DE102014208618A1

DE102014208618A1 - Diaphragm valve

Info

Publication number: DE102014208618A1
Application number: DE102014208618.3A
Authority: DE
Inventors: Siamend Flo; Frank Nitsche; Andreas Plisch; Walter Maeurer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-05-08
Filing date: 2014-05-08
Publication date: 2015-11-12
Also published as: CN106461103A; CN106461103B; WO2015169481A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Membranfederventil, welches einen Ventilträger (2) mit einer Durchgangsöffnung (20), eine Membranfeder (3; 4) mit einem inneren Abdichtteil (30), einem äußeren Abstützteil (31) und einer Vielzahl von Federarmen (32; 42), welche den inneren Abdichtteil (30) mit dem äußeren Abstützteil (31) verbinden, umfasst, wobei die Membranfeder (3; 4) am Ventilträger (2) angeordnet ist, und wobei der innere Abdichtteil (30) die Durchgangöffnung (20) des Ventilträgers verschließt oder freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass im geschlossenen Zustand des Membranfederventils die Membranfeder (3; 4) eingerichtet ist, mittels der Vielzahl der Federarme (32; 42) eine Vorspannung auf den inneren Abdichtteil (30) auszuüben, um die Durchgangsöffnung (20) zu verschließen. Ferne betrifft die vorliegende Erfindung eine Membranfeder, welche als eine Deformations-Membranfeder mit plastisch verformten Federarmen (42) ausgebildet ist.The present invention relates to a diaphragm spring valve comprising a valve carrier (2) having a through-hole (20), a diaphragm spring (3; 4) having an inner sealing part (30), an outer support part (31) and a plurality of spring arms (32; ) connecting the inner seal member (30) to the outer support member (31), the diaphragm spring (3; 4) being disposed on the valve carrier (2), and the inner seal member (30) defining the passage opening (20) of the Valve carrier closes or releases, characterized in that in the closed state of the diaphragm spring valve, the diaphragm spring is arranged to exert a bias on the inner sealing member (30) by means of the plurality of spring arms (32, 42) to engage the through hole (20 ) to close. Furthermore, the present invention relates to a diaphragm spring which is formed as a deformation diaphragm spring with plastically deformed spring arms (42).

Description

Stand der Technik State of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Membranfederventil, welches z.B. als Einlassventil in einer Kraftstoffpumpe benutzt werden kann, bzw. eine Membranfeder, welche in ein Membranfederventil eingesetzt werden kann. The present invention relates to a diaphragm spring valve which is e.g. can be used as an inlet valve in a fuel pump, or a diaphragm spring, which can be used in a diaphragm spring valve.

Eine derartige Membranfeder ist beispielsweise aus der GB 2478876B bekannt. Derartige Membranfederventile weisen eine Membranfeder und einen Ventilträger mit einem Ventilsitz und einer Durchgangsöffnung auf. Die Membranfeder weist einen inneren Abdichtteil, einen äußeren Abstützteil und eine Vielzahl von Federarmen auf, welche den inneren Abdichtteil mit dem äußeren Abstützteil verbindet, und ist am Ventilträger befestigt. Wenn Medium unter Druck an der Membranfeder anliegt, hebt die Membranfeder vom Ventilsitz ab und das Medium kann durch den freigegebenen Querschnitt der Membranfeder strömen. In den Federarmen der Membranfeder baut sich entsprechend der Auslenkung eine Rückstellkraft auf, welche die Membranfeder in ihre Ausgangslage zurückbringen will. Sobald das durchströmende Medium nicht mehr unter Druck an der Membranfeder ansteht, schließt sich die Membranfeder selbstständig durch die Rückstellkraft der Federarme. Sobald die Membranfeder wieder auf dem Ventilträger aufliegt, dichtet sie die Durchgangsöffnung gegen zurückströmendes Medium ab. Allerdings kann zum einen die Dichtheit des Membranfederventils bezüglich Toleranzen und Ebenheit nicht sicher gewährleistet werden. Der Grund dafür ist, dass die Auslenkung der Membranfeder beim Beenden des Schließvorgangs immer kleiner wird und somit geht die Rückstellkraft bzw. die Schließkraft der Federarme gegen Null. Zum anderen kann die Rückstellung der Membranfeder beim Beenden des Schließvorgangs durch die sich ständig reduzierende Rückstellkraft immer langsamer werden, wodurch der Schließvorgang länger dauern kann. Dies macht eine Anwendung der bekannten Membranfeder in dynamischen Systemen und/oder teilweise drucklosen Systemen sehr schwierig. Such a diaphragm spring is for example from the GB 2478876B known. Such diaphragm spring valves have a diaphragm spring and a valve carrier with a valve seat and a passage opening. The diaphragm spring has an inner seal member, an outer support member and a plurality of spring arms connecting the inner seal member to the outer support member, and is fixed to the valve carrier. When fluid is applied to the diaphragm spring under pressure, the diaphragm spring lifts off the valve seat and the fluid can flow through the released cross-section of the diaphragm spring. In the spring arms of the diaphragm spring, a restoring force builds up in accordance with the deflection, which aims to return the diaphragm spring to its initial position. As soon as the medium flowing through is no longer under pressure against the diaphragm spring, the diaphragm spring closes automatically by the restoring force of the spring arms. As soon as the diaphragm spring rests again on the valve carrier, it seals the passage opening against fluid flowing back. However, on the one hand the tightness of the diaphragm spring valve with respect to tolerances and evenness can not be guaranteed safe. The reason for this is that the deflection of the diaphragm spring at the end of the closing process is getting smaller and thus the restoring force and the closing force of the spring arms is close to zero. On the other hand, the provision of the diaphragm spring at the end of the closing process by the constantly reducing restoring force are always slower, which may take longer to close. This makes it very difficult to use the known diaphragm spring in dynamic systems and / or partially pressureless systems.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Membranfederventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist dem gegenüber den Vorteil auf, dass die Ventildynamik und die Ventildichtheit des Membranfederventils verbessert werden können. Somit kann das erfindungsgemäße Membranfederventil zum Einsatz bei teilweise drucklosen Systemen kommen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Membranfederventil eine Membranfeder umfasst, welche eine Vorspannung im geschlossenen Zustand des Membranventils aufweist. Die Vorspannung kann entweder durch eine plastische Vorverformung der Membranfeder an sich vor dem Einbau in das Membranfederventil oder durch eine Verformung der Membranfeder, die über die Form des Ventilträgers beim Einbau der Membranfeder in das Membranfederventil erzeugt wird, entstehen. Hierbei umfasst das erfindungsgemäße Membranfederventil den Ventilträger mit einer Durchgangsöffnung, die Membranfeder mit einem inneren Abdichtteil, einem äußeren Abstützteil und einer Vielzahl von Federarmen, welche den inneren Abdichtteil mit dem äußeren Abstützteil verbinden, wobei die Membranfeder am Ventilträger angeordnet ist, und wobei der innere Abdichtteil die Durchgangöffnung des Ventilträgers verschließt oder freigibt. Im geschlossenen Zustand des Membranfederventils ist die Membranfeder eingerichtet, mittels der Vielzahl der Federarme eine Vorspannung auf den inneren Abdichtteil auszuüben, um die Durchgangsöffnung zu verschließen und so in allen Betriebszuständen ein dynamisches, sicheres Schließen zu ermöglichen. The membrane spring valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage over that the valve dynamics and the valve tightness of the diaphragm spring valve can be improved. Thus, the membrane spring valve according to the invention can be used in partially pressureless systems. This is inventively achieved in that the diaphragm spring valve comprises a diaphragm spring which has a bias in the closed state of the diaphragm valve. The bias can either by a plastic pre-deformation of the diaphragm spring per se before installation in the diaphragm spring valve or by deformation of the diaphragm spring, which is generated via the shape of the valve carrier during installation of the diaphragm spring in the diaphragm spring valve, arise. Here, the diaphragm spring valve according to the invention comprises the valve carrier having a through hole, the diaphragm spring having an inner seal member, an outer support member and a plurality of spring arms connecting the inner seal member to the outer support member, the diaphragm spring being disposed on the valve carrier, and wherein the inner seal member the passage opening of the valve carrier closes or releases. In the closed state of the diaphragm spring valve, the diaphragm spring is adapted to exert a bias on the inner sealing member by means of the plurality of spring arms to close the passage opening and thus to enable a dynamic, secure closing in all operating conditions.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. Vorzugsweise kann der Ventilträger eine erste Fläche und eine zweite Fläche aufweisen, welche in zwei unterschiedlichen zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind, wobei im geschlossenen Zustand des Membranfederventils der innere Abdichtteil der Membranfeder auf der ersten Fläche angeordnet ist und der äußere Abstützteil auf der zweiten Fläche angeordnet ist. Somit kann eine Vorspannung auf den inneren Abdichtteil mittels der Federarme der Membranfeder durch eine konstruktive Anpassung des Ventilträgers in einfacher Weise ausgeübt werden. Der Ventilträger kann z.B. einen Vorsprung aufweisen, wodurch die erste und zweite Fläche entstehen. Die erste Fläche, auf der der innere Abdichtteil angeordnet sein kann, kann auf dem Vorsprung ausgebildet sein. Die zweite Fläche entspricht dann der Fläche des Ventilträgers, welche den Vorsprung umgibt und auf welcher der äußere Abstützteil angeordnet sein kann. Ferner kann die Vorspannung direkt über die Höhe des Vorsprungs eingestellt werden. The dependent claims show preferred developments of the invention. Preferably, the valve carrier may have a first surface and a second surface which are arranged in two different mutually parallel planes, wherein in the closed state of the diaphragm spring valve, the inner sealing part of the diaphragm spring is arranged on the first surface and the outer support part is arranged on the second surface , Thus, a bias on the inner sealing member by means of the spring arms of the diaphragm spring can be exercised by a structural adaptation of the valve carrier in a simple manner. The valve carrier may e.g. have a projection, whereby the first and second surfaces arise. The first surface on which the inner sealing member may be disposed may be formed on the projection. The second surface then corresponds to the surface of the valve carrier, which surrounds the projection and on which the outer support member may be arranged. Furthermore, the bias voltage can be adjusted directly over the height of the projection.

Weiterbevorzugt kann die Membranfeder eine Flachmembranfeder sein. Als Flachmembranfeder ist eine Membranfeder zu verstehen, deren innerer Abdichtteil und äußerer Abstützteil im entlasteten Zustand vor dem Einbau der Membranfeder in das Membranfederventil bzw. an den Ventilträger in einer gemeinsamen Ebene liegen. Somit kann in schneller und einfacher Weise eine Vorspannung direkt beim Einbau der Membranfeder in das Membranfederventil sichergestellt werden. Dadurch können weiter Schritte zur Erzeugung der Vorspannung vermieden werden. More preferably, the diaphragm spring may be a flat diaphragm spring. As flat diaphragm spring is to be understood a diaphragm spring, the inner sealing member and outer support member are in the unloaded state prior to installation of the diaphragm spring in the diaphragm spring valve or on the valve carrier in a common plane. Thus, in a quick and easy way, a bias voltage can be ensured directly when installing the diaphragm spring in the diaphragm spring valve. As a result, further steps for generating the bias voltage can be avoided.

Alternativ kann vorzugsweise die Membranfeder eine Deformations-Membranfeder mit plastisch verformten Federarmen sein. Als Deformations-Membranfeder ist eine Membranfeder zu verstehen, deren innerer Abdichtteil und deren äußerer Abstützteil im entlasteten Zustand vor dem Einbau der Membranfeder in das Membranfederventil bzw. an den Ventilträger nicht in einer gemeinsamen Ebene liegen. Zur Herstellung einer Deformations-Membranfeder kann z.B. eine Flachmembranfeder mechanisch so weit geöffnet werden, dass die Federarme über ihre Elastizitätsgrenze hinaus belastet werden, wobei beim Entspannen eine plastische Verformung übrig bleibt. Durch die Benutzung einer Deformations-Membranfeder kann je nach Anwendung die Vorspannung der Membranfeder so eingestellt werden, dass auch größere Vorspannungen z.B. in sehr dynamischen Systemen ohne Vorsehen eines Vorsprungs am Ventilträger möglich sind. Dies kann zu einem kompakten Aufbau des Membranfederventils führen. Alternatively, preferably, the diaphragm spring with a deformation diaphragm spring be plastically deformed spring arms. Deformation diaphragm spring is to be understood as a diaphragm spring whose inner sealing part and its outer support part do not lie in a common plane in the unloaded state prior to installation of the diaphragm spring in the diaphragm spring valve or on the valve carrier. To produce a deformation diaphragm spring, for example, a flat diaphragm spring can be mechanically opened so far that the spring arms are loaded beyond their elastic limit, with plastic deformation remaining when relaxing. By using a deformation diaphragm spring, depending on the application, the bias of the diaphragm spring can be adjusted so that even larger biases are possible, for example in very dynamic systems without providing a projection on the valve carrier. This can lead to a compact design of the diaphragm spring valve.

Weiter bevorzugt können der innere Abdichtteil und der äußere Abstützteil im geschlossenen Zustand des Membranfederventils in einer gemeinsamen Ebene des Ventilträgers liegen, was zur Erzeugung einer Vorspannung der Deformations-Membranfeder im Falle eines flachen Ventilträgers führt. More preferably, the inner sealing member and the outer support member may lie in the closed state of the diaphragm spring valve in a common plane of the valve carrier, which leads to the generation of a bias of the deformation diaphragm spring in the case of a flat valve carrier.

Gemäß einer noch weiteren alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise eine minimale Breite eines Federarmes kleiner als ein minimaler Abstand zwischen dem Federarm und dem inneren Abdichtteil und kleiner als ein minimaler Abstand zwischen dem Federarm und dem äußeren Abstützteil sein. Somit kann ein großer Freigabequerschnitt für das zu fördernde Medium gewährleistet werden. Dies ist besonders wichtig bei Systemen mit relativ kleinem Druck, wobei der Abdichtteil vom Ventilträger bzw. Ventilsitz nur teilweise abheben kann. Somit kann trotz der unvollständigen Öffnung des Membranfederventils eine ausreichende Strömung des zu fördernden Mediums sichergestellt werden. According to a still further alternative embodiment of the present invention, preferably, a minimum width of a spring arm may be less than a minimum distance between the spring arm and the inner seal member and less than a minimum distance between the spring arm and the outer support member. Thus, a large release cross-section can be ensured for the medium to be delivered. This is particularly important in relatively low pressure systems where the sealing member can only partially lift off the valve support or valve seat. Thus, despite the incomplete opening of the diaphragm spring valve, a sufficient flow of the medium to be delivered can be ensured.

Ferner bevorzugt weisen die Federarme keine Überlappungsbereiche in Umfangsrichtung zueinander auf. Dadurch kann zum einen ein größerer Freigabequerschnitt für das zu fördernde Medium gewährleistet werden. Zum anderen kann die Strömung des zu fördernden Mediums erleichtert werden, wobei die Druckverluste verringert werden können. Further preferably, the spring arms have no overlapping areas in the circumferential direction to each other. As a result, on the one hand, a larger release cross section for the medium to be delivered can be ensured. On the other hand, the flow of the medium to be pumped can be facilitated, whereby the pressure losses can be reduced.

Vorzugsweise kann die Durchgangsöffnung zylindrisch oder abgestuft sein. Je nach Anwendung kann somit die Strömung des zu fördernden Mediums vor der Membranfeder entsprechend angepasst werden. Preferably, the passage opening may be cylindrical or stepped. Depending on the application, the flow of the medium to be delivered in front of the diaphragm spring can thus be adjusted accordingly.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Membranfeder mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Hierbei ist die erfindungsgemäße Membranfeder eine Deformations-Membranfeder mit plastisch verformten Federarmen. Durch die plastische Verformung der Federarme kann im geschlossenen Zustand des Membranfederventils eine Vorspannung der Federarme der Deformations-Membranfeder sichergestellt werden. Furthermore, the present invention relates to a diaphragm spring having the features of claim 9. Here, the diaphragm spring according to the invention is a deformation diaphragm spring with plastically deformed spring arms. Due to the plastic deformation of the spring arms, a bias of the spring arms of the deformation diaphragm spring can be ensured in the closed state of the diaphragm spring valve.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Kraftstoffpumpe, umfassend ein Membranfederventil und/oder eine Membranfeder nach einem der vorherigen Ansprüche. Somit kann eine taktgenaue Funktion der Kraftstoffpumpe bzw. Förderung von Kraftstoff in einfacher und kostengünstiger Weise ermöglicht werden und Förderverluste am Ventil reduziert werden. Furthermore, the present invention relates to a fuel pump, comprising a diaphragm spring valve and / or a diaphragm spring according to one of the preceding claims. Thus, a clock-accurate function of the fuel pump or delivery of fuel can be made possible in a simple and cost-effective manner and delivery losses are reduced at the valve.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, umfassend ein Membranfederventil und/oder eine Membranfeder und/oder eine Kraftstoffpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche. Somit kann eine ausfallsichere und taktgenaue Funktion eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs ermöglicht werden. Furthermore, the present invention relates to a vehicle comprising a diaphragm spring valve and / or a diaphragm spring and / or a fuel pump according to one of the preceding claims. Thus, a fail-safe and clock-accurate function of an internal combustion engine of the vehicle can be made possible.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Teile jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In der Zeichnung ist: Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or functionally identical parts are designated by the same reference numerals. In the drawing is:

1 eine schematische, stark vereinfachte Schnittansicht eines Membranfederventils im geschlossenen Zustand gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 1 a schematic, highly simplified sectional view of a diaphragm spring valve in the closed state according to a first embodiment of the present invention,

2 eine Draufsicht des in 1 gezeigten Membranfederventils, 2 a top view of the in 1 shown diaphragm spring valve,

3 eine schematische, stark vereinfachte Schnittansicht des in 1 gezeigten Membranfederventils im nicht zusammengebauten Zustand, wobei die Membranfeder eine Deformations-Membranfeder ist, 3 a schematic, highly simplified sectional view of the in 1 diaphragm spring valve shown in the unassembled state, wherein the diaphragm spring is a deformation diaphragm spring,

4 eine perspektivische Ansicht einer Flachmembranfeder zur Darstellung des Herstellverfahrens einer Deformations-Membranfeder, 4 a perspective view of a flat membrane spring to illustrate the manufacturing process of a deformation diaphragm spring,

5 eine Seitenansicht einer über ihre Elastizitätsgrenze hinaus ausgedehnten Flachmembranfeder zur Darstellung des Herstellverfahrens einer Deformations-Membranfeder, 5 a side view of a stretched beyond its elastic limit flat membrane spring to illustrate the manufacturing process of a deformation diaphragm spring,

6 eine Seitenansicht einer Deformations-Membranfeder, 6 a side view of a deformation diaphragm spring,

7 eine schematische, stark vereinfachte Schnittansicht eines Membranfederventils im geschlossenen Zustand gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 7 a schematic, highly simplified sectional view of a diaphragm spring valve in closed state according to a second embodiment of the present invention,

8 eine schematische, stark vereinfachte Schnittansicht des in 7 gezeigten Membranfederventils im nicht zusammengebauten Zustand, wobei die Membranfeder eine Flachmembranfeder ist, und 8th a schematic, highly simplified sectional view of the in 7 shown diaphragm spring valve in the unassembled state, wherein the diaphragm spring is a flat diaphragm spring, and

9 eine Schnittansicht eines Teils einer Kraftstoffpumpe, welche zwei erfindungsgemäße Membranfederventile aufweist. 9 a sectional view of a portion of a fuel pump, which has two diaphragm spring valves according to the invention.

Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 ein Membranfederventil 1 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. The following is with reference to the 1 to 6 a diaphragm spring valve 1 according to a first preferred embodiment of the present invention described in detail.

Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst das erfindungsgemäße Membranfederventil 1 einen Ventilträger 2 mit einer abgestuften Durchgangsöffnung 20 und eine Membranfeder in der Form einer Deformations-Membranfeder 4, welche einen inneren, kreisförmigen Abdichtteil 30, einen äußeren, ringförmigen Abstützteil 31 mit einem Außendurchmesser D1 und drei Federarme 42 aufweist. Like from the 1 and 2 it can be seen, the diaphragm spring valve according to the invention comprises 1 a valve carrier 2 with a stepped passage opening 20 and a diaphragm spring in the form of a deformation diaphragm spring 4 , which has an inner, circular sealing part 30 an outer annular support member 31 with an outer diameter D1 and three spring arms 42 having.

Als Deformations-Membranfeder 4 ist eine Membranfeder zu verstehen, deren innerer Abdichtteil 30 und deren äußerer Abstützteil 31 in mechanisch entlastetem Zustand vor dem Einbau der Deformations-Membranfeder 4 in das Membranfederventil 1 bzw. an den Ventilträger 2 parallel zueinander und voneinander beabstandet sind, wobei die Federarme 42 plastisch verformt sind. Dies ist aus den 3 und 6 ersichtlich. As a deformation diaphragm spring 4 is a diaphragm spring to understand their inner sealing part 30 and its outer support part 31 in mechanically unloaded condition prior to installation of the deformation diaphragm spring 4 in the diaphragm spring valve 1 or to the valve carrier 2 are parallel to each other and spaced apart, wherein the spring arms 42 are plastically deformed. This is from the 3 and 6 seen.

Die Federarme 42 verbinden den inneren Abdichtteil 30 mit dem äußeren Abstützteil 31, wobei die Federarme 42 im Wesentlichen bogenförmig in Umfangsrichtung verlaufen. Ferner sind die drei Federarme 42 gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt, nämlich in einem Winkel α von 120° zueinander angeordnet, so dass die Federarme 42 keine Überlappungsbereiche in Umfangsrichtung zueinander aufweisen (2). The spring arms 42 connect the inner sealing part 30 with the outer support part 31 , wherein the spring arms 42 substantially arcuate in the circumferential direction. Furthermore, the three spring arms 42 uniformly distributed in the circumferential direction, namely at an angle α of 120 ° to each other, so that the spring arms 42 have no overlapping areas in the circumferential direction to each other ( 2 ).

Ferner sind die Federarme 42 so ausgebildet, dass eine minimale Breite eines Federarmes 42 kleiner als ein minimaler Abstand zwischen dem Federarm 42 und dem äußeren Abstützteil 31 und kleiner als ein minimaler Abstand zwischen dem Federarm 42 und dem inneren Abdichtteil 30 ist. Furthermore, the spring arms 42 designed so that a minimum width of a spring arm 42 less than a minimum distance between the spring arm 42 and the outer support part 31 and smaller than a minimum distance between the spring arm 42 and the inner sealing member 30 is.

Weiterhin ist der Ventilträger 2, auf dem die Deformations-Membranfeder 4 angeordnet ist, zylindrisch ausgebildet und weist einen Durchmesser D2 auf, welcher ein bisschen größer als der Durchmesser D1 des äußeren Abstützteils 31 ist. Furthermore, the valve carrier 2 on which the deformation diaphragm spring 4 is arranged, cylindrically shaped and has a diameter D2, which is slightly larger than the diameter D1 of the outer support member 31 is.

Es sei angemerkt, dass die 1 und 2 das erfindungsgemäße Membranfederventil 1 im zusammengebauten, geschlossenen Zustand zeigen. Der geschlossene Zustand des Membranfederventils 1 bedeutet, dass kein Medium durch das Membranfederventil 1 strömen kann. It should be noted that the 1 and 2 the membrane spring valve according to the invention 1 in the assembled, closed state show. The closed state of the diaphragm spring valve 1 means that no medium through the diaphragm spring valve 1 can flow.

Im Gegensatz zu den 1 und 2 zeigt die 3 das Membranfederventil 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem nicht zusammengebauten Zustand. Dementsprechend befindet sich die Deformations-Membranfeder 4 bzw. die Federarme 42 in einem mechanisch entlasteten Zustand, so dass der äußere Abstützteil 31 und der innere Abdichtteil 30 nicht in einer gemeinsamen Ebene liegen. In contrast to the 1 and 2 show the 3 the diaphragm spring valve 1 according to the first embodiment of the present invention in an unassembled state. Accordingly, there is the deformation diaphragm spring 4 or the spring arms 42 in a mechanically unloaded condition so that the outer support member 31 and the inner sealing part 30 do not lie in a common plane.

Um die Deformations-Membranfeder 4 herzustellen, kann z.B. eine Flachmembranfeder 3 mit flachen, nicht vorverformten Federarmen 32 benutzt werden (4). Insbesondere ist als Flachmembranfeder 3 eine Membranfeder zu verstehen, dass deren innere Abdichtteil 30 und deren äußere Abstützteil 31 in mechanisch entlastetem Zustand vor dem Einbau der Flachmembranfeder 3 in das Membranfederventil 1 bzw. an den Ventilträger 2 in einer gemeinsamen Ebene E liegen. To the deformation diaphragm spring 4 can produce, for example, a flat diaphragm spring 3 with flat, not pre-deformed spring arms 32 to be used ( 4 ). In particular, as a flat membrane spring 3 a diaphragm spring to understand that its inner sealing part 30 and its outer support part 31 in mechanically unloaded condition prior to installation of the flat diaphragm spring 3 in the diaphragm spring valve 1 or to the valve carrier 2 lie in a common plane E.

Die Flachmembranfeder 3 wird mechanisch in einer zur Ebene E senkrechten Richtung R so weit verformt, dass die Federarme über ihre Elastizitätsgrenze hinaus gleichmäßig belastet werden (5). Dadurch bleibt nach der Entfernung der Beanspruchung der Flachmembranfeder 3 eine plastische Verformung übrig. Somit entsteht die Deformations-Membranfeder 4, wobei die Federarme 42 plastisch verformt sind (6). The flat membrane spring 3 is mechanically deformed in a direction R perpendicular to the plane E so far that the spring arms are evenly loaded beyond their elastic limit ( 5 ). This leaves after the removal of the stress of the flat diaphragm spring 3 a plastic deformation left over. This creates the deformation diaphragm spring 4 , wherein the spring arms 42 are plastically deformed ( 6 ).

Durch das Anordnen der Deformations-Membranfeder 4 auf dem flachen Ventilträger 2 sind die plastisch verformten Federarme 42 abgeflacht (1). Dementsprechend liegen im geschlossenen Zustand des Membranfederventils 1 der innere Abdichtteil 30 und der äußere Abstützteil 31 in einer gemeinsamen Ebene E3. By placing the deformation diaphragm spring 4 on the flat valve carrier 2 are the plastically deformed spring arms 42 flattened ( 1 ). Accordingly, in the closed state of the diaphragm spring valve 1 the inner sealing part 30 and the outer support part 31 in a common plane E3.

Somit üben die Federarme 42 im zusammengebauten bzw. im geschlossenen Zustand des Membranfederventils 1 eine Vorspannung, die durch den Pfeil F in 1 gekennzeichnet ist, auf den inneren Abdichtteil 30 aus, um die Durchgangsöffnung 20 zu verschließen. Aufgrund dieser Vorspannung kann der Schließvorgang des Membranfederventils 1 schneller durchgeführt und eine bessere Dichtheit der Durchgangsöffnung 20 sichergestellt werden. Thus, the spring arms practice 42 in the assembled or in the closed state of the diaphragm spring valve 1 a bias indicated by the arrow F in 1 is marked on the inner sealing part 30 out to the passage opening 20 to close. Due to this bias, the closing operation of the diaphragm spring valve 1 performed faster and better tightness of the through hole 20 be ensured.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 7 und 8 ein Membranfederventil 1 gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. The following is with reference to the 7 and 8th a diaphragm spring valve 1 according to a second preferred embodiment of the present invention described in detail.

Das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Membranfederventils 1 unterscheidet sich grundsätzlich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Vorspannung, welche auf den inneren Abdichtteil 30 ausgeübt wird, durch die Gestaltung des Ventilträgers 2 entsteht. The second embodiment of the diaphragm spring valve according to the invention 1 differs fundamentally from the first embodiment in that the bias, which on the inner sealing member 30 is exercised by the design of the valve carrier 2 arises.

Wie aus 7 und 8 ersichtlich ist, weist der Ventilträger 2 eine zylindrische Durchgangsöffnung 20, eine erste Fläche 21 und eine zweite Fläche 22 auf, wobei die erste Fläche 21 und die zweite Fläche 22 durch das Vorhandensein eines Vorsprungs 23 entstehen. Weiterhin sind die erste Fläche 21 und die zweite Fläche 22 nicht in einer gemeinsamen Ebene, sondern in zwei unterschiedlichen zueinander parallelen Ebenen E1 und E2 entsprechend angeordnet. How out 7 and 8th it can be seen has the valve carrier 2 a cylindrical passage opening 20 , a first area 21 and a second area 22 on, with the first surface 21 and the second surface 22 by the presence of a projection 23 arise. Furthermore, the first area 21 and the second surface 22 not arranged in a common plane, but in two different mutually parallel planes E1 and E2 accordingly.

Hierbei ist die Membranfeder in der Form einer Flachmembranfeder 3 der 5 ausgebildet, was auch in 8 zu sehen ist, d.h. ohne plastisch deformierte Federarme. Here, the diaphragm spring is in the form of a flat diaphragm spring 3 of the 5 trained, what also in 8th can be seen, ie without plastically deformed spring arms.

8 zeigt das Membranfederventil 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem nicht zusammengebauten Zustand, das heißt vor dem Einbau der Flachmembranfeder 3 in das Membranfederventil 1 bzw. an den Ventilträger 2. 8th shows the diaphragm spring valve 1 according to the second embodiment of the present invention in an unassembled state, that is, prior to installation of the flat diaphragm spring 3 in the diaphragm spring valve 1 or to the valve carrier 2 ,

Im zusammengebauten, geschlossenen Zustand des Membranfederventils 1, welcher in 7 gezeigt ist, ist der innere Abdichtteil 30 der Flachmembranfeder 3 auf der ersten Fläche 21 des Ventilträgers angeordnet, wobei der äußere Abstützteil 31 auf der zweiten Fläche 22 angeordnet ist. Dadurch sind die Federarme 32 derart verformt, dass die Federarme 32 eine Vorspannung, die durch den Pfeil F gekennzeichnet ist, auf den inneren Abdichtteil 30 zum Verschließen der Durchgangsöffnung 20 ausüben. In the assembled, closed state of the diaphragm spring valve 1 which is in 7 is shown, is the inner sealing member 30 the flat membrane spring 3 on the first surface 21 the valve carrier, wherein the outer support part 31 on the second surface 22 is arranged. As a result, the spring arms 32 deformed so that the spring arms 32 a bias, which is indicated by the arrow F, on the inner sealing member 30 for closing the passage opening 20 exercise.

Nachfolgend wird eine Anwendung des erfindungsgemäßen Membranfederventils 1 in einer Kraftstoffpumpe 5 und die allgemeine Funktion der Kraftstoffpumpe 5 anhand der 9 beschrieben. The following is an application of the diaphragm spring valve according to the invention 1 in a fuel pump 5 and the general function of the fuel pump 5 based on 9 described.

Die Kraftstoffpumpe 5, die nur teilweise gezeigt ist, ist in der Form einer Magnetkolbenpumpe ausgebildet. Dementsprechend weist die Kraftstoffpumpe 5 einen Kolben 50 zum Fördern von Kraftstoff, eine Magnetspule 51 zur Betätigung des Kolbens 50 und ein Rückstellelement 52 zur Rückstellung des Kolbens 50 in eine Ausgangsposition auf. Ferner weist die Kraftstoffpumpe 5 ein erstes erfindungsgemäßes Membranventil 53 als Einlassventil, ein zweites erfindungsgemäßes Membranventil 54 auf und einen Förderraum 55 auf. Beide Membranventile umfassen jeweils eine Deformationsfeder. The fuel pump 5 , which is only partially shown, is in the form of a magnetic piston pump. Accordingly, the fuel pump 5 a piston 50 for pumping fuel, a solenoid 51 for actuating the piston 50 and a return element 52 to reset the piston 50 in a starting position. Furthermore, the fuel pump 5 a first inventive membrane valve 53 as an inlet valve, a second diaphragm valve according to the invention 54 on and a conveyor room 55 on. Both diaphragm valves each comprise a deformation spring.

Die Kraftstoffpumpe 5 saugt Kraftstoff über das erste erfindungsgemäße Membranventil 53 (Einlassventil) durch die Betätigung des Kolbens 50 in eine erste Richtung A in den Förderraum 55 an. Der angesaugte Kraftstoff wird dann durch die Betätigung des Kolbens 50 in eine zweite Richtung B, die entgegengesetzt zur ersten Richtung A ist, im Förderraum 55 unter Druck gesetzt und aus dem zweiten Membranventil 54 (Auslassventil) weiter gefördert. The fuel pump 5 sucks fuel through the first diaphragm valve according to the invention 53 (Inlet valve) by the operation of the piston 50 in a first direction A in the delivery room 55 at. The aspirated fuel is then released by the actuation of the piston 50 in a second direction B, which is opposite to the first direction A, in the delivery room 55 pressurized and out of the second diaphragm valve 54 (Exhaust valve) further promoted.

Es sei angemerkt, dass die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele dem Verständnis der vorliegenden Erfindung dienen und insofern nicht als einschränkend angesehen werden sollten. So ist z.B. beim zweiten Ausführungsbeispiel die Benutzung einer Deformations-Membranfeder 4 anstatt einer Flachmembranfeder 3 ebenso möglich. It should be noted that the above-described embodiments are for the purpose of understanding the present invention and should not be considered as limiting in that respect. For example, in the second embodiment, the use of a deformation diaphragm spring 4 instead of a flat diaphragm spring 3 equally possible.

Durch das erfindungsgemäße Membranfederventil 1 können die oben erwähnten Nachteile des Stands der Technik eliminiert werden. Insbesondere kann der Schließvorgang des Membranventils 1 schneller durchgeführt und das Abdichten der Durchgangsöffnung 20 sichergestellt werden, was auf der ausgeübten Vorspannung auf den inneren Abdichtteil 30 der erfindungsgemäßen Membranfeder im geschlossenen Ventilzustand beruht. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Membranfederventil 1 z.B. in dynamischen Systemen Einsatz finden, was besonders wichtig z.B. bei Kraftstoffpumpen, die in Fahrzeugen benutzt werden, ist. By the diaphragm spring valve according to the invention 1 For example, the above-mentioned disadvantages of the prior art can be eliminated. In particular, the closing operation of the diaphragm valve 1 performed faster and sealing the passage opening 20 be ensured, indicating the applied preload on the inner sealing part 30 the diaphragm spring according to the invention is based in the closed valve state. Furthermore, the membrane spring valve according to the invention 1 For example, in dynamic systems use, which is particularly important, for example, in fuel pumps that are used in vehicles, is.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

GB 2478876 B [0002]

Claims

Diaphragm valve, comprising: - a valve carrier ( 2 ) with a passage opening ( 20 ), - a diaphragm spring ( 3 ; 4 ) with an inner sealing part ( 30 ), an outer support part ( 31 ) and a plurality of spring arms ( 32 ; 42 ), which the inner sealing part ( 30 ) with the outer support part ( 31 ), the diaphragm spring ( 3 ; 4 ) on the valve carrier ( 2 ), and - wherein the inner sealing part ( 30 ) the passage opening ( 20 ) of the valve carrier ( 2 ) closes or releases, - characterized in that - in the closed state of the diaphragm spring valve, the diaphragm spring ( 3 ; 4 ) is set up, by means of the plurality of spring arms ( 32 ; 42 ) a bias on the inner sealing part ( 30 ) in order to open the passage ( 20 ) to close.

Diaphragm spring valve according to claim 1, characterized in that the valve carrier ( 2 ) a first surface ( 21 ) and a second surface ( 22 ), which are arranged in two different mutually parallel planes (E1, E2), wherein in the closed state of the diaphragm spring valve, the inner sealing part ( 30 ) of the diaphragm spring ( 3 ; 4 ) in the first area ( 21 ) is arranged and the outer support part ( 31 ) in the second area ( 22 ) is arranged.

Diaphragm spring valve according to claim 2, characterized in that the diaphragm spring is a flat diaphragm spring ( 3 ).

Diaphragm spring valve according to claim 1 or 2, characterized in that the diaphragm spring is a deformation diaphragm spring ( 4 ) with plastically deformed spring arms ( 42 ).

Diaphragm spring valve according to claim 1 or 4, characterized in that in the closed state of the diaphragm spring valve, the inner sealing part ( 30 ) and the outer support part ( 31 ) lie in a common plane (E3) of the valve carrier.

Membrane spring valve according to one of the preceding claims, characterized in that a minimum width of a spring arm ( 32 ; 42 ) smaller than a minimum distance between the spring arm ( 32 ; 42 ) and the inner sealing part and smaller than a minimum distance between the spring arm ( 32 ; 42 ) and the outer support part ( 31 ).

Membrane spring valve according to one of the preceding claims, characterized in that the spring arms ( 32 ; 42 ) have no overlapping areas in the circumferential direction to each other.

Diaphragm valve according to one of the preceding claims, characterized in that the passage opening ( 20 ) is cylindrical or stepped.

Diaphragm spring, characterized in that the diaphragm spring is a deformation diaphragm spring ( 4 ) with plastically deformed spring arms ( 42 ).

Fuel pump, comprising a diaphragm spring valve ( 1 ) or a diaphragm spring ( 3 ; 4 ) according to one of the preceding claims.

Vehicle comprising a diaphragm spring valve ( 1 ) and / or a diaphragm spring ( 3 ; 4 ) and / or a fuel pump ( 5 ) according to one of the preceding claims.