Titel

Druckreqeleinrichtunq für ein zur Versorqunq einer

Brennkraftmaschine mit qasförmiqem Brennstoff, sowie

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Druckregeleinrichtung für ein Brennstoffversorgungssystem zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit gasförmigem Brennstoff sowie ein Brennstoffversorgungssystem nach den Oberbegriffen der nebengeordneten Ansprüche.

Eine Druckregeleinrichtung für ein Brennstoffversorgungssystem zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit gasförmigem Brennstoff, beispielsweise Wasserstoff, ist grundsätzlich beispielsweise aus der DE 102017210 387 A1 bekannt. Derartige Brennkraftmaschinen können beispielsweise zum Antrieb von Kraftfahrzeugen verwendet werden. Der Wasserstoff kann beispielsweise unter relativ hohem Druck, beispielsweise 700 bar, in flüssiger Form in einem tankartigen Brennstoffspeicher gespeichert sein. Von dort gelangt er über eine Hochdruck-Druckregeleinrichtung zu einer Niederdruck-Druckregeleinrichtung und weiter zu einer Verteilerkammer, die funktional ähnlich ist wie das Kraftstoffrail bei einer Brennkraftmaschine mit Benzin- oder Diesel- Direkteinspritzung. Die Hochdruck-Druckregeleinrichtung regelt den Gasdruck typischerweise herunter auf beispielsweise ungefähr 44 bar, die Niederdruck- Druckregeleinrichtung regelt den Gasdruck weiter herunter typischerweise auf einen Druck von ungefähr 15 bar. An die Verteilerkammer sind üblicherweise mehrere Injektoren angeschlossen, die den gasförmigen Brennstoff direkt in Brennräume der Brennkraftmaschine (H2-Direkteinspritzung) oder in eine Vorkammer einblasen (Port Fuel Injection). Die Niederdruck-Druckregeleinrichtung wird auch als HIPR („Hydrogen Injection Pressure Regulator“) abgekürzt. Sie regelt entsprechend den spezifischen Anforderungen den Druck und somit den Massen- oder Volumenstrom in der Verteilerkammer bzw. zu der Verteilerkammer. Je nach Größe des geforderten Massen- oder Volumenstroms umfasst das HIPR aktuell ein oder zwei modifizierte sog. "HGIs", bei denen es sich um Proportionalventile handelt. Die beiden HGIs sind hydraulisch parallel zueinander angeordnet zwischen einem dem Gasspeicher zugewandten Einlass der Niederdruck-Druckregeleinrichtung und einem der Verteilerkammer zugewandten Auslass der Niederdruck- Druckregeleinrichtung. Zu der Niederdruck-Druckregeleinrichtung gehören typischerweise noch ein Drucksensor und ein Sicherheitsventil. Das Sicherheitsventil ist als Absperrventileinrichtung ausgeführt. Bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine ist die Absperrventileinrichtung geschlossen, und die Absperrventileinrichtung öffnet, wenn die Brennkraftmaschine gestartet werden soll. Die Absperrventileinrichtung soll bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine im Falle einer Leckage einen unerwünschten Gasaustritt in die Verteilerkammer verhindern.

Offenbarung der Erfindung

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch eine Druckregeleinrichtung und ein Brennstoffversorgungssystem mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen genannt.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Druckregeleinrichtung ist, dass auch für unterschiedliche Brennkraftmaschinen und unterschiedliche Einbausituationen gleiche oder zumindest ähnliche Gehäuse für die Druckregeleinrichtung verwendet werden können, und lediglich der als vom Gehäuse separates Teil ausgebildete Befestigungsflansch an die individuelle Einbausituation und den individuellen Halteabschnitt angepasst werden muss. Es wird auch Material eingespart, da am Gehäuse selbst keine Befestigungsbohrungen für die Befestigung des Gehäuses am Halteabschnitt mehr notwendig sind. Auch wird die Flexibilität für das Design der Druckregeleinrichtung selbst bzw. des Gehäuses der Druckregeleinrichtung erhöht, da beispielsweise bei der Anordnung von Anschlüssen für Steuerleitungen oder Gasleitungen nicht mehr auf die Lage von Befestigungsbohrungen am Gehäuse geachtet werden muss.

Konkret wird dies erreicht durch eine Druckregeleinrichtung für ein Brennstoffversorgungssystem zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit gasförmigem Brennstoff. Bei dem Brennstoff kann es sich beispielsweise um Wasserstoff, insbesondere gasförmigen Wasserstoff handeln. Der Wasserstoff wird also zur innermotorischen Verbrennung verwendet. Bei der Brennkraftmaschine kann es sich um eine im wesentlichen typische Kolben- Brennkraftmaschine handeln, wie sie beispielsweise bei Kraftfahrzeugen oder stationären Generatoren eingesetzt wird.

Bei einem solchen Brennstoffversorgungssystem kann der Wasserstoff beispielsweise unter relativ hohem Druck, beispielsweise 700 bar, in flüssiger Form in einem Brennstoffspeicher gespeichert sein. Von dort kann er über eine Hochdruck-Druckregeleinrichtung zu einer Niederdruck-Druckregeleinrichtung und weiter zu einer Verteilerkammer gelangen, die funktional ähnlich ist wie das Kraftstoffrail bei einer Brennkraftmaschine mit Benzin- oder Diesel- Direkteinspritzung. Die Hochdruck-Druckregeleinrichtung regelt den Gasdruck typischerweise herunter auf beispielsweise ungefähr 40-50 bar, die Niederdruck- Druckregeleinrichtung (vereinfacht: „Druckregeleinrichtung“) regelt den Gasdruck weiter herunter typischerweise auf einen Druck von ungefähr 10-20 bar. An die Verteilerkammer können mehrere Injektoren angeschlossen sein, die den Brennstoff direkt in Brennräume der Brennkraftmaschine (H2-Direkteinspritzung) oder in eine Vorkammer einblasen (Port Fuel Injection).

Die Niederdruck-Druckregeleinrichtung (HIPR) regelt entsprechend den spezifischen Anforderungen den Druck und somit den Massen- oder Volumenstrom in der Verteilerkammer bzw. zu der Verteilerkammer. Hierzu kann das HIPR mindestens ein Druckregelventil, typischerweise ein Proportionalventil umfassen.

Die erfindungsgemäße Druckregeleinrichtung ist vorzugsweise die Niederdruck- Druckregeleinrichtung und umfasst ferner ein Gehäuse und eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Gehäuses an einem Halteabschnitt. Der Halteabschnitt kann beispielsweise zu dem Brennstoffversorgungssystem gehören, er kann an der Brennkraftmaschine sein, zu der das Brennstoffversorgungssystem gehört, oder er kann an einem Karosserieabschnitt eines Kraftfahrzeugs sein, welches von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, etc.. Bei der erfindungsgemäßen Druckregeleinrichtung umfasst die Befestigungseinrichtung einen Befestigungsflansch, der am Gehäuse der Druckregeleinrichtung befestigt ist und der mindestens einen Befestigungsabschnitt aufweist, an dem ein Befestigungsmittel angreifen kann, welches mit dem Halteabschnitt befestigbar ist. Bei dem Befestigungsmittel handelt es sich typischerweise um eine Schraube. In diesem Fall ist der Befestigungsabschnitt typischerweise ein Durchgangsloch, durch welches die Schraube hindurchgesteckt und am Halteabschnitt verschraubt werden kann.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Befestigungsflansch am Gehäuse durch eine Verschweißung befestigt ist. Beispielsweise kann die Verschweißung eine Laser-Verschweißung oder eine KEEP-Verschweißung sein. Dies ist einfach und zuverlässig.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Befestigungsflansch am Gehäuse durch eine Verschraubung befestigt ist. Dies gestattet eine Befestigung auch bei Materialien, die für eine Verschweißung weniger infrage kommen.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Befestigungsflansch am Gehäuse mittels Hybridschmieden befestigt ist. Bei dem Hybridschmieden sind das Gehäuse und der Befestigungsflansch aus unterschiedlichen Materialien gefertigt. Beispielsweise kann das Gehäuse ein weicheres Metallmaterial als der Befestigungsflansch aufweisen. Beispielsweise ist das Gehäuse aus Aluminium und der Befestigungsflansch aus Stahl gefertigt. In dieser Ausführungsform weist der Befestigungsflansch einen Verbindungsabschnitt auf, der zur Befestigung am Gehäuse dient und im befestigten, oder genauer gesagt im angeschmiedeten Zustand in das Gehäuse hineinragt. Bspw. kann der Verbindungsabschnitt im Wesentlichen säulenförmig bzw. zylindrisch ausgebildet sein.

Der Befestigungsflansch und ein Materialrohling zur Bildung des Gehäuses werden beim Hybridschmieden in ein Schmiedewerkzeug eingelegt. Mit einer sehr hohen Umformkraft wird der Materialrohling im Schmiedewerkzeug zu dem Gehäuse umgeformt. Dabei wird der Materialrohling auch um den Verbindungsabschnitt des Befestigungsflansch gepresst, sodass der Befestigungsflansch nach dem Hybridschmieden an dem Gehäuse kraftschlüssig gehalten ist. Das Hybridschmieden ermöglicht einen Festigkeitsgewinn durch eine vorteilhafte Materialkombination. Es können auch Materialien kombiniert werden, die bspw. mit Schweißen nicht miteinander gefügt werden können. Dabei können sowohl die Verschleißfestigkeit als auch die Belastbarkeit des Befestigungsflansches durch Wahl eines harten Materials erhöht werden. Alternativ oder zusätzlich kann durch Wahl eines leichten Materials für das Gehäuse sein Gewicht und somit das Gewicht der gesamten Druckregeleinrichtung vermindert werden. Darüber hinaus sind weitere Maßnahmen, mit denen die Befestigung zwischen Befestigungsflansch und Gehäuse verbessert wird, nicht zwingend notwendig.

In einer Weiterbildung, in welcher der Befestigungsflansch an dem Gehäuse mittels Hybridschmieden befestigt ist, kann der Befestigungsflansch an dem Verbindungsabschnitt eine Hinterschneidung aufweisen. Beim Hybridschmieden kann das Material des Gehäuses während des Hybridschmiedevorgangs in die Hinterschneidung eindringen. Der Befestigungsflansch ist in diesem Fall nicht nur kraft-, sondern auch formschlüssig an dem Gehäuse gehalten. Dies ermöglicht eine besonders stabile Anbindung des Befestigungsflansches an das Gehäuse. Eine Hinterschneidung kann eine sich in Umfangsrichtung des Verbindungsabschnitts erstreckende Nut sein.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Befestigungsflansch am Gehäuse formschlüssig (bspw. mit der oben erwähnten Hinterschneidung) und/oder kraftschlüssig gehalten ist. Beispielsweise kann am Gehäuse ein zapfenartiger Vorsprung und am Befestigungsflansch eine entsprechende komplementäre Aufnahmeöffnung vorhanden sein. Hierdurch wird der Befestigungsflansch zusätzlich am Gehäuse gesichert, und die Befestigung beispielsweise durch eine Verschweißung oder durch eine Verschraubung wird vereinfacht. Hierdurch wird die Montage erleichtert.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gehäuse mindestens bereichsweise geschmiedet ist. Ein solches Gehäuse ist besonders stabil. Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gehäuse wenigstens bereichsweise gefräst ist. Ein solches Gehäuse kann in beliebiger Weise geformt sein.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gehäuse wenigstens bereichsweise durch 3D-Druck hergestellt ist. Ein solches Gehäuse kann in beliebiger Weise geformt sein.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gehäuse wenigstens bereichsweise durch Drehen hergestellt ist. Dies ist besonders preiswert.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Druckregeleinrichtung neben dem mindestens einen Druckregelventil ferner eine Absperrventileinrichtung und/oder einen Drucksensor umfasst. Eine solche Druckregeleinrichtung ist multifunktional, und auf eine separate Anordnung und Befestigung für den Drucksensor und die Absperrventileinrichtung kann verzichtet werden. Es wird auf diese Weise eine integrale Einheit geschaffen, die einfach montiert werden kann.

Die Erfindung betrifft auch ein Brennstoffversorgungssystem zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit vorzugsweise gasförmigem Brennstoff, umfassend einen Brennstoffspeicher, mindestens eine Druckregeleinrichtung der oben beschriebenen Art, eine stromabwärts von der Druckregeleinrichtung angeordnete Verteilerkammer und mindestens einen an die Verteilerkammer angeschlossenen Injektor.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer Druckregeleinrichtung für ein Brennstoffversorgungssystem zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit gasförmigem Brennstoff, wobei die Druckregeleinrichtung über eine Befestigungseinrichtung an einem Halteabschnitt befestigbar ist, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

Befestigen eines Befestigungsflansches der Befestigungseinrichtung mittels Hybridschmieden. Die vorstehend genannten Vorteile der erfindungsgemäßen Druckregeleinrichtung gelten auch in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren. Denkbar ist daher auch, dass das Befestigen des Befestigungsflansches mittels Verschrauben oder Verschweißen erfolgen kann.

In einer Weiterbildung des Verfahrens wird der Befestigungsflansch beim Befestigen am Gehäuse relativ zu diesem ausgerichtet, sodass der mindestens eine vor dem Befestigen des Befestigungsflansches an diesem ausgebildete Befestigungsabschnitt in einer vorbestimmten Position zum nachfolgenden Befestigen der Druckregeleinrichtung an dem Halteabschnitt vorliegt, oder die vorbestimmte Position des Befestigungsabschnitt durch die Bearbeitung des Befestigungsflansches nach seiner Befestigung an dem Gehäuse festgelegt wird.

Es ist denkbar, dass der Befestigungsflansch in einer Vorfertigung mit dem zur Befestigung der Druckregeleinrichtung an einem Halteabschnitt notwendigen Befestigungsabschnitt gefertigt wird. Der Befestigungsabschnitt kann an eine individuelle Form eines Halteabschnitts angepasst werden. Dadurch, dass der Befestigungsflansch separat zu dem Gehäuse ausgebildet wird, ist es möglich, durch Ausrichten des Befestigungsflansches bei der Befestigung die Druckregeleinrichtung an unterschiedlich orientierte bzw. ausgebildete Halteabschnitte anzupassen.

Beispielsweise kann der Befestigungsflansch vor einer Befestigung am Gehäuse mit dem Gehäuse ausgerichtet werden. Wird der Befestigungsflansch mit dem Gehäuse verschraubt, können der Befestigungsflansch und das Gehäuse entsprechende Löcher aufweisen. Über diese Löcher können dann Befestigungsflansch und Gehäuse aufeinander ausgerichtet werden. Werden der Befestigungsflansch und das Gehäuse mittels Hybridschmieden aneinander befestigt, dann kann das Ausrichten des Befestigungsflansches durch mindestens ein in das Schmiedewerkzeug eingebrachtes Einlageelement beeinflusst werden. Das wenigstens eine Einlageelemente ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass es beeinflusst, wie der Befestigungsflansch zu der im Schmiedewerkzeug vorgegebenen Form des Gehäuses positionierbar ist. Folglich kann mit dem wenigstens einen Einlageelement die Ausrichtung des Befestigungsflansches am Gehäuse geändert werden. Ferner ist auch denkbar, dass der Befestigungsflansch in der Vorfertigung nur grob bearbeitet und erst nach der Befestigung fertig bearbeitet wird, oder der Befestigungsflansch und das Gehäuse zusammen fertig bearbeitet werden. Bei dieser Variante kann eine höhere Maßgenauigkeit des Befestigungsflansches zum Gehäuse erzielt werden. Möglich ist sogar, dass der Befestigungsflansch als ein Rohling an dem Gehäuse befestigt wird, der nur die für die Befestigung notwendigen Merkmale aufweist. Im Anschluss kann der als Rohling ausgebildete Befestigungsflansch an eine individuelle Einbausituation und einen individuellen Halteabschnitt angepasst werden. Ein Ausrichten des Befestigungsflansches am Gehäuse kann in diesem Fall möglicherweise sogar entfallen.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Brennstoffversorgungssystems zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit gasförmigem Brennstoff unter anderem mit einer Niederdruck-Druckregeleinrichtung;

Figur 2 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Niederdruck-Druckregeleinrichtung von Figur 1 ;

Figur 3 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Niederdruck-Druckregeleinrichtung von Figur 1 ;

Figur 4 eine vereinfachte schematische Ansicht von unten auf eine dritte Ausführungsform der Niederdruck-Druckregeleinrichtung von Figur 1 mit einem Befestigungsflansch;

Figur 5 eine schematische Seitenansicht auf die Niederdruck- Druckregeleinrichtung von Figur 4;

Figur 6 eine Darstellung ähnlich zu Figur 4 einer vierten Ausführungsform der Niederdruck-Druckregeleinrichtung von Figur 1 mit einem Befestigungsflansch; Figur 7 eine Darstellung ähnlich zu Figur 5 der Niederdruck- Druckregeleinrichtung von Figur 6.

Figur 8 eine geschnittene Darstellung ähnlich zu der Niederdruck- Druckregeleinrichtung in Figur 4 mit einem alternativ befestigten Befestigungsflansch;

Figur 9 eine geschnittene Darstellung ähnlich zu der Niederdruck- Druckregeleinrichtung in Figur 8 mit einem alternativ befestigten Befestigungsflansch;

Figur 10 eine vereinfachte schematische Ansicht von oben auf eine Niederdruck-Druckregeleinrichtung ähnlich zu Figur 4 mit einem alternativ ausgeführten Befestigungsflansch; und

Figur 11 ein schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Niederdruck- Druckregeleinrichtung.

Nachfolgend tragen funktionsäquivalente Elemente und Bereiche in unterschiedlichen Figuren und in unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen. Sie werden im Normalfall nur bei der ersten Erwähnung im Detail beschrieben. Darüber hinaus sind aus Gründen der Vereinfachung nicht in allen Figuren sämtliche Bezugszeichen eingetragen.

Ein Brennstoffversorgungssystem trägt in Figur 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Es dient zur Versorgung einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine mit einem insbesondere gasförmigen Brennstoff, vorliegend beispielsweise gasförmigem Wasserstoff.

Der Wasserstoff ist in flüssiger Form unter hohem Druck, beispielsweise ungefähr 700 bar, in einem tankartigen Brennstoffspeicher 12 gespeichert. Dieser kann über einen Füllanschluss 14 befüllt werden. Am Brennstoffspeicher 12 ist ferner eine integrierte Einheit 16 aus einem Tankventil zur Befüllung und Abgabe von Wasserstoff in bzw. aus dem Brennstoffspeicher 12 und einem Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des aus dem

Brennstoffspeicher 12 kommenden gasförmigen Wasserstoffs angeordnet.

Der gasförmige Wasserstoff gelangt über eine Druckleitung 18 zunächst zu einem Filter 20 und von dort weiter zu einer Hochdruck-Druckregeleinrichtung 22. Diese reduziert den Druck des gasförmigen Wasserstoffs beispielsweise auf einen Druck im Bereich von 40-50, insbesondere 44 bar. Die Druckleitung 18 führt von der Hochdruck-Druckregeleinrichtung 22 weiter zu einem Drucksensor 24, einen weiteren Filter 26 und eine optionale Temperiereinrichtung 28 schließlich zu einer Niederdruck-Druckregeleinrichtung 30.

Die Niederdruck-Druckregeleinrichtung 30 (kurz: "Druckregeleinrichtung") umfasst vorliegend beispielhaft eine Absperrventileinrichtung 32, stromabwärts von dieser zwei hydraulisch parallele Druckregelventile 34 und zwischen Absperrventileinrichtung 32 und den beiden Druckregelventilen 34 einen Niederdruck-Drucksensor 36. Die beiden Druckregelventile 34 sind identisch aufgebaut und sind typischerweise Proportionalventile. Durch die Niederdruck- Druckregeleinrichtung 30 wird der Druck in der Druckleitung 18 nochmals abgesenkt von dem eingangsseitigen vorliegend beispielhaften Druck von ungefähr 40-50 bar auf einen Druck beispielsweise von ungefähr 10-20, insbesondere von ungefähr 15 bar. Die den Druckregelventilen 34 vorgeschaltete Absperrventileinrichtung 32 ist dann, wenn das Brennstoffversorgungssystem 10 nicht in Betrieb ist, geschlossen. Hierdurch wird ein unerwünschter Gasaustritt verhindert.

Stromabwärts von der Niederdruck-Druckregeleinrichtung 30 führt die Druckleitung 18 zu einer Verteilerkammer 38, die beispielsweise als längliches Rohr ausgebildet sein kann in der Art eines typischen Kraftstoff rails, wie es von Benzin- und Diesel-Kraftstoffsystemen bekannt ist. Der in der Verteilerkammer 38 herrschende Gasdruck wird von einem Drucksensor 40 erfasst.

An die Verteilerkammer 38 sind mehrere Injektoren 42 angeschlossen, die den gasförmigen Wasserstoff vorliegend beispielhaft in Brennräume 44 der Brennkraftmaschine direkt einblasen. Der gasförmige Wasserstoff wird in den Brennräumen 44 mit Luftsauerstoff gemischt, und dieses Gemisch wird durch eine jeweilige Zündeinrichtung 46 entzündet. Typischerweise handelt es sich bei der Brennkraftmaschine um eine 2-Takt- oder 4-Takt-Kolben-Brennkraftmaschine von einer weitgehend üblichen Bauart. Beispielsweise wird eine solche Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs eingesetzt. Sie kann aber auch beispielsweise stationär zum Antrieb eines Generators zur Stromerzeugung verwendet werden.

Gesteuert werden das Brennstoffversorgungssystem 10 und seine Komponenten durch eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung 48, die über einen oder mehrere entsprechende Mikroprozessoren, einen Speicher für Programmcode, etc., verfügt. Diese erhält Signale unter anderem vom Temperatursensor 16, dem Drucksensor 24, dem Drucksensor 40, etc. Die Steuer- und Regeleinrichtung 48 steuert verschiedene Komponenten des Brennstoffversorgungssystems 10 an, unter anderem die Niederdruck-Druckregeleinrichtung 30 sowie die Zündeinrichtungen 46. Ferner wird auch eine Steuereinrichtung 50 von der Steuer- und Regeleinrichtung 48 angesteuert, die wiederum spezifisch den Betrieb des Brennstoffspeichers 12 steuert bzw. regelt.

Die Niederdruck-Druckregeleinrichtung 30 ist in einer ersten Ausführungsform in Figur 2 mit einem einzigen Druckregelventil 34 gezeigt. Zu der Niederdruck- Druckregeleinrichtung 30 gehört dabei ein Gehäuse 52 mit einem einlassseitigen Anschlussstutzen 54 und einem auslassseitigen Anschlussstutzen 56. Die Niederdruck-Druckregeleinrichtung 30 integriert das Druckregelventil 34, die Absperrventileinrichtung 32 und den Niederdruck-Drucksensor 36 zu einer zusammengehörenden und integrierten Baueinheit. Das Gehäuse 52 kann einteilig oder zweiteilig sein, und beispielsweise aus Aluminium oder Edelstahl hergestellt sein.

Bei einem zweiteiligen Gehäuse kann beispielsweise die Absperrventileinrichtung 32 über ein eigenes Gehäuse verfügen, welches an das Gehäuse 52, welches das Druckregelventil 34 und den Niederdruck-Drucksensor 36 beherbergt, angeschraubt oder in dieses eingeschraubt ist. Bei der in Figur 3 gezeigten Niederdruck-Druckregeleinrichtung 30, die eine zweite mögliche Ausführungsform ist, sind - entsprechend Figur 1 - zwei Druckregelventile 34 vorhanden, die zueinander parallel geschaltet sind. Bei den Druckregelventilen 34 kann es sich beispielsweise um Proportionalventile handeln, wie sie im Hinblick auf den konstruktiven Aufbau beispielsweise aus der DE 102017210 367 A1 bekannt sind, auf die im Hinblick auf den konstruktiven Aufbau daher vorliegend ausdrücklich Bezug genommen wird. Die Absperrventileinrichtung 32 kann beispielsweise in Form einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung Komponenten umfassen, wie sie von Mengensteuerventilen bei Kraftstoff-Hochdruckpumpen bekannt sind.

Zu den Niederdruck-Druckregeleinrichtungen 30 der Figuren 2 und 3 gehört auch ein Befestigungsflansch an deren Unterseite, der in den Figuren 2 und 3 jedoch nicht gezeichnet ist. Das grundsätzliche Prinzip eines solchen Befestigungsflansches wird daher nun unter Bezugnahme auf die Figuren 4-7 erläutert, welche weitere mögliche Ausführungsformen von Niederdruck- Druckregeleinrichtungen 30 zeigen, die sich von jenen der Figuren 2 und 3 jedoch im Wesentlichen nur durch die Form und Art des Gehäuses 52 unterscheiden. Zunächst zur Ausführungsform der Figuren 4 und 5, wobei in den Figuren 4 und 5 die Niederdruck-Druckregeleinrichtung 30 von unten und höchst schematisch gezeichnet ist:

Das Gehäuse der Niederdruck-Druckregeleinrichtung 30 ist vorliegend beispielhaft zweiteilig mit einem Gehäuse 52 für die Druckregelventile 34 und den Niederdrucksensor 36 und einem Gehäuse 58 für die Absperrventileinrichtung 32. Wie oben erwähnt, ist das Gehäuse 58 in das Gehäuse 52 eingeschraubt bzw. mit diesem verschraubt. In einer weiteren Ausführungsform kann das Gehäuse für die Absperrventileinrichtung in Form einer Cartridge-Lösung auch in das Gehäuse für die Druckregelventile und den Niederdrucksensor direkt integriert sein, beispielweise indem es mittels eines Flansches angeschraubt wird. Das Gehäuse 52 ist einstückig und vorliegend beispielhaft aus einem geschmiedeten Gehäuserohling aus Metall hergestellt. Grundsätzlich könnte das Gehäuse 52 aber auch zumindest bereichsweise durch einen Fräsvorgang oder mittels 3D-Druck hergestellt werden. Bei einer nicht gezeigten Ausführungsform könnte das Gehäuse auch beispielsweise rohrartig durch Drehen hergestellt sein.

Zu der Niederdruck-Druckregeleinrichtung 30 gehört ferner, wie oben bereits angedeutet wurde, ein Befestigungsflansch 60. Dieser ist vorliegend an der Unterseite des Gehäuses 52 befestigt und dient dazu, die Niederdruck- Druckregeleinrichtung 30 mit einem in Figur 5 durch eine gestrichelte Linie lediglich angedeuteten Halteabschnitt 62 zu verbinden bzw. an diesem zu befestigen. Bei dem Halteabschnitt 62 kann es sich um eine Komponente des Brennstoffversorgungssystems 10 handeln oder um eine Komponente der Brennkraftmaschine, zu der das Brennstoffversorgungssystem 10 gehört. Möglich ist auch, dass der Halteabschnitt 62 beispielsweise zu einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs gehört, welches von der besagten Brennkraftmaschine angetrieben wird.

Der Befestigungsflansch 60 umfasst vorliegend beispielhaft einen durch eine kreisförmige Platte gebildeten Zentralabschnitt 64, von dem sich ebenfalls vorliegend beispielhaft in diametral entgegengesetzten Richtungen und in radialer Richtung zwei Arme 66 erstrecken. Bei nicht gezeigten Ausführungsformen sind auch weniger oder mehr Arme möglich. Der Befestigungsflansch 60 ist vorliegend beispielhaft im Bereich des Zentralabschnitts 64 mittels zwei Schrauben 68 mit der Unterseite des Gehäuses 52 verschraubt.

Aus der Ansicht von Figur 4 ist ersichtlich, dass das dort gezeigte Gehäuse 52 seitliche Ausbuchtungen 70a und 70b sowie 70c und 70d aufweist. Der Befestigungsflansch 60 ist mit seinen beiden Armen 66 so ausgerichtet, dass das abragende Ende des einen Arms 66 zwischen den Ausbuchtungen 70a und 70b und das abragende Ende des anderen Arms 66 seitlich von der Ausbuchtung 70d angeordnet sind. In den abragenden Enden vorhandene Schraublöcher 72, die insoweit Befestigungsabschnitte bilden, sind somit von oben zugänglich, so das der Befestigungsflansch 60 und mit ihm die Niederdruck- Druckregeleinrichtung 30 mittels durch die Schraublöcher 72 hindurchgeführten Schrauben (strichpunktierte Linien 74 in Figur 5) am Halteabschnitt 62 verschraubt und hierdurch befestigt werden kann.

Um die Montage des Befestigungsflansches 60 am Gehäuse 52 zu erleichtern, kann der Befestigungsflansch 60 am Gehäuse 52 formschlüssig gehalten sein. Dies ist in den Figuren 4 und 5 jedoch nicht dargestellt. Beispielsweise kann auf der Unterseite des Gehäuses 52 ein zapfenartiger Vorsprung vorgesehen sein, der in eine entsprechende komplementär geformte Ausnehmung im Zentralabschnitt 64 des Befestigungsflansch 60 eingeführt werden kann.

Bei der in den Figuren 6 und 7 gezeichneten alternativen Ausführungsform einer Niederdruck-Druckregeleinrichtung 30 ist das Gehäuse 52 anders als bei der Ausführungsform der Figuren 4 und 5 geformt mit einem stärker geradlinigen seitlichen Bereich, welcher beispielsweise als rotationssymmetrisches oder rechteckigen Querschnitt aufweisendes Rohr ausgebildet sein kann. Es weist vorliegend beispielhaft nur die beiden seitlichen Ausbuchtungen 70b und 70d auf. Der Befestigungsflansch 60 ist weitgehend identisch zu dem Befestigungsflansch 60 der Ausführungsform der Figuren 4 und 5, er ist jedoch in etwa mittig zwischen den beiden Anschlussstutzen 54 und 56 angeordnet, und die Arme 66 sind so ausgerichtet, dass der eine Arm 66 seitlich links von der in Figur 6 oberen Ausbuchtung 70d und der andere Arm 66 seitlich links von der unteren Ausbuchtung 70b angeordnet ist. Außerdem ist der Befestigungsflansch 60 am Gehäuse 52 nicht verschraubt, sondern mit diesem vorliegend beispielhaft durch eine Schweißlinie 76 am Umfang des Zentralabschnitts 64 verschweißt. Die Schweißlinie 76 kann mittels Laser-Verschweißung oder KEEP-Verschweißung hergestellt sein.

Bei der in Figur 8 und Figur 9 gezeichneten und im Schnitt dargestellten Ausführungsform einer Niederdruck-Druckregeleinrichtung 30 ähnlich zu Figur 4 ist der Befestigungsflansch 60 nicht verschraubt, sondern mittels Hybridschmieden an dem Gehäuse 52 befestigt. Hierfür weist der Befestigungsflansch 60 einen von dem Zentralabschnitt 64 orthogonal abgragenden Verbindungsabschnitt 78 auf. In Figur 8 ist der Verbindungsabschnitt 78 im Wesentlichen säulenförmig bzw. zylindrisch ausgebildet. Nach dem Hybridschmieden ragt der Verbindungsabschnitt 78 in das Gehäuse 52 hinein und ist dort kraftschlüssig gehalten.

Der in Figur 9 dargestellte Befestigungsflansch 60 weist an dem Verbindungsabschnitt 78 eine Hinterschneidung 80 auf. Die Hinterschneidung 80 kann beispielsweise am Verbindungsabschnitt 78 als eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut ausgebildet sein. Beim Hybridschmieden ist das Gehäusematerial in die Hinterschneidung 80 umgeformt worden. Der Befestigungsflansch 60 ist folglich kraft- und formschlüssig an dem Gehäuse 52 gehalten.

In Figur 10 ist eine Niederdruck-Druckregeleinrichtung 30 mit einem alternativ ausgeführten Befestigungsflansch 60 in einer Ansicht von oben dargestellt. Der Befestigungsflansch 60 ist ähnlich zu jenem von Figur 4 am Gehäuse 52 positioniert und befestigt. Dabei liegt der Befestigungsflansch 60 zunächst als ein Rohling vor. Der Befestigungsflansch 60 weist vorliegend beispielhaft einen im Wesentlichen quadratischen Plattenabschnitt 82 mit abgerundeten Eckbereichen 84 auf, ohne ausgebildeten Zentralabschnitt und abragende Arme. Ferner ist hier beispielhaft der Verbindungsabschnitt 78 zum Befestigen des Befestigungsflansches 60 an dem Gehäuse 52 mittels Hybridschmieden durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Andere Rohlingformen sind auch denkbar wie beispielhaft kreisförmige oder rechteckige Plattenabschnitte.

Der zunächst als Rohling vorliegende Befestigungsflansch 60 muss die für die Befestigung an dem Gehäuse 52 notwendigen Merkmale wie bspw. den Verbindungsabschnitt 78 oder Schraubenlöcher aufweisen. Dies ermöglicht es, eine Niederdruck-Druckregeleinrichtung 30 herzustellen mit einem Befestigungsflansch 60, der noch nicht auf einen individuellen Halteabschnitt 62 zugeschnitten ist. Die derart hergestellte Niederdruck-Druckregeleinrichtung 30 kann je nach Anforderungen noch vor der Auslieferung an einen individuellen Halteabschnitt 62 angepasst werden oder kann mit dem Befestigungsflansch 60 im Rohzustand ausgeliefert werden, um diesen direkt vor der Montage an dem Halteabschnitt 62 fertig zu bearbeiten. Hierbei ist denkbar, dass bei einer Variante nur der Befestigungsflansch 60 fertig bearbeitet wird oder bei einer anderen Variante der Befestigungsflansch 60 und das Gehäuse 52 gemeinsam fertig bearbeitet werden. Beispielsweise können die abgerundeten Eckbereiche 84 auch erst beim Fertigbearbeiten des Befestigungsflansches 60 hergestellt werden.

Der in Figur 10 gezeichnete Befestigungsflansch 60 weist vorliegend beispielhaft zwei diametral gegenüberliegende Schraubenlöcher 72 auf. Eines der Schraubenlöcher 72 ist zwischen den Ausbuchtungen 70c und 70d an dem Befestigungsflansch 60 ausgebildet, und das zweite Schraubenloch 72 ist seitlich zu der Ausbuchtung 70b ausgebildet. Beispielsweise sind vorliegend zwei weitere den ersten zwei Schraubenlöchern 72 gegenüberliegende Schraubenlöcher 72 angedeutet. Diese können je nach Halteabschnitt 62 zusätzlich oder alternativ vorgesehen werden.

Man erkennt, dass durch den Befestigungsflansch 60 vorliegend beispielhaft nicht nur die Druckregelventile 34, sondern auch die Absperrventileinrichtung 32 und der Niederdrucksensor 36 sicher am Halteabschnitt 62 gehalten werden können. Es versteht sich jedoch, dass in anderen Ausführungsformen die Niederdruck-Druckregeleinrichtung 30 auch beispielsweise nur die Druckregelventile 34 oder nur die Druckregelventile 34 und den Drucksensor 36 enthalten kann.

Bei dem in Figur 11 abgebildeten Flussdiagramm handelt es sich um eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Befestigung eines Befestigungsflansches 60 an einem Gehäuse 52 einer Niederdruck- Druckregeleinrichtung 30 mit einem beispielhaften Ablauf der einzelnen Verfahrensschritte.

Das Verfahren startet in einem Funktionsblock 90. Im dargestellten Verfahrensablauf wird der als Befestigungsflansch 60 ausgebildete Befestigungsabschnitt im ersten Verfahrensschritt 92 bearbeitet. Dabei kann der Befestigungsflansch 60 beispielsweise mit den Merkmalen wie in Figur 4 dargestellt hergestellt werden. Im folgenden Verfahrensschritt 94 wird der Befestigungsflansch 60 an dem Gehäuse 52 der Druckregeleinrichtung 30 ausgerichtet, sodass der wenigstens eine Befestigungsabschnitt 72 in einer vorbestimmten Position relativ zum Halteabschnitt 62 vorliegt, die es ermöglicht, den Befestigungsabschnitt 72 mit dem Halteabschnitt 62 zu verbinden. Beispielsweise kann, wie in Figur 4 dargestellt, der Befestigungsflansch 60 zu dem Gehäuse 52 ausgerichtet werden, sodass Schraubenlöcher 86 im Zentralabschnitt 64 des Befestigungsflansches 60 mit Schraubenlöchern 88 an der Unterseite des Gehäuses 52 fluchten.

In einem Verfahrensschritt 96 wird der Befestigungsflansch 60 an dem Gehäuse 52 befestigt bspw. mittels Schrauben 68, die in die Schraubenlöcher 86 im Zentralabschnitt 64 eingeführt werden, oder mittels Hybridschmieden, oder mittels Verschweißen. Alternativ denkbar ist auch, dass, wie obenstehend beschrieben, der Befestigungsflansch 60 nicht im ersten Verfahrensschritt 92 vor dem Befestigen fertig bearbeitet wird, sondern als Rohling im Verfahrensschritt 96 an dem Gehäuse 52 befestigt wird. Anschließend wird in einem hier nicht gezeigten Verfahrensschritt der Befestigungsabschnitt 72 am Befestigungsflansch 60 hergestellt und seine vorbestimmte Position an dem Gehäuse 52 festgelegt. Beispielsweise könnten nicht nur die Schraubenlöcher 72 als Halteabschnitt gefertigt werden, sondern auch der in Figur 4 beispielhaft dargestellte Zentral bereich 64 und die Arme 66. Das Verfahren endet in einem Endblock 98.