DE102008043841A1

DE102008043841A1 - Ball valve for high pressure pumps

Info

Publication number: DE102008043841A1
Application number: DE200810043841
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Stoecklein; Tobias Reiser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2008-11-19
Publication date: 2010-05-20
Also published as: WO2010057701A2; WO2010057701A3

Abstract

Ein Kugelventil (1), das insbesondere als Hochdruckventil für Hochdruckpumpen von Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dient, weist eine Ventilkugel (3) und eine Ventilsitzfläche (8) auf. Dabei wirkt die Ventilkugel (3) zur Unterbrechung einer Verbindung zwischen einem Zulauf (6) und einem Ablauf (7) mit der Ventilsitzfläche (8) zu einem Dichtsitz zusammen. Ferner sind eine Oszillationsanregung und/oder eine Rotationsanregung der Ventilkugel (3), die einem Schließen des Dichtsitzes (9) zwischen der Ventilkugel (3) und der Ventilsitzfläche (8) entgegenwirken, gedämpft. Dadurch wird ein zuverlässiges Schließen des Kugelventils (1) während eines sich an einen Förderhub anschließenden Saughubs erreicht.A ball valve (1), which serves in particular as a high-pressure valve for high-pressure pumps of fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines, has a valve ball (3) and a valve seat surface (8). The valve ball (3) acts to interrupt a connection between an inlet (6) and a drain (7) with the valve seat surface (8) to form a sealing seat. Further, an oscillation excitation and / or a rotational excitation of the valve ball (3), which counteract a closing of the sealing seat (9) between the valve ball (3) and the valve seat surface (8), damped. As a result, a reliable closing of the ball valve (1) is achieved during a subsequent to a delivery stroke suction stroke.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Kugelventil, insbesondere ein Hochdruckventil für Hochdruckpumpen von Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen, und eine Hochdruckpumpe mit solch einem Kugelventil.The The invention relates to a ball valve, in particular a high-pressure valve for high pressure pumps of fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines, and a high pressure pump with such a ball valve.

Aus der DE 102 47 142 A1 ist eine Hochdruckpumpe für Kraftstoffeinspritzeinrichtungen von Brennkraftmaschinen bekannt. Die bekannte Hochdruckpumpe weist ein Pumpengehäuse auf, in dem mehrere Pumpenelemente angeordnet sind. Dabei fördern die Pumpenelemente Flüssigkeit unter Hochdruck über ein Hochdruckkanalsystem zu einem gemeinsamen Hochdruckanschluss. Dabei ist für jedes Pumpenelement ein Auslassventil vorgesehen, das zu einem Speicher hin öffnet. Solch ein Auslassventil weist eine von einer Ventilfeder beaufschlagte Ventilkugel auf, die mit einer Ventilsitzfläche zu einem Dichtsitz zusammenwirkt.From the DE 102 47 142 A1 a high pressure pump for fuel injectors of internal combustion engines is known. The known high-pressure pump has a pump housing, in which a plurality of pump elements are arranged. The pump elements convey liquid under high pressure via a high-pressure channel system to a common high-pressure connection. In this case, an outlet valve is provided for each pump element, which opens to a memory. Such an outlet valve has a valve ball acted upon by a valve spring, which interacts with a valve seat surface to form a sealing seat.

Die aus der DE 102 47 142 A1 bekannte Hochdruckpumpe hat den Nachteil, dass unter ungünstigen Bedingungen bei hohen Pumpendrehzahlen ein Zustand auftreten kann, in dem das Auslassventil während einer Saugphase des zugeordneten Pumpenelements geöffnet bleibt, wodurch die unter Hochdruck stehende Flüssigkeit wieder in den Pumpenarbeitsraum des Pumpenelements zurückströmt. Dies ist mit starken Drehmomentschwankungen auf der Antriebsseite der Hochdruckpumpe verbunden und kann in Extremfällen zur Zerstörung der Hochdruckpumpe führen.The from the DE 102 47 142 A1 known high-pressure pump has the disadvantage that under unfavorable conditions at high pump speeds, a state may occur in which the exhaust valve remains open during a suction phase of the associated pump element, whereby the liquid under high pressure flows back into the pump working space of the pump element. This is associated with strong torque fluctuations on the drive side of the high pressure pump and can lead to the destruction of the high pressure pump in extreme cases.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Kugelventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die erfindungsgemäße Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 17 haben den Vorteil, dass ein zuverlässiges Schließen des Kugelventils gewährleistet ist. Speziell kann die Funktionsweise der Hochdruckpumpe verbessert werden, insbesondere kann die Hochdruckpumpe mit einer höheren Drehzahl oder einem höheren Volumenstrom betrieben werden.The Ball valve according to the invention with the features of claim 1 and the high-pressure pump according to the invention with the features of claim 17 have the advantage that a reliable closing the ball valve is guaranteed. Specifically, the way it works the high pressure pump can be improved, in particular, the high pressure pump at a higher speed or higher Volume flow can be operated.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Kugelventils und der im Anspruch 17 angegebenen Hochdruckpumpe möglich.By the measures listed in the dependent claims are advantageous developments of specified in claim 1 Ball valve and specified in claim 17 high pressure pump possible.

In vorteilhafter Weise können die hydraulischen Eigenschaften des Kugelventils verbessert werden. Dabei kann verhindert werden, dass das Kugelventil bei hohen Drehzahlen nicht schließt. Ferner kann der Wirkungsgrad einer Hochdruckpumpe mit solch einem Kugelventil durch eine gezielte Verbesserung der Ventilfunktion gesteigert werden. Bei Kugelventilen können durch einen hohen Volumenstrom während der Förderphase Oszillationen und Rotationen um eine Symmetrieachse angeregt werden. Diese Oszillationen haben ihren Ursprung in hydraulischen Strömungskräften. Damit beim Übergang von der Förderphase in die Saugphase das Kugelventil schnell schließen kann, müssen die Oszillationen und die Rotation durch mechanische oder hydraulische Dämpfung abgebaut werden. Speziell schließt das Kugelventil erst dann, wenn eine Rotation der Ventilkugel beim Übergang von der Förderphase in die Saugphase klein genug ist. In vorteilhafter Weise können die hydraulischen Mechanismen, die zur Oszillationsanregung, das heißt der Rotations- und Radialoszillationen, der Ventilkugel führen, gezielt beeinflusst werden. Damit kann die Oszillationsfrequenz der Ventilkugel reduziert werden. Gleichzeitig kann die Schließzeit des Kugelventils, die den Wirkungsgrad und die Dauerhaltbarkeit der Hochdruckpumpe beeinflusst, reduziert werden. Dadurch kann die Hochdruckpumpe bei höherer Drehzahl und somit höherem Volumenstrom betrieben werden.In Advantageously, the hydraulic properties the ball valve can be improved. It can be prevented that the ball valve does not close at high speeds. Furthermore, the efficiency of a high pressure pump with such a Ball valve through a targeted improvement in the valve function be increased. For ball valves can by a high volume flow during the delivery phase oscillations and rotations are excited about an axis of symmetry. These oscillations have their origin in hydraulic flow forces. Thus the transition from the funding phase in the Suction phase can close the ball valve quickly the oscillations and the rotation by mechanical or hydraulic Damping be degraded. Specifically, that concludes Ball valve only when a rotation of the valve ball at the transition from the delivery phase into the suction phase is small enough. In Advantageously, the hydraulic mechanisms, which is used to excite the oscillation, that is, the rotational and radial oscillations, the valve ball lead, targeted to be influenced. Thus, the oscillation frequency of the valve ball be reduced. At the same time, the closing time of the Ball valve, the efficiency and durability of the High pressure pump influenced, reduced. This allows the high pressure pump at higher speed and thus higher volume flow operate.

Ursache für die Anregung von Rotationen der Ventilkugel sind die durch Umströmung der Ventilkugel hervorgerufenen Druckfelder, die sich zeitlich so ändern, dass eine Oszillationsanregung erfolgt. Die Anregung kann hierbei nicht nur in der Förderphase erfolgen. Auch bei geöffnetem Ventil in der Saugphase kann eine Anregung erfolgen.reason for the excitation of rotations of the valve ball are the caused by flow around the valve ball pressure fields, which change in time so that an oscillation excitation he follows. The suggestion can not only be in the funding phase respectively. Even with the valve open in the suction phase can a suggestion made.

Vorteilhaft ist es, dass an der Ventilsitzfläche eine Abrisskante und/oder eine Fase ausgestaltet ist. Dabei ist es ferner vorteilhaft, dass die Abrisskante beziehungsweise die Fase in Bezug auf einen Durchmesser der Ventilkugel relativ nahe an dem Dichtsitz ausgebildet ist. Beispielsweise kann die Abrisskante beziehungsweise die Fase einen Abstand von dem Dichtsitz haben, der in einem Bereich von etwa 5% bis etwa 15% des Durchmessers der Ventilkugel liegt. Dadurch wird verhindert, dass die Strömung an der Ventilkugel anliegt, wodurch das Druckfeld, das auf die Ventilkugel wirkt, verkleinert ist. Hierbei kann die Abrisskante beziehungsweise die Fase in Strömungsrichtung von dem Zulauf zu dem Ablauf vor oder hinter dem Dichtsitz angeordnet sein. Hierbei können auch sowohl vor als hinter dem Dichtsitz Abrisskanten und/oder Fasen angeordnet sein. Eine Kombination von Abrisskante und Fase ist hierbei ebenfalls möglich.Advantageous it is that on the valve seat surface a tear-off edge and / or a chamfer is configured. It is also advantageous that the tear-off edge or the chamfer with respect to a diameter the valve ball is formed relatively close to the sealing seat. For example the tear-off edge or the chamfer can be at a distance of seated in a range of approximately 5% to approximately 15% the diameter of the valve ball is located. This prevents that the flow is applied to the valve ball, whereby the Pressure field, which acts on the valve ball, is reduced. in this connection can the spoiler lip or the chamfer in the flow direction from the inlet to the drain located in front of or behind the sealing seat be. This can also be both before and behind the sealing seat Abrisskanten and / or chamfers be arranged. A combination of The spoiler lip and chamfer are also possible here.

In vorteilhafter Weise ist eine Kugelführung für die Ventilkugel vorgesehen, die eine relativ nahe Führung der Kugel an einer Achse beim Öffnen und Schließen des Dichtsitzes gewährleistet. Dabei ist es ferner vorteilhaft, dass die Kugelführung eine Führung der Kugel mit einer maximalen radialen Verschiebbarkeit zu der Achse vorgibt, die aus einem Bereich von etwa 5% bis etwa 10% eines Durchmessers der Ventilkugel ist. Durch solch eine enge Kugelführung ist der radiale Freiheitsgrad der Ventilkugel eingeschränkt. Damit wird auch die asymmetrische Verteilung des Druckes auf die Kugeloberfläche der Ventilkugel geringer und die Rotationsanregung bleibt kleiner. Zusätzlich wirkt bei einer ausreichend engen Führung stets eine öffnende oder schließende Kraft auf die Ventilkugel über den gesamten Ventilhubbereich, was sich positiv auf die Ventilstabilität auswirkt.Advantageously, a ball guide for the valve ball is provided, which ensures a relatively close guidance of the ball on an axis during the opening and closing of the sealing seat. It is also advantageous that the ball guide defines a leadership of the ball with a maximum radial displacement to the axis, which consists of a Range is from about 5% to about 10% of a diameter of the valve ball. By such a narrow ball guide the radial degree of freedom of the valve ball is limited. Thus, the asymmetric distribution of the pressure on the ball surface of the valve ball is smaller and the rotational excitation remains smaller. In addition, with a sufficiently narrow guide, an opening or closing force always acts on the valve ball over the entire valve lift range, which has a positive effect on the valve stability.

Ferner ist es vorteilhaft, dass die Kugelführung durch eine Bohrung ausgestaltet ist, die einen Ventilraum bildet, wobei die Ventilkugel in dem Ventilraum angeordnet ist. Ferner ist es vorteilhaft, dass eine Ventilfeder vorgesehen ist, die die Ventilkugel in einer Schließrichtung zum Schließen des Dichtsitzes zwischen der Ventilkugel und der Ventilsitzfläche beaufschlagt.Further It is advantageous that the ball guide through a hole is configured, which forms a valve chamber, wherein the valve ball is arranged in the valve chamber. Furthermore, it is advantageous that a Valve spring is provided, which the valve ball in a closing direction for closing the sealing seat between the valve ball and the valve seat surface acted upon.

Vorteilhaft ist es auch, dass ein Anschlagelement vorgesehen ist, das einen Hub der Ventilkugel begrenzt. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass das Anschlagelement eine Ausnehmung aufweist, die eine Kugelführung bildet. Dabei ist es ferner auch vorteilhaft, dass die Ausnehmung eine Zentrierfläche aufweist, die sich in einer Öffnungsrichtung der Ventilkugel, in der der Dichtsitz geöffnet wird, verjüngt. Hierdurch kann eine Zentrierung der Ventilkugel beim Öffnen erreicht werden, so dass eine radiale Verschiebbarkeit begrenzt ist. Hierbei ist die Zentrierfläche in vorteilhafter Weise konisch ausgestaltet, wobei die Zentrierfläche bezüglich einer Achse ausgerichtet ist, auf der bei geschlossenem Dichtsitz ein Mittelpunkt der Ventilkugel liegt. Hierdurch wird eine symmetrische Druckverteilung auf der Kugeloberfläche erzielt. Bei dieser Ausgestaltung kann gegebenenfalls eine Ventilfeder, die normalerweise die Ventilkugel in einer Schließrichtung beaufschlagt, entfallen.Advantageous it is also that a stop element is provided, the one Stroke of valve ball limited. It is also advantageous here the stop element has a recess which is a ball guide forms. It is also advantageous that the recess has a centering surface which extends in an opening direction the valve ball, in which the sealing seat is opened, tapers. hereby can achieve centering of the valve ball when opening be so that a radial displacement is limited. in this connection if the centering surface is advantageously conical, wherein the centering surface with respect to an axis is aligned, on the closed seat with a center the valve ball is located. As a result, a symmetrical pressure distribution scored on the sphere surface. In this embodiment Optionally, a valve spring, normally the valve ball acted upon in a closing direction, omitted.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:preferred Embodiments of the invention are in the following Description with reference to the accompanying drawings, in which corresponding elements with matching reference numerals are provided, explained in more detail. It shows:

1 ein Kugelventil, das in eine Hochdruckpumpe integriert ist, in einer schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 a ball valve, which is integrated in a high pressure pump, in a schematic sectional view according to a first embodiment of the invention;

2 das in 1 dargestellte Kugelventil entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; 2 this in 1 illustrated ball valve according to a second embodiment of the invention;

3 das in 1 dargestellte Kugelventil entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung und 3 this in 1 illustrated ball valve according to a third embodiment of the invention and

4 das in 1 dargestellte Kugelventil entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4 this in 1 illustrated ball valve according to a fourth embodiment of the invention.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

1 zeigt ein Kugelventil 1, das in ein Gehäuseteil 2 einer Hochdruckpumpe integriert ist, in einer schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Kugelventil 1 ist insbesondere als Hochdruckventil für Hochdruckpumpen von Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen ausgestaltet. Dabei kann die Hochdruckpumpe, deren Gehäuseteil 2 in der 1 auszugsweise dargestellt ist, insbesondere als Radial- oder Reihenkolbenpumpe ausgestaltet sein, um Brennstoff zu einem Common-Rail der Brennstoffeinspritzanlage zu fördern. Das erfindungsgemäße Kugelventil 1 und die erfindungsgemäße Hochdruckpumpe mit solch einem Kugelventil 1 eignen sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle. 1 shows a ball valve 1 in a housing part 2 a high pressure pump is integrated, in a schematic sectional view according to a first embodiment of the invention. The ball valve 1 is designed in particular as a high-pressure valve for high-pressure pumps of fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines. In this case, the high-pressure pump, the housing part 2 in the 1 is shown in part, be designed in particular as a radial or in-line piston pump to promote fuel to a common rail of the fuel injection system. The ball valve according to the invention 1 and the high-pressure pump according to the invention with such a ball valve 1 However, they are also suitable for other applications.

Das Kugelventil 1 weist eine Ventilkugel 3 auf, die in einem Ventilraum 4 angeordnet ist. Bei einem Förderhub der Hochdruckpumpe strömt Brennstoff in einer Strömungsrichtung 5 über einen Zulauf 6 des Kugelventils 1 in den Ventilraum 4 ein. Außerdem fließt während des Förderhubs Brennstoff aus dem Ventilraum 4 in einer Strömungsrichtung 5' über einen Ablauf 7 des Kugelventils 1 ab.The ball valve 1 has a valve ball 3 on that in a valve room 4 is arranged. During a delivery stroke of the high-pressure pump, fuel flows in a flow direction 5 via an inlet 6 of the ball valve 1 in the valve room 4 one. In addition, fuel flows out of the valve chamber during the delivery stroke 4 in a flow direction 5 ' about a process 7 of the ball valve 1 from.

Das Kugelventil 1 weist eine Ventilsitzfläche 8 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel an dem Gehäuseteil 2 ausgebildet ist. Die Ventilsitzfläche 8 kann allerdings je nach Ausgestaltung des Kugelventils 1 auch an einem Gehäuseteil des Kugelventils 1 ausgebildet sein.The ball valve 1 has a valve seat surface 8th on, in this embodiment, on the housing part 2 is trained. The valve seat area 8th However, depending on the design of the ball valve 1 also on a housing part of the ball valve 1 be educated.

Die Ventilkugel 3 wirkt im geschlossenen Zustand des Kugelventils 1 mit der Ventilsitzfläche 8 zu einem geschlossenen Dichtsitz zusammen. Während des Förderhubs hebt sich die Ventilkugel 3 von der Ventilsitzfläche 8 zumindest teilweise ab, wodurch Brennstoff in der Strömungsrichtung 5 über den Zulauf 6 in den Ventilraum 4 einströmen kann. Der Dichtsitz ist hierbei durch einen zumindest im Wesentlichen linienförmigen Sitz 9 an der Ventilsitzfläche 8 vorgegeben.The valve ball 3 acts in the closed state of the ball valve 1 with the valve seat surface 8th to a closed sealing seat together. During the delivery stroke, the valve ball lifts 3 from the valve seat surface 8th at least partially, causing fuel in the flow direction 5 over the inlet 6 in the valve room 4 can flow in. The sealing seat is in this case by an at least substantially linear seat 9 on the valve seat surface 8th specified.

Das Kugelventil 1 weist eine Achse 15 auf. Im geschlossenen Zustand befindet sich die Ventilkugel 3 zentriert auf der Achse 15. In der 1 ist eine Situation dargestellt, in der die Ventilkugel 3 bei geöffnetem Dichtsitz in einer radialen Richtung 16 etwas aus einer axialen Position verschoben ist. Hierdurch ergeben sich etwas unterschiedliche Strömungen an der Ventilkugel 3. Somit ergibt sich ein bezüglich der Achse 15 asymmetrisches Druckfeld an der Ventilkugel 3.The ball valve 1 has an axis 15 on. When closed, the valve ball is located 3 centered on the axis 15 , In the 1 is shown a situation in which the valve ball 3 with the sealing seat open in a radial direction 16 something is shifted from an axial position. Here through there are slightly different currents on the valve ball 3 , This results in respect to the axis 15 asymmetric pressure field on the valve ball 3 ,

In diesem Ausführungsbeispiel ist in Strömungsrichtung 5 hinter dem Dichtsitz 9 eine Abrisskante 17 vorgesehen. Dabei beträgt eine Sitzlänge nach dem Dichtsitz 9 zu der Abrisskante 17 zwischen 5% und 15% eines Durchmessers 18 der Ventilkugel 3. Somit kann die Strömung nicht oder nur in geringem Ausmaß an der Ventilkugel 3 anliegen, so dass das Druckfeld und somit auch die asymmetrische Ausgestaltung des Druckfelds an der Ventilkugel 3 verkleinert ist. Eine der Abrisskante 17 entsprechende Abrisskante kann in Strömungsrichtung 5 betrachtet auch vor dem Dichtsitz 9 angeordnet sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist allerdings in Strömungsrichtung 5 betrachtet vor dem Dichtsitz 9 eine Fase 19 vorgesehen, die die Sitzlänge vor dem Dichtsitz 9 ebenfalls verkürzt. Entsprechend kann anstelle der Abrisskante 17 auch eine Fase nach dem Dichtsitz 9 vorgesehen sein.In this embodiment is in the flow direction 5 behind the seal seat 9 a tear-off edge 17 intended. This is a seat length after the sealing seat 9 to the trailing edge 17 between 5% and 15% of a diameter 18 the valve ball 3 , Thus, the flow can not or only to a small extent on the valve ball 3 abut, so that the pressure field and thus also the asymmetrical design of the pressure field on the valve ball 3 is reduced. One of the trailing edge 17 corresponding spoiler edge can in the flow direction 5 also looks at the seal seat 9 be arranged. In this embodiment, however, is in the flow direction 5 considered in front of the seal seat 9 a chamfer 19 provided the seat length before the sealing seat 9 also shortened. Accordingly, instead of the trailing edge 17 also a chamfer after the sealing seat 9 be provided.

Das Kugelventil 1 weist außerdem ein in dem Ventilraum 4 angeordnetes Anschlagelement 20 auf. In diesem Ausführungsbeispiel wird durch das Anschlagelement 20 eine maximale Auslenkung der Ventilkugel 3 begrenzt. Ferner nimmt das Anschlagelement 20 abschnittsweise eine Ventilfeder 21 auf, die die Ventilkugel 3 in einer Schließrichtung, das heißt entgegen der Strömungsrichtung 5, beaufschlagt.The ball valve 1 also has a in the valve chamber 4 arranged stop element 20 on. In this embodiment, by the stop element 20 a maximum deflection of the valve ball 3 limited. Furthermore, the stop element takes 20 partially a valve spring 21 on which the valve ball 3 in a closing direction, that is opposite to the flow direction 5 , charged.

Somit werden Oszillationsanregungen und/oder Rotationsanregungen der Ventilkugel 3, die einem Schließen des Dichtsitzes zwischen der Ventilkugel 3 und der Ventilsitzfläche 8 entgegenwirken, gedämpft. Ferner wird die Ventilkugel 3 von der Ventilfeder 21 beaufschlagt. Dadurch ergibt sich ein zuverlässiges und schnelles Schließen des Kugelventils 1, nachdem ein Förderhub der Hochdruckpumpe beendet ist. Dadurch wird ein Rückfluss von Brennstoff entgegen der Strömungsrichtung 5 verhindert oder zumindest erheblich verringert.Thus, oscillation excitations and / or rotational excitations of the valve ball become 3 , which is a closing of the sealing seat between the valve ball 3 and the valve seat surface 8th counteract, dampened. Furthermore, the valve ball 3 from the valve spring 21 applied. This results in a reliable and fast closing of the ball valve 1 After a delivery stroke of the high-pressure pump is completed. This will cause a backflow of fuel against the flow direction 5 prevented or at least significantly reduced.

2 zeigt das in 1 dargestellte Kugelventil 1 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Zulauf 6 als Stufenbohrung ausgestaltet, wobei eine an die Ventilsitzfläche 8 angrenzende Stufe 22 vorgesehen ist. Durch die Stufe 22 ist eine Abrisskante 17' vor dem Dichtsitz 9 vorgesehen. Somit ist die Sitzlänge vor dem Dichtsitz 9 reduziert. Dadurch wird ebenfalls erreicht, dass die Strömung nicht oder nur im geringeren Ausmaß an der Ventilkugel 3 anliegen kann, wodurch sich das Druckfeld an der Ventilkugel 3 verkleinert. 2 shows that in 1 illustrated ball valve 1 according to a second embodiment of the invention. In this embodiment, the inlet 6 designed as a stepped bore, with one to the valve seat surface 8th adjacent level 22 is provided. Through the stage 22 is a spoiler edge 17 ' in front of the seal seat 9 intended. Thus, the seat length is in front of the sealing seat 9 reduced. This also ensures that the flow is not or only to a lesser extent on the valve ball 3 can rest, causing the pressure field on the valve ball 3 reduced.

3 zeigt das in 1 dargestellte Kugelventil 1 entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Kugelführung für die Ventilkugel 3 in dem Ventilraum 4 durch eine Bohrung 23 ausgestaltet. Die Ventilkugel ist dabei in dem durch die Bohrung 23 gebildeten Ventilraum 4 angeordnet. Die Bohrung 23 ist relativ eng ausgestaltet. Dadurch ist eine radiale Verschiebbarkeit der Ventilkugel 3 in einer radialen Richtung 16 begrenzt. Die Begrenzung der radialen Verschiebbarkeit kann beispielsweise zwischen etwa 5% und etwa 10% des Durchmessers 18 der Ventilkugel 3 betragen. Dadurch kann die Ventilkugel 3 im geöffneten Zustand des Kugelventils 1 höchstens um etwa 5% bis etwa 10% aus ihrer axialen Ausgangsstellung auf der Achse 15 verschoben werden. Dadurch ist eine asymmetrische Ausgestaltung des Druckfelds auf der Ventilkugel 3, das heißt eine asymmetrische Verteilung des Druckes auf der Oberfläche der Ventilkugel 3, begrenzt. Dies verringert eine Rotations- oder Oszillationsanregung. Zusätzlich wirkt bei einer ausreichend engen Führung stets eine öffnende und schließende Kraft auf die Ventilkugel 3 über den gesamten Ventilhubbereich, was sich positiv auf die Ventilstabilität auswirkt. 3 shows that in 1 illustrated ball valve 1 according to a third embodiment. In this embodiment, a ball guide for the valve ball 3 in the valve room 4 through a hole 23 designed. The valve ball is in the through the hole 23 formed valve space 4 arranged. The hole 23 is relatively narrow. As a result, a radial displaceability of the valve ball 3 in a radial direction 16 limited. The limitation of radial displaceability may be, for example, between about 5% and about 10% of the diameter 18 the valve ball 3 be. This allows the valve ball 3 in the opened state of the ball valve 1 at most about 5% to about 10% from its axial starting position on the axis 15 be moved. This is an asymmetrical design of the pressure field on the valve ball 3 that is, an asymmetric distribution of the pressure on the surface of the valve ball 3 , limited. This reduces rotation or oscillation excitation. In addition, with a sufficiently narrow guide always an opening and closing force acts on the valve ball 3 over the entire valve lift range, which has a positive effect on valve stability.

4 zeigt das in 1 dargestellte Kugelventil 1 entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Anschlagelement 20 relativ nahe an der Ausgangsstellung der Ventilkugel 3 angeordnet, in der das Kugelventil 1 geschlossen ist. Das Anschlagelement 20 bietet dabei einen massiven Hubanschlag für die Ventilkugel 3. Somit ist ein Hub der Ventilkugel 3 begrenzt. Ferner weist das Anschlagelement 20 eine Ausnehmung 25 auf, die der Ventilkugel 3 zugewandt ist. Die Ventilkugel 3 befindet sich dabei teilweise innerhalb der Ausnehmung 25. Durch die Ausnehmung 25 ist auch eine Zentrierfläche 26 gebildet, die konisch ausgestaltet ist. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Zentrierfläche 26 einen Zentrier- oder Öffnungswinkel 27 auf, der etwa 45° beträgt. Die Zentrierfläche 26 verjüngt sich dabei in einer der Strömungsrichtung 5 entsprechenden Öffnungsrichtung der Ventilkugel 3, in der der Dichtsitz 9 geöffnet wird. Die Zentrierfläche 26 ist bezüglich der Achse 15 ausgerichtet, auf der sich bei geschlossenem Dichtsitz 9 ein Mittelpunkt der Ventilkugel 3 befindet. 4 shows that in 1 illustrated ball valve 1 according to a fourth embodiment. In this embodiment, the stopper element 20 relatively close to the starting position of the valve ball 3 arranged in the ball valve 1 closed is. The stop element 20 offers a massive stroke stop for the valve ball 3 , Thus, a stroke of the valve ball 3 limited. Furthermore, the stop element 20 a recess 25 on, the valve ball 3 is facing. The valve ball 3 is located partially within the recess 25 , Through the recess 25 is also a centering surface 26 formed, which is conical. In this embodiment, the centering surface 26 a centering or opening angle 27 on, which is about 45 °. The centering surface 26 it tapers in one of the flow direction 5 corresponding opening direction of the valve ball 3 in which the sealing seat 9 is opened. The centering surface 26 is about the axis 15 aligned, on which when the sealing seat is closed 9 a center of the valve ball 3 located.

Beim Öffnen des Kugelventils 1 erfolgt durch die Zentrierfläche 26 des Anschlagelements 20 eine vollständige oder zumindest teilweise Zentrierung der Ventilkugel 3 bezüglich der Achse 15. Somit ergibt sich auch eine zumindest näherungsweise symmetrische Druckverteilung an der Oberfläche der Ventilkugel 3 bezüglich der Achse 15. Dadurch sind Rotations- oder Oszillationsanregungen der Ventilkugel 3 verhindert oder zumindest reduziert. Außerdem erfolgt eine weitere Reduzierung durch die Abrisskante 17 und die Fase 19. Bei dieser Ausgestaltung können die Abrisskante 17 und/oder die Fase 19 aber auch entfallen.When opening the ball valve 1 takes place through the centering surface 26 the stop element 20 a complete or at least partial centering of the valve ball 3 with respect to the axis 15 , This also results in an at least approximately symmetrical pressure distribution on the surface of the valve ball 3 with respect to the axis 15 , As a result, rotational or Oszillationsanregungen the valve ball 3 prevented or at least reduced. In addition, there is a further reduction by the spoiler edge 17 and the chamfer 19 , In this embodiment, the trailing edge 17 and / or the chamfer 19 but also omitted.

Ferner kann bei der in der 4 dargestellten Ausgestaltung eine Ventilfeder 21, wie sie beispielsweise bei dem anhand der 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, entfallen. Somit kann das Kugelventil 1 ohne eine derartige Ventilfeder ausgestaltet sein.Furthermore, in the in the 4 illustrated embodiment, a valve spring 21 , as for example in the case of the 1 described described first embodiment omitted. Thus, the ball valve 1 be designed without such a valve spring.

In diesem Ausführungsbeispiel wird durch die Ausnehmung 25 des Anschlagelements 20 zumindest eine radiale Verschiebbarkeit der Ventilkugel 3 in einer radialen Richtung 16 beschränkt. Darüber hinaus erfolgt sogar eine gewisse Zentrierung der Ventilkugel 3. Der in diesem Ausführungsbeispiel vorgegebene Zentrier- oder Öffnungswinkel 27 der Zentrierfläche 26 ist vorzugsweise zumindest näherungsweise gleich einem Ventilsitzwinkel 28, der für die Ventilsitzfläche 8 vorgegeben ist.In this embodiment, through the recess 25 the stop element 20 at least one radial displaceability of the valve ball 3 in a radial direction 16 limited. In addition, even a certain centering of the valve ball 3 , The predetermined in this embodiment centering or opening angle 27 the centering surface 26 is preferably at least approximately equal to a valve seat angle 28 for the valve seat surface 8th is predetermined.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.The Invention is not limited to the described embodiments limited.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10247142 A1 [0002, 0003]

Claims

Ball valve ( 1 ), in particular high-pressure valve for high-pressure pumps of fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines, with a valve ball ( 3 ) and a valve seat surface ( 8th ), wherein the valve ball ( 3 ) for interrupting a connection between a feed ( 6 ) and a procedure ( 7 ) with the valve seat surface ( 8th ) cooperates with a sealing seat and wherein an oscillation excitation and / or a rotational excitation of the valve ball ( 3 ), the closing of the sealing seat ( 9 ) between the valve ball ( 3 ) and the valve seat surface ( 8th ) counteracts, is damped.

Ball valve according to claim 1, characterized in that on the valve seat surface ( 8th ) at least one tear-off edge ( 17 ) and / or at least one bevel ( 19 ) is configured.

Ball valve according to claim 2, characterized in that the spoiler lip ( 17 ) or the chamfer ( 19 ) with respect to a diameter ( 18 ) of the valve ball ( 3 ) relatively close to the sealing seat ( 9 ) is trained.

Ball valve according to claim 3, characterized in that the spoiler lip ( 17 ) or the chamfer ( 19 ) a distance from the sealing seat ( 9 ), which ranges from about 5% to about 15% of the diameter ( 18 ) of the valve ball ( 3 ) lies.

Ball valve according to one of claims 2 to 4, characterized in that the spoiler lip ( 17 ) or the chamfer ( 19 ) in a flow direction ( 5 ) from the inlet ( 6 ) to the process ( 7 ) behind the seal seat ( 9 ) is arranged.

Ball valve according to one of claims 2 to 4, characterized in that the spoiler lip ( 17 ) or the chamfer ( 19 ) in a flow direction ( 5 ) from the inlet ( 6 ) to the process ( 7 ) in front of the sealing seat ( 9 ) is arranged.

Ball valve according to claim 1, characterized in that a ball guide ( 23 ) for the valve ball ( 3 ) is provided, which is a relatively close guidance of the valve ball ( 3 ) on an axis ( 15 ) when opening and closing the sealing seat ( 9 ) guaranteed.

Ball valve according to claim 7, characterized in that the ball guide ( 23 ) a guide of the valve ball ( 3 ) with a maximum radial displaceability to the axis ( 15 ), which ranges from about 5% to about 10% of a diameter ( 18 ) of the valve ball ( 3 ).

Ball valve according to claim 8, characterized in that the ball guide through a bore ( 23 ) is configured which at least partially a valve space ( 4 ), wherein the valve ball ( 3 ) in the valve space ( 4 ) is arranged.

Ball valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that a valve spring ( 21 ) is provided, which the valve ball ( 3 ) in a closing direction for closing the sealing seat ( 9 ) between the valve ball ( 3 ) and the valve seat surface ( 8th ).

Ball valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that a stop element ( 20 ) is provided, which is a stroke of the valve ball ( 3 ) limited.

Ball valve according to claim 11, characterized in that the stop element ( 20 ) a recess ( 25 ), which forms a valve ball guide.

Ball valve according to claim 12, characterized in that the recess ( 25 ) a centering surface ( 26 ), which in an opening direction of the valve ball ( 3 ), in which the sealing seat ( 9 ) is opened, rejuvenated.

Ball valve according to claim 13, characterized in that the centering surface ( 26 ) is conical.

Ball valve according to claim 13 or 14, characterized in that the centering surface ( 26 ) at least approximately with respect to an axis ( 15 ), with the sealing seat closed ( 9 ) a center of the valve ball ( 3 ) lies.

Ball valve according to one of claims 12 to 15, characterized in that no valve spring is provided, the valve ball ( 3 ) acted upon in a closing direction.

High-pressure pump, in particular radial or inline piston pump, for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines, with a ball valve ( 1 ) according to one of claims 1 to 16.