DE102020210846A1

DE102020210846A1 - high-pressure fuel pump

Info

Publication number: DE102020210846A1
Application number: DE102020210846.3A
Authority: DE
Inventors: Christoph Buehler; Stephan Wehr
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-08-27
Filing date: 2020-08-27
Publication date: 2022-03-03
Also published as: CN114109680A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit einer in einem Pumpengehäuse (52) ausgebildeten Ventilaufnahme (27) und einer Ventileinrichtung (24) deren Ventilsitz (68) eine um seinen Umfang umlaufende Nut (81) im Bereich einer radial außenliegenden Kontaktfläche mit dem Pumpengehäuse (52) aufweist und/oder dass das Pumpengehäuse (52) in der Ventilaufnahme (27) eine radial auswärts gerichtete und umfänglich umlaufende Nut (80) aufweist.The invention relates to a high-pressure fuel pump with a valve receptacle (27) formed in a pump housing (52) and a valve device (24) whose valve seat (68) has a groove (81) running around its circumference in the area of a radially outer contact surface with the pump housing (52). and/or that the pump housing (52) in the valve receptacle (27) has a radially outwardly directed and circumferential groove (80).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a high-pressure fuel pump according to the preamble of claim 1.

In Kraftstoffsystemen einer Brennkraftmaschine werden Kraftstoffhochdruckpumpen eingesetzt, um Kraftstoff von einem in einem Niederdruckbereich herrschenden Vordruck auf einen Einspritzdruck, der für eine Kraftstoffeinspritzung erforderlich ist, zu verdichten. Derartige Kraftstoffhochdruckpumpen weisen üblicherweise mindestens einen Kolben auf, der mittels eines Antriebs, der beispielsweise durch eine Nocke oder eine Exzenterscheibe gebildet ist, axial bewegt werden kann. Durch die axiale Bewegung des Kolbens wird in einem Saughub Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich über ein Mengensteuerventil, das eine Ventileinrichtung darstellt und teilweise als Einlassventil bezeichnet wird, in einen Förderraum angesaugt. In einem Förderhub wird der Kraftstoff im Kolbenraum verdichtet und über ein Auslassventil einem üblicherweise als Rail ausgebildeten Hochdruckbereich zugeführt. Wird das Mengensteuerventil bei Beginn des Förderhubs nicht geschlossen oder während des Förderhubs geöffnet, so kann hierdurch die Menge an Kraftstoff, die über das Auslassventil dem Hochdruckbereich zugeführt wird, gesteuert werden.High-pressure fuel pumps are used in fuel systems of an internal combustion engine in order to compress fuel from a pre-pressure prevailing in a low-pressure region to an injection pressure that is required for fuel injection. Such high-pressure fuel pumps usually have at least one piston that can be moved axially by means of a drive that is formed, for example, by a cam or an eccentric disk. Due to the axial movement of the piston, fuel from the low-pressure area is sucked into a delivery chamber via a quantity control valve, which represents a valve device and is sometimes referred to as an inlet valve, in an intake stroke. In a delivery stroke, the fuel is compressed in the piston chamber and fed via an outlet valve to a high-pressure area, usually designed as a rail. If the quantity control valve is not closed at the beginning of the delivery stroke or is opened during the delivery stroke, the quantity of fuel that is supplied to the high-pressure area via the outlet valve can be controlled in this way.

Derartige Kraftstoffhochdruckpumpen umfassen üblicherweise eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung, die zur Beeinflussung der Stellung eines Ventilelements des Mengensteuerventils dient. Typischerweise ist das Ventilelement, bspw. über einen Stößel, mittels der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung zwangsweise öffenbar bzw. aufhaltbar. Typische Einlassventile bzw. Mengensteuerventile umfassen einen Ventiltopf, das bereits erwähnte Ventilelement sowie einen Ventilsitz. Das Ventilelement ist dabei typischerweise mittels einer an dem Ventiltopf und dem Ventilelement anliegenden Feder in eine geschlossene Stellung gespannt. In der geschlossenen Stellung liegt es an dem Ventilsitz an und trennt eine Förderraumseite von einer Ansaugseite. Ventiltopf und Ventilsitz sind typischerweise derart angeordnet, dass sie ein Gehäuse der Kraftstoffhochdruckpumpe kontaktieren und mittels einer Verstemmung in diesem befestigt sind. Moderne Motorenbauweisen und Betriebsarten erfordern immer höhere Drücke, die zyklisch auf- und abgebaut werden. Hierdurch werden die Bauteile des Einlassventils und die Verstemmung zyklisch stark belastet.Such high-pressure fuel pumps usually include an electromagnetic actuator that is used to influence the position of a valve element of the quantity control valve. Typically, the valve element can be positively opened or stopped, for example via a tappet, by means of the electromagnetic actuating device. Typical intake valves or quantity control valves include a valve pot, the valve element already mentioned, and a valve seat. In this case, the valve element is typically tensioned into a closed position by means of a spring lying against the valve pot and the valve element. In the closed position, it rests against the valve seat and separates a conveying chamber side from an intake side. Valve pot and valve seat are typically arranged in such a way that they contact a housing of the high-pressure fuel pump and are fixed in it by means of caulking. Modern engine designs and operating modes require ever higher pressures, which are built up and reduced cyclically. As a result, the components of the intake valve and the caulking are heavily cyclically loaded.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Kraftstoffhochdruckpumpe bereitzustellen, die einfach herstellbar ist, den Anforderungen an hohe Förderdrücke gerecht wird und robust und zuverlässig arbeitet bzw. ausgebildet ist.The object of the present invention is to provide a high-pressure fuel pump that is easy to produce, meets the requirements for high delivery pressures and works or is designed to be robust and reliable.

Die Aufgabe wird durch eine Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in der nachfolgenden Beschreibung sowie in den Unteransprüchen.The object is achieved by a high-pressure fuel pump according to claim 1. Further advantageous embodiments can be found in the following description and in the dependent claims.

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist ein Pumpengehäuse auf. In dem Pumpengehäuse ist ein Förderraum angeordnet. Typischerweise ist der den Förderraum begrenzende Zylinder durch eine Bohrung im Pumpengehäuse realisiert, es ist jedoch auch die Verwendung einer Zylinderbuchse denkbar. Die Kraftstoffhochdruckpumpe umfasst weiter einen Einlassbereich mit einem Anschluss zur Verbindung mit dem Niederdruckbereich des Kraftstoffsystems in dem die Kraftstoffhochdruckpumpe eingesetzt wird. Typischerweise ist der Anschluss als separat ausgebildeter und an das Gehäuse angefügter Stutzen ausgebildet, was fertigungstechnische Vorteile bieten kann. Der Stutzen kann bspw. als Tiefziehteil ausgebildet sein. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass der Anschluss durch das Material des Pumpengehäuses gebildet ist. Die Kraftstoffhochdruckpumpe umfasst weiter eine Ventileinrichtung, die in einem geöffneten Zustand den Einlassbereich fluidisch mit dem Förderraum verbindet und im geschlossenen Zustand voneinander trennt. Die Ventileinrichtung wird auch als Einlassventil bzw. Mengensteuerventil bezeichnet. Die Ventileinrichtung umfasst einen Ventiltopf, ein Ventilelement sowie einen Ventilsitz und insbesondere eine Feder. Der Ventiltopf ist förderraumseitig bzw. hochdruckseitig angeordnet und der Ventilsitz niederdruckseitig. Zwischen dem Ventiltopf und dem Ventilsitz ist das Ventilelement angeordnet. Das Ventilelement ist in einer axialen Richtung in die eben erwähnte geschlossene Stellung gespannt. Hierzu ist es üblicherweise mit der vorab genannten Feder, die insbesondere am Ventilelement und am Ventiltopf anliegt, in der Ventileinrichtung verspannt. In der geschlossenen Stellung liegt es dichtend an dem Ventilsitz an. Der Ventilsitz ist über eine Verstemmung gegenüber dem Pumpengehäuse befestigt. Die Ventileinrichtung ist in einer im Pumpengehäuse ausgebildeten Ventilaufnahme angeordnet. Dabei ist der Ventiltopf zwischen dem Ventilsitz und einer axialen Anlagefläche des Pumpengehäuses axial verspannt. Nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist nun vorgesehen, dass der Ventilsitz eine um seinen Umfang umlaufende Nut im Bereich einer radial außenliegenden Kontaktfläche mit dem Pumpengehäuse aufweist. Nach einer zusätzlichen oder alternativen erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Pumpengehäuse in der Ventilaufnahme auf axialer Höhe zwischen der axialen Anlagefläche des Pumpengehäuses und dem Ventilsitz eine radial auswärts gerichtete und umfänglich umlaufende Nut aufweist. Hierdurch kann die Steifigkeit gezielt reduziert werden und somit die Belastung auf das Pumpengehäuse und/oder das Einlassventil, insbesondere den Ventilsitz, gezielt gesteuert werden. Somit können Schwachstellen reduziert werden. Das Vorsehen einer oder beider erwähnten Nuten macht die Konstruktion flexibler, so dass Druckschwankungen, Pulsationen bzw. Druckspitzen durch ein Nachgeben des Materials eine geringere Belastung für die Verbindungsstellen der einzelnen Bauteile miteinander darstellen. Die Wahrscheinlichkeit einer Leckage wird reduziert. Zudem können die Spannungen im festigkeitskritischen Bereichen soweit reduziert werden, dass eine dauerfeste Auslegung umgesetzt werden kann. Hierdurch ergibt sich eine Verbesserung der Festigkeit entsprechender Bauteile. Durch die verbesserte Festigkeit können Wandstärken minimiert werden, die zur Einhaltung des benötigten Pumpengehäuse-Bauraumes notwendig sind. The invention relates to a high-pressure fuel pump for an internal combustion engine. The high-pressure fuel pump has a pump housing. A pumping chamber is arranged in the pump housing. Typically, the cylinder delimiting the conveying space is realized by a bore in the pump housing, but the use of a cylinder liner is also conceivable. The high-pressure fuel pump also includes an inlet area with a connection for connection to the low-pressure area of the fuel system in which the high-pressure fuel pump is used. Typically, the connection is designed as a separately formed socket attached to the housing, which can offer manufacturing advantages. The socket can, for example, be designed as a deep-drawn part. However, it is also conceivable that the connection is formed by the material of the pump housing. The high-pressure fuel pump also includes a valve device which fluidly connects the inlet region to the pumping chamber in an open state and separates it from one another in the closed state. The valve device is also referred to as an inlet valve or quantity control valve. The valve device includes a valve pot, a valve element and a valve seat and in particular a spring. The valve pot is on the pumping chamber side or the high-pressure side and the valve seat is on the low-pressure side. The valve element is arranged between the valve pot and the valve seat. The valve member is biased in an axial direction to the closed position just mentioned. For this purpose, it is usually braced in the valve device with the aforementioned spring, which rests in particular on the valve element and on the valve pot. In the closed position, it lies sealingly against the valve seat. The valve seat is secured to the pump housing by caulking. The valve device is arranged in a valve seat formed in the pump housing. The valve pot is clamped axially between the valve seat and an axial contact surface of the pump housing. According to a first embodiment according to the invention, it is now provided that the valve seat has a groove running around its circumference in the region of a radially outer contact surface with the pump housing. According to an additional or alternative embodiment of the invention, it is provided that the pump housing in the valve seat at an axial height between rule the axial contact surface of the pump housing and the valve seat has a radially outwardly directed and circumferential groove. As a result, the rigidity can be reduced in a targeted manner and the load on the pump housing and/or the inlet valve, in particular the valve seat, can thus be controlled in a targeted manner. In this way, weak points can be reduced. The provision of one or both mentioned grooves makes the construction more flexible, so that pressure fluctuations, pulsations or pressure peaks due to yielding of the material represent a lower stress for the connection points of the individual components with one another. The likelihood of leakage is reduced. In addition, the stresses in the strength-critical areas can be reduced to such an extent that a durable design can be implemented. This results in an improvement in the strength of corresponding components. Thanks to the improved strength, wall thicknesses that are necessary to maintain the required pump housing space can be minimized.

Hierdurch ist eine Reduzierung des Bauraumes für das Pumpengehäuse, den Ventilsitz und andere mit einer entsprechenden Nut versehenen Bauteile.This reduces the installation space for the pump housing, the valve seat and other components provided with a corresponding groove.

Vorteilhafterweise weist die umlaufende Nut im Bereich einer radial außenliegenden Kontaktfläche des Ventilsitzes einen im Wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt auf. Eine derartige Formgebung begünstigt die Herstellung und weist positive Eigenschaften bzgl. der resultierenden Flexibilität des Ventilsitzes auf.Advantageously, the circumferential groove has a substantially triangular cross section in the area of a radially outer contact surface of the valve seat. Such a shape favors the production and has positive properties with regard to the resulting flexibility of the valve seat.

Vorteilhafterweise weist die umlaufende Nut in der Ventilaufnahme einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Eine derartige Form lässt sich einfach herstellen und bietet vorteilhafte Flexibilitätseigenschaften.Advantageously, the circumferential groove in the valve seat has a substantially rectangular cross section. Such a shape is easy to manufacture and offers advantageous flexibility properties.

Auch mehrere umlaufende Nuten können in der Ventilaufnahme und/oder in dem Ventilsitzt vorgesehen sein. Es ist denkbar, dass der jeweilige Querschnitt auch eine andere Form, als rechteckig und/oder dreieckig aufweisen kann, beispielsweise rund, oval, wellenförmig, etc. Die Querschnitte der einzelnen Nuten können sich jeweils in Form und/oder Größe unterscheiden. Es ist aber denkbar, dass die Querschnitte der einzelnen Nuten in Größe und/oder Form identisch sind. Die umlaufenden Nuten dienen als Entlastungsnuten und reduzieren die Steifigkeit der Bauteile in denen sie angeordnet sind.A plurality of circumferential grooves can also be provided in the valve receptacle and/or in the valve seat. It is conceivable that the respective cross section can also have a shape other than rectangular and/or triangular, for example round, oval, wavy, etc. The cross sections of the individual grooves can differ in shape and/or size. However, it is conceivable that the cross sections of the individual grooves are identical in size and/or shape. The circumferential grooves serve as relief grooves and reduce the rigidity of the components in which they are arranged.

Vorteilhafterweise grenzt die umlaufende Nut in der Ventilaufnahme an eine axiale Anlagefläche des Pumpengehäuses an.Advantageously, the circumferential groove in the valve seat borders on an axial contact surface of the pump housing.

Vorteilhafterweise ist die Ventilaufnahme von einer durch die Verstemmung gebildeten Verstemmwulst bis zu der axialen Anlagefläche und ausgenommen den Bereich der radial auswärts erstreckten Nut mit konstantem Durchmesser ausgebildet. Die Ventilaufnahme kann in einem einfachen Bohrvorgang hergestellt werden anschließend kann die entsprechende Nut eingebracht werden, die Ventileinrichtung eingesetzt werden und anschließend der Ventilsitz über die Ausbildung der Verstemmung fixiert werden. Die entsprechende Kraftstoffhochdruckpumpe ist damit kostengünstig und mit geringen Taktzeiten großtechnisch herstellbar. Der Ventilsitz mit entsprechender Nut separat als Fertig-Bauelement bereitstellbar.Advantageously, the valve receptacle is formed by a caulking bead formed by the caulking up to the axial contact surface and except for the area of the radially outwardly extending groove with a constant diameter. The valve receptacle can be produced in a simple drilling process, then the corresponding groove can be introduced, the valve device can be inserted and then the valve seat can be fixed by forming the caulking. The corresponding high-pressure fuel pump can therefore be produced on an industrial scale at low cost and with short cycle times. The valve seat with the corresponding groove can be provided separately as a finished component.

Vorteilhafterweise verjüngt sich der Ventilsitz in Richtung radial auswärts in seiner axialen Erstreckung zur radial außenliegenden Kontaktfläche hin. Mit anderen Worten, die axiale Dicke des Ventilsitzes nimmt in radialer Richtung ab, sodass die axiale Dicke des Ventilsitzes am radial äußeren Rand am geringsten ist. Dabei kann die Verjüngung des Ventilsitzes einen bogenförmig, gerade oder stufenweise abnehmenden Verlauf aufweisen. Selbstverständlich sind auch andere verjüngende Formen und andersartige Verläufe denkbar. Dies beeinflusst den Spannungsverlauf im befestigten und belasteten Ventilsitz positiv.Advantageously, the valve seat tapers in the radially outward direction in its axial extent toward the radially outer contact surface. In other words, the axial thickness of the valve seat decreases in the radial direction, so that the axial thickness of the valve seat is smallest at the radially outer edge. The tapering of the valve seat can have an arcuate, straight or stepwise decreasing course. Of course, other tapered shapes and different courses are also conceivable. This has a positive influence on the stress profile in the fastened and loaded valve seat.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der Zeichnungen erläutert werden, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlicher Kombination für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.Further features, possible applications and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments of the invention, which are explained with reference to the drawings, with the features being important for the invention both individually and in different combinations, without this being explicitly pointed out again will.

Es zeigen:

1 eine vereinfachte schematisierte Darstellung eines Kraftstoffsystems für eine Brennkraftmaschine;
2 eine Schnittdarstellung einer Kraftstoffhochdruckpumpe;
3 einen Teilbereich von 2;
4 ein schematisches Verspannungsdiagramm und
5 ein Teilbereich einer Schnittdarstellung der Kraftstoffhochdruckpumpe nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Show it:

1 a simplified schematic representation of a fuel system for an internal combustion engine;
2 a sectional view of a high-pressure fuel pump;
3 a portion of 2 ;
4 a schematic bracing diagram and
5 a partial area of a sectional view of the high-pressure fuel pump according to a further exemplary embodiment.

1 zeigt ein Kraftstoffsystem 10 für eine weiter nicht dargestellte Brennkraftmaschine in einer vereinfachten schematischen Darstellung. Aus einem Kraftstofftank 12 wird Kraftstoff über eine Saugleitung 14, mittels einer Vorförderpumpe 16 und einer Niederdruckleitung 18 über einen Einlassbereich 20 einer Kraftstoffhochdruckpumpe 22 zugeführt. Im Anschluss an den Einlassbereich 20 ist eine Ventileinrichtung 24 angeordnet, die ein Mengensteuerventil 25 der Kraftstoffhochdruckpumpe 22 bildet und über die ein Kolbenraum 26 mit einem Niederdruckbereich 28, der die Vorförderpumpe 16, die Saugleitung 14, und den Kraftstofftank 12 umfasst, verbindbar ist. 1 shows a fuel system 10 for an internal combustion engine (not shown) in a simplified schematic representation. Fuel is supplied from a fuel tank 12 via a suction line 14, by means of a pre-supply pump 16 and a low-pressure line 18 via an inlet area 20 of a high-pressure fuel pump 22 is supplied. A valve device 24, which forms a quantity control valve 25 of the high-pressure fuel pump 22 and via which a piston chamber 26 can be connected to a low-pressure area 28, which includes the pre-supply pump 16, the suction line 14 and the fuel tank 12, is arranged downstream of the inlet area 20.

Über eine Steuereinheit 30 ist eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung 32 ansteuerbar. Das Mengensteuerventil 25 wiederum ist über die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 32, auf die später noch im Detail eingegangen werden soll, betätigbar bzw. in seiner Stellung beeinflussbar. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 22 ist vorliegend als Kolbenpumpe ausgeführt, wobei ein Kolben 34 mittels eines als Nockenscheibe ausgeführten Antriebs 36 entlang einer Kolbenlängsachse 38 auf- und ab bewegt werden kann, was durch einen Pfeil mit dem Bezugszeichen 40 schematisch dargestellt ist.An electromagnetic actuating device 32 can be controlled via a control unit 30 . The quantity control valve 25, in turn, can be actuated or its position can be influenced via the electromagnetic actuating device 32, which will be discussed in detail later. The high-pressure fuel pump 22 is embodied here as a piston pump, with a piston 34 being able to be moved up and down along a piston longitudinal axis 38 by means of a drive 36 embodied as a cam disk, which is illustrated schematically by an arrow with reference number 40 .

Hydraulisch zwischen dem Förderraum 26 und einem Auslass 42 der Kraftstoffhochdruckpumpe 22 ist ein in der 1 als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildetes Auslassventil 44 angeordnet, welches zum Auslass 42 hin öffnen kann. Der Auslass 42 ist an eine Hochdruckleitung 46 und über diese an einen Hochdruckspeicher 48 („Rail“) angeschlossen. Weiterhin ist hydraulisch zwischen dem Auslass 42 und dem Förderraum 26 ein ebenfalls als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildetes Druckbegrenzungsventil 50 angeordnet, das zum Förderraum 26 hin öffnen kann. Im Betrieb des Kraftstoffsystems 10 fördert die Vorförderpumpe 16 Kraftstoff vom Kraftstofftank 12 in die Niederdruckleitung 18. Das Einlassventil 28 kann in Abhängigkeit von einem jeweiligen Bedarf an Kraftstoff geschlossen und geöffnet werden. Hierdurch wird die zum Hochdruckspeicher 48 geförderte Kraftstoffmenge beeinflusst. Die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 30 wird dabei, wie bereits ausgeführt, durch die Steuereinheit 32 entsprechend angesteuert und beeinflusst die Stellung des Mengensteuerventils 25.Hydraulically between the pumping chamber 26 and an outlet 42 of the high-pressure fuel pump 22 is in the 1 arranged as a spring-loaded check valve designed outlet valve 44, which can open towards the outlet 42. The outlet 42 is connected to a high-pressure line 46 and via this to a high-pressure accumulator 48 (“rail”). Also arranged hydraulically between the outlet 42 and the delivery chamber 26 is a pressure-limiting valve 50 which is also designed as a spring-loaded check valve and can open towards the delivery chamber 26 . During operation of the fuel system 10, the pre-supply pump 16 delivers fuel from the fuel tank 12 into the low-pressure line 18. The inlet valve 28 can be closed and opened as a function of a particular need for fuel. As a result, the amount of fuel delivered to the high-pressure accumulator 48 is influenced. As already explained, the electromagnetic actuating device 30 is actuated accordingly by the control unit 32 and influences the position of the quantity control valve 25.

Die Kraftstoffhochdruckpumpe 22 ist in 2 in einer Schnittdarstellung teilweise gezeigt. Aus der Darstellung von 2 ist ersichtlich, dass das Druckbegrenzungsventil 50, das Auslassventil 44 und das Einlassventil 24 in einem Pumpengehäuse 52 angeordnet sind. Ebenso im Pumpengehäuse 52 angeordnet sind der Förderraum 26, der auch als Kolbenraum 26 bezeichnet wird, und teilweise der Kolben 34. Ein aus dem Pumpengehäuse 52 herausragendes unteres Ende des Kolbens ist mit einem Kolbenteller 54 verbunden. Über den Kolbenteller 54 liegt der Kolben 34 an dem in 2 nicht gezeigten Antrieb 36 an. Die Ausgestaltung und Anordnung des Auslassventils 44, des Druckbegrenzungsventils 50 sowie die Ausbildung des diese umgebenden Bereichs ist als ein Beispiel zu verstehen und kann auch andersartig ausgestaltet sein. Gleiches gilt für den Kolben 34 bzw. die an dessen unterem Teil angeordnete Dichtung und andere Ausgestaltungen in diesem Bereich.The high-pressure fuel pump 22 is in 2 partially shown in a sectional view. From the representation of 2 it can be seen that the pressure relief valve 50, the outlet valve 44 and the inlet valve 24 are arranged in a pump housing 52. Also arranged in the pump housing 52 are the delivery chamber 26, which is also referred to as the piston chamber 26, and partially the piston 34. A lower end of the piston protruding from the pump housing 52 is connected to a piston plate 54. The piston 34 rests on the in 2 drive 36, not shown. The design and arrangement of the outlet valve 44, the pressure-limiting valve 50 and the design of the area surrounding them is to be understood as an example and can also be designed differently. The same applies to the piston 34 or the seal arranged on its lower part and other configurations in this area.

An einem dem Kolbenteller 54 gegenüberliegenden Ende der Kraftstoffhochdruckpumpe 22 ist eine Dämpfereinrichtung 23 angeordnet. Die Dämpfereinrichtung 23 dient dazu, Druckschwankungen, die im Betrieb der Kraftstoffhochdruckpumpe 22 auftreten, auszugleichen.A damper device 23 is arranged on an end of the high-pressure fuel pump 22 opposite the piston plate 54 . The damper device 23 serves to compensate for pressure fluctuations that occur when the high-pressure fuel pump 22 is in operation.

Nachfolgend wird die Ventileinrichtung 24 und die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 32 im Detail erläutert. Die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 32 umfasst eine Magnetspule 56. Wird die Magnetspule 56 bestromt, so bildet sich ein Magnetfeld aus, über das eine Ventilnadel 58 in ihrer Position verstellbar ist. Über die Ventilnadel 58 ist ein Ventilelement 60 des Mengensteuerventils 25 zwangsweise öffenbar bzw. offenhaltbar. Über die Magnetspule 56 kann also mittels der Ventilnadel 58 das Mengensteuerventil 25 in seiner Stellung beeinflusst werden, geöffnet werden oder offen gehalten werden.The valve device 24 and the electromagnetic actuating device 32 are explained in detail below. The electromagnetic actuating device 32 includes a magnetic coil 56. If the magnetic coil 56 is energized, a magnetic field is formed, via which a valve needle 58 can be adjusted in its position. A valve element 60 of the quantity control valve 25 can be positively opened or kept open via the valve needle 58 . The position of the quantity control valve 25 can thus be influenced, opened or kept open via the magnet coil 56 by means of the valve needle 58 .

In 3 ist der Bereich um die Ventileinrichtung 24 im Detail dargestellt. Die Ventileinrichtung 24 umfasst einen Ventiltopf 66, das Ventilelement 60 sowie einen Ventilsitz 68. Das Ventilelement 60 ist über eine Feder 64 in eine geschlossene Position vorgespannt. In der geschlossenen Stellung liegt es dichtend an dem Ventilsitz 68 an. Der Ventilsitz 68 ist über eine Verstemmung 70 gegenüber dem Pumpengehäuse 52 befestigt.In 3 the area around the valve device 24 is shown in detail. The valve device 24 includes a valve pot 66, the valve element 60 and a valve seat 68. The valve element 60 is biased by a spring 64 into a closed position. In the closed position it rests against the valve seat 68 in a sealing manner. The valve seat 68 is fixed in relation to the pump housing 52 by means of a caulking 70 .

Das Ventilelement 60 ist in einem Strömungskanal 62 angeordnet. Der Strömungskanal 62 verbindet den Niederdruckbereich 28 mit dem Förderraum 26. Je nach Position des Ventilelements 60 ist der Strömungskanal 62 fluidisch durchgängig oder fluidisch unterbrochen. Mit anderen Worten, je nach Position des Ventilelements 60 sind der Niederdruckbereich 28 und der Förderraum 26 fluidisch miteinander verbunden oder fluidisch voneinander getrennt.The valve element 60 is arranged in a flow channel 62 . The flow channel 62 connects the low-pressure region 28 to the pumping chamber 26. Depending on the position of the valve element 60, the flow channel 62 is fluidically continuous or fluidically interrupted. In other words, depending on the position of the valve element 60, the low-pressure region 28 and the conveying chamber 26 are fluidically connected to one another or fluidically separated from one another.

Eine Bewegungsachse des Ventilelements 60 ist mit dem Bezugszeichen 63 gekennzeichnet. Die Bewegungsachse 63 entspricht einer axialen Richtung A, die orthogonal zu einer radialen Richtung R verläuft.An axis of movement of the valve element 60 is marked with the reference number 63 . The movement axis 63 corresponds to an axial direction A, which is orthogonal to a radial direction R.

Die Ventileinrichtung 24 ist einer Ventilaufnahme 27 im Pumpengehäuse 52 angeordnet. Die Ventilaufnahme 27 erstreckt sich in axialer Richtung A und weist verschiedene Bereiche auf. Ein erster, mit Ausnehmung 71 bezeichneter Bereich erstreckt sich in axialer Richtung A bis zu einer axialen Anlagefläche 72 im Pumpengehäuse 52.The valve device 24 is arranged in a valve receptacle 27 in the pump housing 52 . The valve seat 27 extends in the axial direction A and has different areas. A first area, designated recess 71, extends in the axial direction A up to an axial contact surface 72 in the pump housing 52.

An die Ausnehmung 71 grenzt sich in axialer Richtung A ein weiterer, mit Ventiltopfaufnahme 73 bezeichneter Bereich an. An die Ventiltopfaufnahme 73 grenzt sich ein dritter Bereich an, der vorliegend als Ventilsitzaufnahme 74 bezeichnet wird. Die Ventiltopfaufnahme 73 und die Ventilsitzaufnahme 74 weisen vorliegend denselben Durchmesser auf. Die Ausnehmung 71 weist insbesondere gegenüber der Ventiltopfaufnahme 73 einen geringeren Durchmesser auf. Dadurch kann die axiale Anlagefläche 72 gebildet werden.Adjacent to the recess 71 in the axial direction A is another area denoted by the valve pot receptacle 73 . A third area, which is referred to as the valve seat receptacle 74 in the present case, adjoins the valve pot receptacle 73 . The valve pot receptacle 73 and the valve seat receptacle 74 have the same diameter in the present case. The recess 71 has a smaller diameter, in particular compared to the valve pot receptacle 73 . As a result, the axial contact surface 72 can be formed.

Der Ventiltopf 66 kontaktiert das Pumpengehäuse 52 in axialer Richtung an der axialen Anlagefläche 72. Es ist eine umlaufende Nut 80 in der Ventilaufnahme 27 innerhalb der Ventiltopfaufnahme 73 angeordnet. Abhängig von Form und Größe der Nut 80 kann der Ventiltopf 66 das Pumpengehäuse 52 in radialer Richtung R innerhalb der Ventiltopfaufnahme 73 kontaktieren oder keinen radialen Kontakt zum Pumpengehäuse 52 aufweisen. Vorliegend ist der Querschnitt der Nut 80 in Form eines Rechtecks ausgebildet. Vorliegend ist der Ventiltopf 66 innerhalb der Ventiltopfaufnahme 73 und der Ausnehmung 71 angeordnet.The valve pot 66 contacts the pump housing 52 in the axial direction on the axial contact surface 72. A circumferential groove 80 is arranged in the valve receptacle 27 within the valve pot receptacle 73. Depending on the shape and size of the groove 80 , the valve pot 66 can contact the pump housing 52 in the radial direction R within the valve pot receptacle 73 or have no radial contact with the pump housing 52 . In the present case, the cross section of the groove 80 is in the form of a rectangle. In the present case, the valve pot 66 is arranged within the valve pot receptacle 73 and the recess 71 .

Der Ventiltopf 66 wird zwischen der axialen Anlagefläche 72 und dem Ventilsitz 68 eingeklemmt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Ventilsitz 68 eine im Bereich einer radial außenliegenden Kontaktfläche umlaufende Nut 81 auf. Vorliegend weist der Querschnitt der umlaufenden Nut 81 eine dreieckige Form auf.The valve pot 66 is clamped between the axial contact surface 72 and the valve seat 68 . In the exemplary embodiment shown, the valve seat 68 has a circumferential groove 81 in the area of a radially outer contact surface. In the present case, the cross section of the circumferential groove 81 has a triangular shape.

Der Ventilsitz 68 kontaktiert in radialer Richtung R das Pumpengehäuse 52 innerhalb der Ventilsitzaufnahme 74. Der Ventilsitz 68 ist durch eine Verstemmung 70 befestigt. Beim Verstemmvorgang bildet sich eine Verstemmwulst 75 aus, die den Ventilsitz 68 formschlüssig innerhalb der Ventilaufnahme 27 fixiert. Zusätzlich zu diesem Formschluss, wird der Ventilsitz 68 durch die Verstemmung 70 kraftschlüssig fixiert. Die sich dadurch ergebende Spannkraft ist in einem schematischen Verspannungsdiagramm in 4 dargestellt und mit Fv bezeichnet.The valve seat 68 contacts the pump housing 52 within the valve seat receptacle 74 in the radial direction R. The valve seat 68 is secured by a caulking 70 . During the caulking process, a caulking bead 75 forms, which fixes the valve seat 68 in a form-fitting manner within the valve receptacle 27 . In addition to this form fit, the valve seat 68 is fixed in a non-positive manner by the caulking 70 . The resulting clamping force is shown in a schematic clamping diagram in 4 shown and labeled Fv.

4 zeigt ein schematisches Verspannungsdiagramm. Vorliegend ist die Spannkraft Fv auf der X-Achse in willkürlichen Einheiten aufgetragen und eine Längenänderung Δs auf der Y-Achse in willkürlichen Einheiten aufgetragen. 4 shows a schematic stress diagram. In the present case, the clamping force Fv is plotted on the X-axis in arbitrary units and a change in length Δs is plotted on the Y-axis in arbitrary units.

Die Kennlinie des Pumpengehäuses 52 ist in dem dargestellten Diagramm mit dem Bezugszeichen 90 bezeichnet. Die Kennlinie des Ventilsitzes 68 ist in dem dargestellten Diagramm mit dem Bezugszeichen 91 bezeichnet. Der Schnittpunkt dieser beider Kennlinien 90, 91 stellt die anfallende Spannkraft, die mittels eines Doppelpfeils F_V1 dargestellt ist, dar.The characteristic curve of the pump housing 52 is denoted by reference number 90 in the diagram shown. The characteristic curve of valve seat 68 is denoted by reference number 91 in the diagram shown. The intersection of these two characteristic curves 90, 91 represents the occurring clamping force, which is represented by a double arrow F _V1 .

Die zyklische Belastung, die durch den wechselseitigen Förder- und Saughub entsteht, verteilt sich gemäß den Steifigkeiten auf das Pumpengehäuse 52 und den Ventilsitz 68. Die zyklische Belastung ist in 4 mit dem Doppelpfeil F_B dargestellt. Dabei entspricht ein erstes Ende des Doppelpfeils F_B einem Punkt auf der Kennlinie 90 des Pumpengehäuses 52 und ein zweites Ende des Doppelpfeils F_B einem Punkt auf der Kennlinie 91 des Ventilsitzes 68. Der Anteil der zyklischen Belastung F_B, der auf das Pumpengehäuse 52 abfällt, ist in 4 mit dem Doppelpfeil F_BG dargestellt. Dabei entspricht ein erstes Ende des Doppelpfeils F_BG einem Punkt auf der Kennlinie 90 des Pumpengehäuses 52 und ein zweites Ende des Doppelpfeils F_BG entspricht dem X-Wert des Schnittpunkts der beiden Kennlinien 90 und 91. Der Anteil der zyklischen Belastung F_B, der auf den Ventilsitz 68 abfällt, ist in 4 mit dem Doppelpfeil F_BVS dargestellt. Dabei entspricht ein erstes Ende des Doppelpfeils F_BVS auf einem Punkt der Kennlinie 91 des Ventilsitzes 68 und ein zweites Ende des Doppelpfeils F_BVS entspricht dem X-Wert des Schnittpunkts der beiden Kennlinien 90 und 91.The cyclic load, which is caused by the alternating delivery and suction stroke, is distributed according to the stiffness of the pump housing 52 and the valve seat 68. The cyclic load is in 4 represented by the double arrow F _B . A first end of the double arrow F _B corresponds to a point on the characteristic curve 90 of the pump housing 52 and a second end of the double arrow F _B corresponds to a point on the characteristic curve 91 of the valve seat 68. The proportion of the cyclic load F _B that falls on the pump housing 52 , is in 4 shown with the double arrow F _BG . A first end of the double arrow F _BG corresponds to a point on the characteristic curve 90 of the pump housing 52 and a second end of the double arrow F _BG corresponds to the X value of the intersection of the two characteristic curves 90 and 91. The proportion of the cyclic load F _B that the valve seat 68 drops is in 4 shown with the double arrow F _BVS . A first end of the double arrow F _BVS corresponds to a point on the characteristic curve 91 of the valve seat 68 and a second end of the double arrow F _BVS corresponds to the X value of the point of intersection of the two characteristic curves 90 and 91.

Die Steifigkeiten des Pumpengehäuses 52 und des Ventilsitzes 68 können mit Nuten 80, 81, die als Entlastungsnuten fungieren, beeinflusst werden. So wird z. B. durch die umlaufende Nut 81 des Ventilsitzes 68 dessen Steifigkeit reduziert.The stiffness of the pump housing 52 and the valve seat 68 can be influenced with grooves 80, 81, which act as relief grooves. So e.g. B. reduced by the circumferential groove 81 of the valve seat 68 whose rigidity.

In 4 ist eine Kennlinie, die einen Ventilsitz 68 mit einer umlaufenden Nut 81 darstellt, als eine gestrichelte Linie mit Bezugszeichen 92 bezeichnet. Damit ergibt sich beispielhaft die mit dem Doppelpfeils F_B' angedeutete zyklische Belastung. Dabei entspricht ein erstes Ende des Doppelpfeils F_B' einem Punkt auf der Kennlinie 90 des Pumpengehäuses 52 und ein zweites Ende des Doppelpfeils F_B' einem Punkt auf der Kennlinie 92 des Ventilsitzes 68. Der Anteil der zyklischen Belastung F_B', der auf das Pumpengehäuse 52 abfällt, ist in 4 mit dem Doppelpfeil F_BG' dargestellt. Dabei entspricht ein erstes Ende des Doppelpfeils F_BG' einem Punkt auf der Kennlinie 90 des Pumpengehäuses 52 und ein zweites Ende des Doppelpfeils F_BG' entspricht dem X-Wert des Schnittpunkts der beiden Kennlinien 90 und 92. Der Anteil der zyklischen Belastung F_B', der auf den Ventilsitz 68 mit einer umlaufenden Nut 81 abfällt, ist in 4 mit dem Doppelpfeil F_BVS' dargestellt. Dabei liegt ein erstes Ende des Doppelpfeils F_BVS' auf einem Punkt der Kennlinie 92 des Ventilsitzes 68 und ein zweites Ende des Doppelpfeils F_BVS' entspricht dem X-Wert des Schnittpunkts der beiden Kennlinien 90 und 92.In 4 FIG. 12 is a characteristic curve showing a valve seat 68 with a circumferential groove 81 denoted as a broken line by reference numeral 92. FIG. This results, for example, in the cyclic loading indicated by the double arrow F _B ′. _A first end of the double arrow FB' corresponds to a point on the characteristic curve 90 of the pump housing 52 and a second end of the double arrow _FB 'corresponds to a point on the characteristic curve 92 of the valve seat 68. The proportion of the cyclic load _FB ' that is applied to the Pump housing 52 falls, is in 4 represented by the double arrow F _BG '. A first end of the double arrow F _BG 'corresponds to a point on the characteristic curve 90 of the pump housing 52 and a second end of the double arrow F _BG 'corresponds to the X value of the intersection of the two characteristic curves 90 and 92. The proportion of the cyclic load F _B ' , which falls onto the valve seat 68 with a circumferential groove 81, is in 4 shown with the double arrow F _BVS '. A first end of the double arrow F _BVS 'lies on a point of the characteristic curve 92 of the valve seat 68 and a second end of the double arrow F _BVS ' corresponds to the X value of the intersection of the two characteristic curves 90 and 92.

Durch den Vergleich der Längen der Doppelpfeile F_BG und F_BG' bzw. F_BVS und F_BVS' wird anschaulich verdeutlicht, dass durch die umlaufenden Nut 81 auf dem Ventilsitz 68 die auf das Pumpengehäuse 52 zyklisch wirkende Kraftbelastung erhöht und die auf den Ventilsitz 68 wirkende Kraftbelastung reduziert wird. Anschaulich gesprochen ist der Doppelpfeil F_BG' größer als der Doppelpfeil F_BG und der Doppelpfeil F_BVS' ist kleiner als F_BVS.By comparing the lengths of the double arrows F _BG and F _BG 'or F _BVS and F _BVS ', it is clearly illustrated that the circumferential groove 81 on the valve seat 68 increases the force load acting cyclically on the pump housing 52 and the force load on the valve seat 68 acting force load is reduced. Clearly speaking, the double arrow F _BG ' is larger than the double arrow F _BG and the double arrow F _BVS ' is smaller than F _BVS .

Durch die Variation von Größe, Anzahl und/oder Form der umlaufenden Nuten 80, 81 kann die Steifigkeit und somit die jeweils anfallende Belastung (Kraftbelastung) gesteuert werden.By varying the size, number and/or shape of the circumferential grooves 80, 81, the rigidity and thus the load (force load) occurring in each case can be controlled.

5 einen Teilbereich einer Schnittdarstellung der Kraftstoffhochdruckpumpe 22 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Es ist der Bereich um die Ventileinrichtung 24 im Detail dargestellt. Der Übersicht halber ist die Ventileinrichtung 24 nicht dargestellt. 5 a partial area of a sectional view of the high-pressure fuel pump 22 according to a further exemplary embodiment. The area around the valve device 24 is shown in detail. For the sake of clarity, the valve device 24 is not shown.

Vorliegend grenzt die Nut 80 an die axiale Anlagefläche 72 des Pumpengehäuses 52 an. Die dargestellte umfänglich umlaufende Nut 80 der Ventilaufnahme 27 weist eine zum vorherigen Ausführungsbeispiel verschiedene geometrische Form auf. Zudem weist das dargestellte Ausführungsbeispiel keine Ausnehmung 71 auf.In the present case, the groove 80 borders on the axial contact surface 72 of the pump housing 52 . The illustrated peripheral groove 80 of the valve receptacle 27 has a different geometric shape than the previous embodiment. In addition, the exemplary embodiment shown has no recess 71 .

Die vorliegend dargestellte Nut 80 der Ventilaufnahme 27 weist insbesondere eine radiale Tiefe von 0,3 mm auf. Mit anderen Worten beträgt die Erstreckung des Querschnitts der Nut 80 in radialer Richtung R maximal 0,3 mm. Der Querschnitt der Nut 80 erstreckt sich von einem Grund 99 der Ventilaufnahme 27 in axialer Richtung A zunächst in einem kreisförmigen Abschnitt 95, insbesondere in einem Viertelkreis-förmigen Abschnitt, insbesondere mit einem Radius von 0,6 mm, in radiale Richtung R. Hieran schließt sich ein parallel zur Bewegungsachse 63 verlaufender Abschnitt 96 an. Dieser Abschnitt 96 bildet vorliegend einen geraden und tiefsten Abschnitt der Nut 80. Das dem Abschnitt 95 abgewandte Ende des Abschnitts 96 ist entgegen der radialen Richtung R, also in Richtung zur Bewegungsachse 63 hin, abgerundet. Insbesondere weist diese Abrundung 97 einen Radius auf, der dem Radius des Abschnitts 95 entspricht und insbesondere 0,6 mm beträgt. An die Abrundung 97 grenzt sich ein entgegen der radialen Richtung R, also in Richtung zur Bewegungsachse 63 hin, gerade verlaufender Abschnitt 98. Der Abschnitt 98 bildet das Ende der Nut 80, so dass sich an den Abschnitt 98 der Nut 80 ein ebener und parallel zur Bewegungsachse 63 verlaufender Abschnitt der Ventilaufnahme 27 angrenzt. Der Abschnitt 98 verläuft insbesondere schräg in einem Winkel von 15° bezüglich der Bewegungsachse 63. Somit erstreckt sich die dargestellte Nut 80 in axialer Richtung A über die Abschnitte 95, 96, 97 und 98. Insbesondere beträgt die axiale Länge des Querschnitts der Nut 80, also die Erstreckung der Nut 80 in axialer Richtung A, 2,5 mm.The presently illustrated groove 80 of the valve receptacle 27 has in particular a radial depth of 0.3 mm. In other words, the extent of the cross section of the groove 80 in the radial direction R is at most 0.3 mm. The cross section of the groove 80 extends from a base 99 of the valve receptacle 27 in the axial direction A, initially in a circular section 95, in particular in a quadrant-shaped section, in particular with a radius of 0.6 mm, in the radial direction R. This is followed a section 96 running parallel to the movement axis 63 approaches. In the present case, this section 96 forms a straight and deepest section of the groove 80 . In particular, this rounding 97 has a radius which corresponds to the radius of section 95 and is in particular 0.6 mm. A section 98 that runs straight against the radial direction R, i.e. in the direction of the movement axis 63, borders on the rounding 97. The section 98 forms the end of the groove 80, so that the section 98 of the groove 80 has a flat and parallel to the movement axis 63 extending portion of the valve seat 27 is adjacent. The section 98 runs in particular obliquely at an angle of 15° with respect to the movement axis 63. The illustrated groove 80 thus extends in the axial direction A over the sections 95, 96, 97 and 98. In particular, the axial length of the cross section of the groove 80 is So the extension of the groove 80 in the axial direction A, 2.5 mm.

Die oben beschriebene geometrische Form der Nut 80 bzw. des Querschnitts der Nut 80 kann auf andere Nuten, insbesondere auf die Nut 81, angewendet werden.The geometric shape of the groove 80 or the cross section of the groove 80 described above can be applied to other grooves, in particular to the groove 81 .

Claims

High-pressure fuel pump (22) for an internal combustion engine, which comprises a pump housing (52) with a pumping chamber (26), the high-pressure fuel pump (22) also having an inlet area (20) with a connection for connection to a low-pressure area (28) of a fuel system (10) and wherein the high-pressure fuel pump (22) further has a valve device (24) which fluidly connects the inlet region (20) to the pumping chamber (26) when open and separates them from one another when closed, the valve device (24) having a valve pot (66), a valve element (60) and a valve seat (68) and in particular a spring (64), wherein the valve element (60) moves in an axial direction (A) into the closed position in which it is sealed against the valve seat (68 ) is applied, in particular via the spring (64), is tensioned, wherein the valve seat (68) is fixed via a caulking (70) relative to the pump housing (52) and the Ventileinrich device (24) is arranged in a valve receptacle (27) formed in the pump housing (52), the valve pot (66) being clamped axially between the valve seat (68) and an axial contact surface (72) of the pump housing (52), characterized in that that the valve seat (68) has a groove (81) running around its circumference in the area of a radially outer contact surface with the pump housing (52) and/or that the pump housing (52) in the valve receptacle (27) at the axial height between the axial contact surface (72) of the pump housing (52) and the valve seat (68) has a radially outwardly directed and circumferential groove (80).

High-pressure fuel pump (22) after claim 1 , characterized in that the circumferential groove (81) in the region of a radially outer contact surface of the valve seat (68) has a substantially triangular cross section.

High-pressure fuel pump (22) after claim 1 or 2 , characterized in that the circumferential groove (80) in the valve seat (27) has a substantially rectangular cross section.

High-pressure fuel pump (22) according to one of the preceding claims, characterized in that the circumferential groove (80) in the valve receptacle (27) adjoins the axial contact surface (72).

High-pressure fuel pump (22) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve receptacle (27) extends from a caulking bead (75) formed by the caulking (70) to the axial contact surface (72) and with the exception of the region of the radially outwardly extending groove ( 80) is designed with a constant diameter.

High-pressure fuel pump (22) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve seat (68) tapers in the radially outward direction in its axial extension towards the radially outer contact surface.