorseitigen ersten hydraulischen Raum 9, z.B. durch Ausgasung des Kraftstoffs in den Injektoren bzw. in einer mit dem ersten hydraulischen Raum 9 verbundenen Injektorleitung oder bei einer Erstbefüllung der Kraftstoffrücklaufleitung vor dem ersten Motorstart (wenn sich noch kein Kraftstoff in der Rücklaufleitung befindet), so findet für den Druckausgleich der beiden hydraulischen Räume 9, 10 ein Kraftstofffluss über die zweite hydraulische Verbindung 31 in Befüllrichtung 16 entgegen der Hauptströmrichtung 14 statt. Dazu führt der Kolben 3 eine Längsbewegung in Befüllrichtung 16 aus. Mit dem Kolben 3 führen der in der ersten Kolbennut 34 gelagerte erste flexible Dichtringe 4 und der in der zweiten Kolbennut 35 gelagerte zweite flexible Dichtring 5 dieselbe Längsbewegung aus. Während dieser Längsbewegung des Kolbens 3 werden die beiden flexiblen Dichtringe 4, 5 über Gehäusenuten 20, 21 geführt, die in der inneren Gehäusewand 19 des Gehäuses 1 ausgebildet sind. Dabei wird der erste flexible Dichtring 4 über die zumindest eine erste Gehäusenut 20 geführt und der zweite flexible Dichtring 5 über die zumindest eine zweite Gehäusenut 21. Liegt der erste flexible Dichtring 4 über der ersten Gehäusenut 20 und zugleich der zweite flexible Dichtring 5 über der zweiten Gehäusenut 21, so ist die zweite hydraulische Verbindung 31 geöffnet; Kraftstoff fließt jetzt vom zweiten hydraulischen Raum 10 in den ersten hydraulischen Raum 9. Dieser Zustand ist in 2 dargestellt.Is the pressure in the tank-side second hydraulic space 10 however, higher than the first hydraulic space in the injector side 9 , For example, by outgassing of the fuel in the injectors or in one with the first hydraulic space 9 connected injector line or at a Erstbefüllung the fuel return line before the first engine start (if there is no fuel in the return line), so finds for the pressure equalization of the two hydraulic spaces 9 . 10 a fuel flow via the second hydraulic connection 31 in the filling direction 16 against the main flow direction 14 instead of. This leads to the piston 3 a longitudinal movement in the filling direction 16 out. With the piston 3 lead the in the first piston groove 34 mounted first flexible sealing rings 4 and in the second piston groove 35 mounted second flexible sealing ring 5 the same longitudinal movement. During this longitudinal movement of the piston 3 become the two flexible sealing rings 4 . 5 via housing grooves 20 . 21 guided in the inner housing wall 19 of the housing 1 are formed. This is the first flexible sealing ring 4 over the at least one first housing groove 20 guided and the second flexible sealing ring 5 over the at least one second housing groove 21 , Is the first flexible sealing ring 4 over the first housing groove 20 and at the same time the second flexible sealing ring 5 over the second housing groove 21 so is the second hydraulic connection 31 open; Fuel now flows from the second hydraulic chamber 10 in the first hydraulic room 9 , This condition is in 2 shown.

Die zweite hydraulische Verbindung 31 öffnet in dieser Anordnung erst bei Überschreiten einer Grenzdruckdifferenz zwischen dem zweiten hydraulischen Raum 10 und dem ersten hydraulischen Raum 9 bzw. erst nach einer bestimmten axialen Verschiebung des Kolbens 3 in Befüllrichtung 16. Bei kleinen Druckdifferenzen kommt es nur zu kleinen Bewegungen des Kolbens 3, während derer sich die Druckdifferenz abbaut, und dadurch nicht zum Öffnen der zweiten hydraulischen Verbindung 31. Die zweite hydraulische Verbindung 31 öffnet somit zum Beispiel nicht, wenn nur eine geringe Menge an Kraftstoff in einer mit dem zweiten hydraulischen Raum 10 verbundenen Rückführleitung ausdampft.The second hydraulic connection 31 opens in this arrangement only when a limit pressure difference between the second hydraulic space is exceeded 10 and the first hydraulic room 9 or only after a certain axial displacement of the piston 3 in the filling direction 16 , At small pressure differences, only small movements of the piston occur 3 , during which the pressure difference decreases, and thereby not to open the second hydraulic connection 31 , The second hydraulic connection 31 Thus, for example, does not open when only a small amount of fuel is in one with the second hydraulic space 10 Evaporates the connected return line.

Während der Längsbewegung des Kolbens 3 in Befüllrichtung 16 kommt bei der Öffnung der zweiten hydraulischen Verbindung 31 das flexible Rückstellelement 18, das in der dargestellten Ausführungsform an der injektorseitigen Stirnseite 17 des Kolbens 3 angeordnet ist, im ersten hydraulischen Raum 9 mit der am Gehäuse 1 ausgebildeten Anschlagsfläche 15 in Kontakt und baut so eine Federkraft in Richtung der Hauptströmrichtung 14 auf, die als Rückstellkraft dient.During the longitudinal movement of the piston 3 in the filling direction 16 comes at the opening of the second hydraulic connection 31 the flexible reset element 18 in the illustrated embodiment, on the injector-side end face 17 of the piston 3 is arranged in the first hydraulic space 9 with the case 1 trained stop surface 15 in contact and thus builds a spring force in the direction of the main flow direction 14 on, which serves as a restoring force.

Die Federkraft bzw. Rückstellkraft des flexiblen Rückstellelements 18 ist so ausgelegt, dass sie bei Druckausgleich zwischen den beiden hydraulischen Räumen 9, 10 eine Längsbewegung des Kolbens 3 in Hauptströmrichtung entgegen der Reibkräfte der flexiblen Dichtringe 4, 5 bewirkt, so dass der Kolben 3 wieder in die in 1 dargestellte Position verschoben wird. Die Reibkräfte treten dabei zwischen den flexiblen Dichtringen 4, 5 und der Gehäusewand 19 auf; Reibkräfte zwischen den flexiblen Dichtringen 4, 5 und dem Kolben 3 sind vernachlässigbar, solange die flexiblen Dichtringen 4, 5 in den Kolbennuten 34, 35 eng geführt werden.The spring force or restoring force of the flexible restoring element 18 is designed to provide pressure equalization between the two hydraulic spaces 9 . 10 a longitudinal movement of the piston 3 in the main flow direction against the frictional forces of the flexible sealing rings 4 . 5 causes, so the piston 3 back in the 1 shown position is moved. The frictional forces occur between the flexible sealing rings 4 . 5 and the housing wall 19 on; Friction forces between the flexible sealing rings 4 . 5 and the piston 3 are negligible as long as the flexible sealing rings 4 . 5 in the piston grooves 34 . 35 be closely guided.

Die Reibkräfte zwischen den flexiblen Dichtringen 4, 5 und der Gehäusewand 19 während der Längsbewegung des Kolbens in Befüllrichtung 16 – also während des Öffnens der zweiten hydraulischen Verbindung 31 – zur Befüllung der Kraftstoffrücklaufleitung bestimmen die Auslegung des Außendurchmesserverhältnisses von D4a zu D5a in folgender Art und Weise:
Übersteigt der Druck im zweiten hydraulischen Raum 10 den Druck im ersten hydraulischen Raum 9, dann soll der Kolben 3 eine Längsbewegung in Befüllrichtung 16 ausführen und so die zweite hydraulische Verbindung 31 öffnen. Dazu muss eine Druckübersetzung erfolgen, die eine resultierende hydraulische Kraft auf den Kolben 3 in Befüllrichtung 16 bewirkt, die größer ist als die Reibkraft zwischen den flexiblen Dichtringen 4, 5 und der Gehäusewand 19. Der Außendurchmesser D4a des ersten flexiblen Dichtrings 4 (und damit seine projizierte Dichtfläche) ist geringer als der Außendurchmesser D5a des zweiten flexiblen Dichtrings 5 (und damit dessen projizierte Dichtfläche); dadurch entsteht bei gleich großem Druck p1 im ersten und zweiten hydraulischen Raum 9, 10 und geringerem Druck p2 in der zweiten hydraulischen Verbindung 31 eine wirksame resultierende hydraulische Kraft auf den Kolben 3 von Fhyd = (p1 – p2)·(D5a2 – D4a2)· π / 4 > 0, mit p1 > p2 und D5a > D4a in Befüllrichtung 16.The frictional forces between the flexible sealing rings 4 . 5 and the housing wall 19 during the longitudinal movement of the piston in the filling direction 16 - So during the opening of the second hydraulic connection 31 - For filling the fuel return line, determine the design of the outer diameter ratio of D4a to D5a in the following manner:
Exceeds the pressure in the second hydraulic space 10 the pressure in the first hydraulic room 9 , then the piston should 3 a longitudinal movement in the filling direction 16 run and so the second hydraulic connection 31 to open. For this purpose, a pressure intensification must be done, which is a resulting hydraulic force on the piston 3 in the filling direction 16 causes greater than the frictional force between the flexible sealing rings 4 . 5 and the housing wall 19 , The outer diameter D4a of the first flexible sealing ring 4 (and thus its projected sealing surface) is smaller than the outer diameter D5a of the second flexible sealing ring 5 (and thus its projected sealing surface); This results in the same pressure p 1 in the first and second hydraulic space 9 . 10 and lower pressure p 2 in the second hydraulic connection 31 an effective resulting hydraulic force on the piston 3 from F hyd = (p 1 -p 2 ) · (D5a 2 -D4a 2 ) · π / 4> 0, with p 1 > p 2 and D5a> D4a in the filling direction 16 ,

Die 1 und 2 zeigen, dass die Federkräfte von Feder 8 und flexiblem Rückstellelement 18 immer nur die ihnen zugeordnete Ventilfunktion beeinflussen: die Feder 8 verschließt die erste hydraulische Verbindung 30 und das flexible Rückstellelement 18 verschließt die zweite hydraulische Verbindung 31, ohne eine Kraft auf die jeweils andere hydraulische Verbindung auszuüben. The 1 and 2 show that the spring forces of spring 8th and flexible return element 18 only influence the valve function assigned to them: the spring 8th closes the first hydraulic connection 30 and the flexible return element 18 closes the second hydraulic connection 31 without exerting a force on the other hydraulic connection.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008000739 A1 [0002] DE 102008000739 A1 [0002]

Claims (15)

Ventil (50) für ein Rücklaufteil eines Kraftstoffeinspritzsystems mit einem Gehäuse (1), welches einen Injektoranschluss (11) und einen Tankanschluss (12) aufweist sowie einen mit dem Injektoranschluss (11) verbundenen ersten hydraulischen Raum (9), einen mit dem Tankanschluss (12) verbundenen zweiten hydraulischen Raum (10) und einen Kolben (3) umfasst, wobei innerhalb des Gehäuses (1) der erste hydraulische Raum (9) und der zweite hydraulische Raum (10) durch ein Dichtelement (7) hydraulisch voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7) vollständig innerhalb des Kolbens (3) angeordnet ist.Valve ( 50 ) for a return part of a fuel injection system with a housing ( 1 ), which has an injector port ( 11 ) and a tank connection ( 12 ) and one with the injector ( 11 ) connected first hydraulic space ( 9 ), one with the tank connection ( 12 ) connected second hydraulic space ( 10 ) and a piston ( 3 ), wherein within the housing ( 1 ) the first hydraulic space ( 9 ) and the second hydraulic space ( 10 ) by a sealing element ( 7 ) are hydraulically separated from each other, characterized in that the sealing element ( 7 ) completely inside the piston ( 3 ) is arranged. Ventil (50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7) durch eine Feder (8) vorgespannt ist, die innerhalb des Kolbens (3) angeordnet ist und sich am Kolben (3) abstützt.Valve ( 50 ) according to claim 1, characterized in that the sealing element ( 7 ) by a spring ( 8th ) biased within the piston ( 3 ) and located on the piston ( 3 ) is supported. Ventil (50) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten einer Druckdifferenz zwischen dem ersten hydraulischen Raum (9) und dem zweiten hydraulischen Raum (10) das Dichtelement (7) durch eine Bewegung gegen die Kraft der Feder (8) eine erste hydraulische Verbindung (30) vom ersten hydraulischen Raum (9) zum zweiten hydraulischen Raum (10) freigibt und ein Druckausgleich zwischen den hydraulischen Räumen (9, 10) erfolgt.Valve ( 50 ) according to claim 2, characterized in that when a pressure difference between the first hydraulic space ( 9 ) and the second hydraulic space ( 10 ) the sealing element ( 7 ) by a movement against the force of the spring ( 8th ) a first hydraulic connection ( 30 ) from the first hydraulic space ( 9 ) to the second hydraulic space ( 10 ) and a pressure equalization between the hydraulic spaces ( 9 . 10 ) he follows. Ventil (50) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten einer Druckdifferenz zwischen dem ersten hydraulischen Raum (9) und dem zweiten hydraulischen Raum (10) das Dichtelement (7) durch die Kraft der Feder (8) bewegt die erste hydraulische Verbindung (30) verschließt und den ersten hydraulischen Raum (9) vom zweiten hydraulischen Raum (10) durch Anlage an einem am Kolben (3) ausgebildeten Dichtsitz (6) trennt.Valve ( 50 ) according to claim 3, characterized in that when falling below a pressure difference between the first hydraulic space ( 9 ) and the second hydraulic space ( 10 ) the sealing element ( 7 ) by the force of the spring ( 8th ) moves the first hydraulic connection ( 30 ) closes and the first hydraulic space ( 9 ) from the second hydraulic space ( 10 ) by abutment on one of the pistons ( 3 ) formed sealing seat ( 6 ) separates. Ventil (50) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) durch einen ersten flexiblen Dichtring (4) und durch einen zweiten flexiblen Dichtring (5) im Gehäuse (1) gelagert ist.Valve ( 50 ) according to claim 3 or 4, characterized in that the piston ( 3 ) by a first flexible sealing ring ( 4 ) and by a second flexible sealing ring ( 5 ) in the housing ( 1 ) is stored. Ventil (50) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste flexible Dichtring (4) in einer ersten Kolbennut (34) und der zweite flexible Dichtring (5) in einer zweiten Kolbennut (35) gelagert sind, wobei die Kolbennuten (34, 35) an der Außenwand des Kolbens (3) ausgebildet sind. Valve ( 50 ) according to claim 5, characterized in that the first flexible sealing ring ( 4 ) in a first piston groove ( 34 ) and the second flexible sealing ring ( 5 ) in a second piston groove ( 35 ), wherein the piston grooves ( 34 . 35 ) on the outer wall of the piston ( 3 ) are formed. Ventil (50) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (D4) des ersten flexiblen Dichtrings (4) geringer ist als der Durchmesser (D5) des zweiten flexiblen Dichtrings (5).Valve ( 50 ) according to claim 6, characterized in that the diameter (D4) of the first flexible sealing ring ( 4 ) is smaller than the diameter (D5) of the second flexible sealing ring ( 5 ). Ventil (50) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten einer Druckdifferenz zwischen dem zweiten hydraulischen Raum (10) und dem ersten hydraulischen Raum (9) die flexiblen Dichtringe (4, 5) eine zweite hydraulische Verbindung (31) vom zweiten hydraulischen Raum (10) zum ersten hydraulischen Raum (9) freigeben und ein Druckausgleich zwischen den hydraulischen Räumen (9, 10) erfolgt, indem der Kolben (3) eine Bewegung innerhalb des Gehäuses (1) in Richtung des ersten hydraulischen Raums (9) ausführt und dadurch der erste flexible Dichtring (4) über eine erste Gehäusenut (20) und der zweite flexible Dichtring (5) über eine zweite Gehäusenut (21) geführt werden.Valve ( 50 ) according to claim 6 or 7, characterized in that when a pressure difference between the second hydraulic space ( 10 ) and the first hydraulic space ( 9 ) the flexible sealing rings ( 4 . 5 ) a second hydraulic connection ( 31 ) from the second hydraulic space ( 10 ) to the first hydraulic space ( 9 ) and a pressure equalization between the hydraulic chambers ( 9 . 10 ) takes place by the piston ( 3 ) a movement within the housing ( 1 ) in the direction of the first hydraulic space ( 9 ) and thereby the first flexible sealing ring ( 4 ) via a first housing groove ( 20 ) and the second flexible sealing ring ( 5 ) via a second housing groove ( 21 ). Ventil (50) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusenuten (20, 21) in einer Gehäusewand (19) des Gehäuses (1) ausgebildet sind und vorzugsweise im Wesentlichen in axialer Richtung des Kolbens (3) verlaufen.Valve ( 50 ) according to claim 8, characterized in that the housing grooves ( 20 . 21 ) in a housing wall ( 19 ) of the housing ( 1 ) are formed and preferably substantially in the axial direction of the piston ( 3 ). Ventil (50) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehrere Gehäusenuten (20 und 21) in der Gehäusewand (19) entlang ihres Umfangs ausgebildet sind. Valve ( 50 ) according to claim 9, characterized in that in each case a plurality of housing grooves ( 20 and 21 ) in the housing wall ( 19 ) are formed along its circumference. Ventil (50) nach einem der Ansprüche Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten einer Druckdifferenz zwischen dem zweiten hydraulischen Raum (10) und dem ersten hydraulischen Raum (9) die flexiblen Dichtringe (4, 5) die zweite hydraulische Verbindung (31) verschließen und den ersten hydraulischen Raum (9) vom zweiten hydraulischen Raum (10) trennen, indem der Kolben (3) eine Längsbewegung innerhalb des Gehäuses (1) in Richtung des zweiten hydraulischen Raums (10) ausführt.Valve ( 50 ) according to one of claims 8 to 10, characterized in that when falling below a pressure difference between the second hydraulic space ( 10 ) and the first hydraulic space ( 9 ) the flexible sealing rings ( 4 . 5 ) the second hydraulic connection ( 31 ) and close the first hydraulic room ( 9 ) from the second hydraulic space ( 10 ) by removing the piston ( 3 ) a longitudinal movement within the housing ( 1 ) in the direction of the second hydraulic space ( 10 ). Ventil (50) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten einer Druckdifferenz zwischen dem zweiten hydraulischen Raum (10) und dem ersten hydraulischen Raum (9) der Kolben (3) eine Bewegung in Richtung des ersten hydraulischen Raums (9) ausführt und dadurch zumindest ein flexibles Rückstellelement (18) vorgespannt wird, das vorzugsweise aus Kunststoff besteht. Valve ( 50 ) according to one of claims 8 to 11, characterized in that when a pressure difference between the second hydraulic chamber ( 10 ) and the first hydraulic space ( 9 ) The piston ( 3 ) a movement in the direction of the first hydraulic space ( 9 ) and thereby at least one flexible return element ( 18 ) is biased, which preferably consists of plastic. Ventil (50) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Rückstellelement am Kolben (3) ausgebildet ist und durch Anlage an eine Anschlagsfläche (15) des Gehäuses (1) vorgespannt wird.Valve ( 50 ) according to claim 12, characterized in that the flexible return element on the piston ( 3 ) is formed and by contact with a stop surface ( 15 ) of the housing ( 1 ) is biased. Ventil (50) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Rückstellelement am Gehäuse (1) ausgebildet ist und durch Anlage an eine Anschlagsfläche (17) des Kolbens (3) vorgespannt wird. Valve ( 50 ) according to claim 12, characterized in that the flexible return element on the housing ( 1 ) is formed and by contact with a stop surface ( 17 ) of the piston ( 3 ) is biased. Ventil (50) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei Druckausgleich zwischen den beiden hydraulischen Räumen (9, 10) das flexible Rückstellelement (18) den Kolben (3) in Richtung des zweiten hydraulischen Raums (10) bewegt, so dass die flexiblen Dichtringe (4, 5) die zweite hydraulische Verbindung (31) verschließen.Valve ( 50 ) according to claim 13 or 14, characterized in that at pressure equalization between the two hydraulic spaces ( 9 . 10 ) the flexible return element ( 18 ) the piston ( 3 ) in the direction of the second hydraulic space ( 10 ), so that the flexible sealing rings ( 4 . 5 ) the second hydraulic connection ( 31 ) close.
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