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Die
Erfindung betrifft ein Einspritzventil mit einem Pumpkolben gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Einspritzventile
mit Pumpkolben zur Erhöhung
des Druckes des eingespritzten Fluids werden beispielsweise in der
Kraftfahrzeugtechnik eingesetzt, um besonders hohe Einspritzdrücke zu erreichen.
Beispielsweise wird Dieselkraftstoff bei modernen Common-Rail-Einspritzanlagen
mit einem Druck von bis zu 2000 bar in den Brennraum einer Brennkraftmaschine
eingespritzt.
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Aus
DE 43 11 627 A1 ist
eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt, bei
der Kraftstoff aus einem Hochdrucksammelraum einem Einspritzventil
zugeführt
wird. Der Kraftstoff wird in einen Pumpraum geführt, der von einer ersten Stirnseite
eines Pumpkolbens begrenzt ist. Eine zweite Stirnseite des Pumpkolbens
grenzt an einen Verstärkerraum,
in dem eine Einspritznadel angeordnet ist. Die Einspritznadel ist
gegen einen Dichtsitz vorgespannt, so dass in einer Schließposition
der Verstärkerraum
von Einspritzlöchern
getrennt ist. Die Einspritznadel steht mit einem zweiten Kolben
in Verbindung, der an eine Steuerkammer grenzt. Die Steuerkammer
steht über
eine Bohrung mit einem 3/2-Wege-Ventil in Verbindung. Das 3/2-Wege-Ventil ist
zudem über
eine zweite Leitung an einen Hochdrucksammelraum und über eine
dritte Leitung an eine Entlastungsleitung angeschlossen. In Abhängigkeit
von der Schaltposition des 3/2-Wege-Ventils wird ein vorgebbarer
Druck im Steuerraum eingestellt und damit die Position der Einspritznadel
gesteuert. Zwischen dem Hochdrucksammelraum und dem Pumpraum ist
ein weiteres steuerbares Ventil vorgesehen, das in Abhängigkeit
von der Schaltposition des steuerbaren Ventils den Hochdrucksammelraum mit
dem Pumpraum verbindet. In Abhängigkeit
von den Schaltpositionen des 3/2-Wege-Ventils und des weiteren Ventils
wird ein Einspritzvorgang gesteuert.
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Aus
der
DE 199 10 970
A1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
bekannt, welche ein Gehäuse
aufweist, welches eine Zulaufleitung umfasst, die über ein
steuerbares Ventil zu einem Pumpraum geführt ist. Der Kraftstoff wird
in einen Pumpraum geführt,
der von einer Stirnseite eines Pumpkolbens begrenzt ist. Eine zweite
Stirnseite des Pumpkolbens grenzt an eine Druckkammer, die mit einem
Düsenraum
der Einspritznadel in Verbindung steht. Die Einspritznadel ist gegen
einen Dichtsitz vorgespannt, so dass in einer Schließposition
die Druckkammer von Einspritzlöchern
getrennt ist. Die Einspritznadel steht mit einem Druckstück in Verbindung,
das an eine Steuerkammer grenzt. Die Steuerkammer steht über Drosseln
mit der Druckkammer und den Düsenraum
einerseits und einem 2/2-Wege-Ventil andererseits in Verbindung. Über den
Druck im Steuerraum wird das Druckstück und damit die Düsennadel
in Schließrichtung
druckbeaufschlagt. Bei Betätigung
(Öffnen)
des 2/2-Wege-Ventils kann der Druck im Steuerraum abgebaut werden,
so dass in der Folge die in Öffnungsrichtung
auf das Ventilglied wirkende Druckkraft im Düsenraum die in Schließrichtung
auf das Ventilglied wirkende Druckkraft übersteigt. Die Ventildichtfläche hebt
von der Ventilsitzfläche
ab und Kraftstoff wird eingespritzt. Dabei lässt sich der Druckentlastungsvorgang
des Steuerraums und somit die Hubsteuerung des Ventilglieds über die
Dimensionierung der beiden Drosseln beeinflussen. Demnach wird bei
dem Kraftstoffeinspritzventil der
DE 199 10 970 A1 die Schaltposition der Einspritznadel
zusätzlich
zu einer vorgesehenen Feder vom Druck im Steuerraum gefördert. Hierzu
ist bei dieser Vorrichtung neben dem 3/2-Wege-Ventil im Bereich
der Druckübersetzungseinheit
noch ein weiteres steuerbares Ventil für den Steuerraum notwendig.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein vereinfachtes Einspritzventil
bereitzustellen.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Ein
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass nicht zwei steuerbare Ventile
notwendig sind, sondern die Einspritzung über ein einziges Ventil gesteuert
wird. Das einzige Ventil ist dabei in der Versorgungsleitung vor
dem Pumpraum angeordnet. Damit wird ein kostengünstiges Einspritzventil bereitgestellt,
das zudem eine präzise
Steuerung der Einspritzung ermöglicht.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben. Eine vorteilhafte Ausführungsform des Ventils besteht
in der Verwendung eines 3/2-Wege-Ventils, wobei
ein erster Leitungsanschluss mit einer Zulaufleitung, ein zweiter
Leitungsanschluss mit einer ersten Versorgungsleitung und ein dritter
Leitungsanschluss mit einer Entlastungsleitung verbunden ist. Durch
Verwendung des 3/2-Wege-Ventils ist eine schnelle und präzise Steuerung
der Position der Einspritznadel möglich.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des Ventils ist eine erste Ventilkammer mit einem ersten Schließglied vorgesehen,
wobei die Zulaufleitung in die erste Ventilkammer mündet und
das erste Schließglied
in Abhängigkeit
von der Schaltposition eine Ablauföffnung offen hält oder
verschließt.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
eines ersten Schließgliedes
und eines ersten Dichtsitzes besteht in einer konischen Dichtfläche, durch
die eine einfache und sichere Abdichtung der ersten Ventilkammer
ermöglicht
wird.
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Vorzugsweise
ist das erste Schließglied über eine
Stange mit einem zweiten Schließglied
verbunden. Das zweite Schließglied
ist in einer zweiten Ventilkammer angeordnet und die Stange ist
durch eine Verbindungsbohrung geführt, die die erste und die zweite
Ventilkammer miteinander verbindet. Weiterhin ist eine Entlastungsleitung
an die zweite Ventilkammer angeschlossen. In Abhängigkeit von der Schaltposition
des Ventiles wird entweder die Entlastungsleitung oder die Zulaufleitung
mit der Versorgungsleitung verbunden.
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Vorzugsweise
steht das zweite Ventilglied mit einem Aktor in Wirkverbindung,
der die Schaltposition des ersten und zweiten Schließgliedes
einstellt. Durch die Verwendung eines einzigen Aktors für das erste
und das zweite Schließglied
wird eine einfache Ausführungsform
des Ventiles bereitgestellt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die erste und zweite Ventilkammer entlang einer Achse angeordnet,
die entweder parallel oder auf einer Mittensymmetrieachse des Einspritzventils
angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine schmale Bauform des Einspritzventils
erreicht.
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In
einer vorteilhaften Ausprägung
der Erfindung ist ein piezoelektrischer Aktor vorgesehen, der das
Ventil betätigt.
Für eine
schmale Bauform des Einspritzventils ist es vorteilhaft, den piezoelektrischen
Aktor am oberen Ende des Gehäuses
vorzusehen, wobei der piezoelektrische Aktor teilweise in das Gehäuse eingefügt ist.
Somit wird eine schmale Bauform erreicht.
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Vorzugsweise
ist der piezoelektrische Aktor mittensymmetrisch zum Einspritzventil
angeordnet, wodurch eine besonders schmal bauende Form des Einspritzventils
bereitgestellt wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind die dritte und vierte Dichtfläche der zweiten Ventilkammer
bzw. des zweiten Schließgliedes
als ebene Fläche
ausgebildet. Diese Ausführungsform bietet
eine kostengünstige
Herstellung der dritten und vierten Dichtfläche, die zudem eine gute Abdichtung
ermöglichen.
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Die
Funktionsfähigkeit
des Pumpkolbens wird vorzugsweise dadurch verbessert, dass die erste
Stirnseite einen Absatz aufweist, der an eine Anlagefläche am Gehäuse in Anlage
bringbar ist, wobei die Versorgungsleitung im Bereich der Anlagefläche in die
Pumpkammer mündet.
Auf diese Weise wird gewährleistet,
dass auch bei maximaler Auslenkung des Pumpkolbens ein Restvolumen
der Pumpkammer erhalten bleibt und somit bei einer Verbindung der
Pumpkammer mit der Zulaufleitung sich die Pumpkammer schnell mit
Fluid füllt,
wodurch ein schneller Druckanstieg im Einspritzraum erreicht wird.
Durch den schnellen Druckanstieg ist eine präzise Steuerung des Einspritzbeginns
möglich.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
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1 ein
Einspritzventil mit einem schematischen Teilquerschnitt,
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2 einen
vergrößerten Ausschnitt
des Einspritzventils und
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3 eine
weitere Ausführungsform
eines Ventils zur Steuerung des Drucks in einem Verstärkerraum.
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1 zeigt
schematisch ein Einspritzventil 1 mit einer Mittensymmetrieachse 19,
wie es beispielsweise zur Einspritzung von Dieselkraftstoff in einer Dieselbrennkraftmaschine
eingesetzt wird. Das Einspritzventil 1 weist eine Ventilkörper 3 auf,
der über eine
Spannhülse 43 mit
einem Pumpkörper 4 verbunden
ist. Der Pumpkörper 4 ist über eine
Spannmutter 40 mit einer Zwischenplatte 46, einem
Federkörper 42 und
einem Düsenkörper 5 verbunden.
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Der
Ventilkörper 3 weist
einen Zulaufanschluss 9 auf, der mit einer Zulaufleitung 10 in
Verbindung steht. Die Zulaufleitung 10 ist zu einer ersten Ventilkammer 11 geführt. Die
erste Ventilkammer 11 ist Teil einer Durchgangsbohrung 56,
die mittensymmetrisch durch den Ventilkörper 3 geführt ist.
In die Durchgangsbohrung 56 ist im oberen Ende ein Aktor 18 eingeschraubt,
der die Durchgangsbohrung 56 nach oben abdichtet. Im unteren
Ende der Durchgangsbohrung 56 ist eine Anlageplatte 21 vorgesehen,
die auf einer Ringkante auf dem Pumpkörper 4 aufliegt und
vom Pumpkörper 4 gegen
den Ventilkörper 3 gedrückt ist
und die Durchgangsbohrung 56 nach unten abdichtet. Dabei
begrenzt die Anlageplatte 21 die erste Ventilkammer 11.
Im Ventilkörper 3 ist ein
Ventil 14 vorgesehen, das als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet ist. Das Ventil 14 weist
als Anschlüsse die
Zulaufleitung 10, eine erste Versorgungsleitung 20 und
eine Entlastungsleitung 47 auf. Je nach Stellung des Ventils 14 ist
entweder die Zulaufleitung 10 oder die Entlastungsleitung 47 mit
der ersten Versorgungsleitung 20 verbunden.
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Die
erste Versorgungsleitung 20 ist durch eine Bohrung 70 der
Anlageplatte 21 zu einem Pumpraum 22 geführt. Unterhalb
der Anlageplatte 21 ist im Pumpkörper 4 ein beweglicher
Pumpkolben 64 angeordnet, der mit einer ersten Stirnseite 24 den Pumpraum 22 begrenzt,
der zwischen der Anlageplatte 21 und der ersten Stirnseite 24 im
Pumpkörper 4 ausgebildet
ist.
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Der
Pumpkolben 64 weist im oberen Bereich eine topfförmige Hülse 25 auf,
die dichtend im Pumpkörper 4 geführt ist
und die erste Stirnseite 24 aufweist. In der Hülse 25 ist
ein Verstärkerkolben 23 angeordnet,
der über
ein zweites Federelement 26 in Richtung auf die erste Stirnseite 24 vorgespannt
ist. Das zweite Federelement 26 ist gegen eine Stufe des Pumpkörpers 4 abgestützt. Am
oberen Ende des Verstärkerkolbens 23 ist
ein Anlagering ausgebildet, an dem das zweite Federelement 26 anliegt.
Der Verstärkerkolben 23 ist
mit seinem unteren Ende in einer Führungsbohrung 65 des
Pumpkörpers 4 dichtend geführt. Der
Verstärkerkolben 23 weist
eine zweite Stirnseite 28 auf, die einen kleineren Querschnitt
als die erste Stirnseite 24 aufweist und eine Verstärkerkammer 29 begrenzt,
die im Pumpkörper 4 ausgebildet
ist. Vorzugsweise sind zwischen dem Pumpkörper 4 und dem Verstärkerkolben 23 Dichtelemente 66 angeordnet,
die eine Abdichtung der Verstärkerkammer 29 bewirken.
Als Dichtelement wird beispielsweise ein Dichtring eingesetzt.
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Der
Pumpkörper 4 liegt
auf der Zwischenplatte 46 auf. Somit wird die Verstärkerkammer 29 von
der Zwischenplatte 46, dem Pumpkörper 4 und dem Verstärkerkolben 23 begrenzt.
In der Zwischenplatte 46 ist eine erste Bohrung 67 eingebracht,
die die Verstärkerkammer 29 mit
einer dritten Versorgungsleitung 32 verbindet, die in den
Federkörper 42 eingebracht
ist. Der Federkörper 42 liegt
an der Zwischenplatte 46 an. Zudem ist eine zweite Versorgungsleitung 31 in
die Zwischenplatte 46 eingebracht, die über ein Zulaufventil 30 eine
Verbindung zwischen der Verstärkerkammer 29 und
einem Kraftstoffraum 53 bildet. Der Kraftstoffraum 53 wird über Kanäle, die
nicht dargestellt sind, mit Kraftstoff versorgt, der einen geringen
Druck aufweist. Das Zulaufventil 30 sorgt dafür, dass
die Verstärkerkammer 29 immer
vollständig
mit Kraftstoff gefüllt
ist.
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Die
dritte Versorgungsleitung 32 ist zum Düsenkörper 5 geführt und
mündet
im Düsenkörper 5 in eine
vierte Versorgungsleitung 54, die zu einem Einspritzraum 34 geführt ist.
Im Düsenkörper 5 ist
axial beweglich eine Einspritznadel 6 angeordnet, die im Bereich
des Einspritzraums 34 eine Druckfläche 35 aufweist. Die
Einspritznadel 6 weist eine Nadelspitze 36 auf,
die im Bereich der Spitze des Düsenkörpers 5 angeordnet
ist. Es sind Einspritzlöcher 8 vorgesehen,
die in der Spitze des Düsenkörpers 5 eingebracht
sind. Die Nadelspitze 36 weist einen Nadelsitz 37 auf,
der oberhalb der Einspritzlöcher 8 angeordnet ist
und einem Dichtsitz 69 zugeordnet ist, der am Düsenkörper ausgebildet
ist. Sitzt die Einspritznadel 6 mit dem Nadelsitz 37 am
Dichtsitz 69 auf, so besteht keine Verbindung zwischen
dem Einspritzraum 34 und den Einspritzlöchern 8. Ist die Einspritznadel 6 jedoch
mit dem Nadelsitz 37 vom Dichtsitz 69 abgehoben,
so besteht eine hydraulische Verbindung zwischen dem Einspritzraum 34 und
den Einspritzlöchern 8,
so dass Kraftstoff aus dem Einspritzraum 34 über die
Einspritzlöcher 8 abgegeben
wird.
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Die
Einspritznadel 6 weist im oberen Bereich einen Führungsabschnitt 55 auf,
der in einer Führungsbohrung
des Düsenkörpers 5 dichtend
geführt ist.
Der Führungsabschnitt 55 steht
mit einer Verbindungsstange 38 in Verbindung, die im Federkörper 42 geführt ist.
Die Verbindungsstange 38 steht mit einem dritten Federelement 39 in
Verbindung, das in einer Federkammer 68 im Federkörper 42 angeordnet
ist. Das dritte Federelement 39 ist gegen die Zwischenplatte 46 abgestützt und
spannt die Einspritznadel 6 in Richtung auf den Dichtsitz 69 vor,
der oberhalb der Einspritzlöcher 8 angeordnet
ist. Liegt in dem Einspritzraum 34 ein geringer Kraftstoffdruck vor,
so wird die Einspritznadel 6 durch das dritte Federelement 39 auf
den Dichtsitz 69 gedrückt,
so dass keine Verbindung zwischen dem Pumpraum 34 und den
Einspritzlöchern 8 vorliegt.
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Wird
jedoch der Druck im Einspritzraum 34 durch eine Verdichtungsbewegung
des Verstärkerkolbens 23 erhöht, so greift
der Druck an der Druckfläche 35 an
und hebt die Einspritznadel 6 nach Erreichen eines Abhebedruckes
gegen die Vorspannung des dritten Federelementes 39 vom
Dichtsitz ab, so dass eine hydraulische Verbindung zwischen dem Einspritzraum
und den Einspritzlöchern 8 vorliegt.
In dieser Position der Einspritznadel 6 wird Kraftstoff aus
dem Einspritzraum 34 über
die Einspritzlöcher 8 abgegeben.
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Kraftstoff,
der über
einen Dichtspalt des Führungsabschnittes 55 der
Einspritznadel 6 entweicht, wird über ein Leckageventil 41 zu
dem Kraftstoffraum 53 abgeführt.
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Das
Ventil 14 steuert in Abhängigkeit von der Schaltposition
den Druck in dem Pumpraum 22 und damit den Verdichtungshub
des Verstärkerkolbens 23.
Die Fläche
der ersten Stirnseite 24 ist größer als die Fläche der
zweiten Stirnseite 28, so dass eine Druckerhöhung zwischen
dem Druck in dem Pumpraum 22 und dem Druck in der Verstärkerkammer 29 und
im Einspritzraum 34 erreicht wird.
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Die
Funktionsweise des Ventils 14 wird anhand von 2 näher erläutert.
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2 zeigt
eine vergrößerte Darstellung
des Ventilkörpers 3.
Der Ventilkörper 3 weist
die mittige Durchgangsbohrung 56 auf, die im oberen Bereich durch
den Aktor 18 und im unteren Bereich durch die Anlageplatte 21 abgedichtet
ist. Die Durchgangsbohrung 56 weist einen oberen ersten
Abschnitt 57 auf, in den der Aktor 18 mit dem
Gehäuse
eingeschraubt ist. Der erste Abschnitt 57 geht über eine
Stufe in einen zweiten Abschnitt 58 über, der eine zweite Ventilkammer 17 darstellt.
Der zweite Abschnitt 58 weist einen kleineren Querschnitt
als der erste Abschnitt 57 auf. Der zweite Abschnitt 58 geht
in einen dritten Abschnitt 59 über, wobei der dritte Abschnitt 59 einen kleineren
Querschnitt als der zweite Abschnitt 58 aufweist. Der dritte
Abschnitt 59 geht über
eine Stufe in einen vierten Abschnitt 60 über, der
einen größeren Querschnitt
als der dritte Abschnitt 59 aufweist. Der vierte Abschnitt 60 geht über eine
Stufe in einen fünften
Abschnitt 61 über,
der einen größeren Querschnitt
als der vierte Abschnitt 60 aufweist. Der fünfte Abschnitt 61 stellt
die erste Ventilkammer 11 dar.
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Der
Aktor 18 ist vorzugsweise als piezoelektrischer Aktor ausgebildet,
der elektrische Anschlüsse 45 aufweist.
An die elektrischen Anschlüsse 45 werden
Steuerleitungen angeschlossen, die mit einem Steuergerät in Verbindung
stehen. Das Steuergerät
steuert den Aktor 18 nach vorgegebenen Verfahren in Abhängigkeit
von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine.
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Der
Aktor 18 ist mit einem zweiten Schließglied 15 in Wirkverbindung,
wobei das zweite Schließglied 15 in
der zweiten Ventilkammer 17 angeordnet ist. Das zweite
Schließglied 15 weist
eine vierte Dichtfläche 51 auf,
die einer dritten Dichtfläche 50 zugeordnet
ist. Die dritte Dichtfläche 50 ist
am Ventilkörper 3 im Übergangsbereich
zwischen dem zweiten und dem dritten Abschnitt 58, 59 ausgebildet. Weiterhin
weist das zweite Schließglied 15 eine
Stange 16 auf, die durch den dritten Abschnitt 59 und
den vierten Abschnitt 60 zur ersten Ventilkammer 11 geführt ist.
Die Stange 16 steht mit einem ersten Schließglied 13 in
Verbindung, das im Wesentlichen in der ersten Ventilkammer 11 angeordnet
ist. Das erste Schließglied 13 weist
eine zweite Dichtfläche 49 auf,
die einer ersten Dichtfläche 48 zugeordnet
ist. Die erste Dichtfläche 48 ist
am Ventilkörper 3 im Übergangsbereich
zwischen dem vierten und fünften Abschnitt 60, 61 angeordnet.
In der ersten Ventilkammer 11 ist ein erstes Federelement 12 angeordnet, das
das erste Schließglied 13 in
Richtung auf die erste Dichtfläche 48 vorspannt.
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Die
zweite Dichtfläche 49 des
ersten Schließgliedes 13 und
die vierte Dichtfläche 51 des zweiten
Schließgliedes 15 sind
vorzugsweise als konische Flächen
ausgebildet. Ebenso sind vorzugsweise die dritte und erste Dichtfläche 50, 48 entsprechend
als konische Flächen
ausgebildet, um eine sichere Abdichtung mit Hilfe des ersten und
zweiten Schließgliedes 13, 15 zu
gewährleisten.
Das erste und das zweite Schließglied 13, 15 sind über die Stange 16 in
der Weise beabstandet und fest miteinander verbunden, dass je nach
Auslenkungsposition des Aktors 18 das erste oder zweite
Schließglied 13, 15 auf
dem zugeordneten Dichtsitz 48, 50 aufliegt und
somit entweder die Zulaufleitung 10 oder die Entlastungsleitung 47 mit
der ersten Versorgungsleitung 20 verbunden ist. Dazu ist
die Stange 16 mit einem kleineren Querschnitt ausgebildet
als die Durchgangsbohrung 56 im dritten und vierten Abschnitt 59, 60.
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Vorzugsweise
weist der vierte Abschnitt 60 einen erweiterten Ringkanal 62 auf,
an den die erste Versorgungsleitung 20 angeschlossen ist.
Somit wird eine verbesserte hydraulische Versorgung des Pumpraums 22 gewährleistet.
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Die
Funktionsweise der Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 und 2 erläutert. Soll
keine Einspritzung erfolgen, so wird der Aktor 18 nicht
angesteuert und das erste Schließglied 13 liegt am
zugeordneten Dichtsitz 48 an, so dass keine Verbindung
zwischen dem Anschluss 9 und dem Pumpraum 22 vorliegt.
Somit befindet sich der Pumpkolben 64 durch die Vorspannung
des zweiten Federelementes 26 in der obersten Position
und es wird kein hoher Druck im Einspritzraum 34 erzeugt.
Folglich ist die Einspritznadel 6 durch das dritte Federelement 39 auf
den zugeordneten Dichtsitz 69 gedrückt und es liegt keine Verbindung
zwischen dem Einspritzraum 34 und den Einspritzlöchern 8 vor.
Zudem steht der Pumpraum 22 über die erste Versorgungsleitung 20,
den vierten, dritten und zweiten Abschnitt 60, 59, 58 mit
der Entlastungsleitung 47 in Verbindung. Die Entlastungsleitung 47 ist
an eine Rücklaufleitung
angeschlossen und weist nur einen geringen Druck auf. Somit herrscht
im Pumpraum 22 nur geringer Druck.
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Vorzugsweise
weist die erste Stirnseite 24 eine erhöhte Anlagefläche 63 auf,
die an die Anlageplatte 21 in Anlage bringbar ist, wenn
der Pumpraum 22 drucklos ist. Die Anlagefläche 63 ist
vorzugsweise ringförmig
ausgebildet und bietet den Vorteil, dass im Bereich der Bohrung 70, über die
die erste Versorgungsleitung 20 in den Pumpraum 22 mündet, die erste
Stirnseite 24 einen vorgegebenen Abstand von der Anlageplatte 21 aufweist,
so dass immer ein Restvolumen im Pumpraum 22 vorhanden
ist. Durch das Restvolumen wird bei einer Öffnung des Ventils 14 Fluid
in den Pumpraum 22 gedrückt
und liegt mit dem vorgegebenen Druck an der gesamten Fläche der
ersten Stirnseite 24 an, so dass eine Verschiebung des
Pumpkolbens schnell erfolgt.
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Soll
eine Einspritzung erfolgen, wird vom Steuergerät der Aktor 18 in
der Weise angesteuert, dass er sich nach unten auslenkt und dabei
das zweite Schließglied 15 mit
der vierten Dichtfläche 51 auf die
zugeordnete dritte Dichtfläche 50 drückt und
damit die Verbindung zwischen der Entlastungsleitung 47 und
der ersten Versorgungsleitung 20 unterbricht. Gleichzeitig
wird durch die Verschiebung des zweiten Schließgliedes 15 über die
Stange 16 das erste Schließglied 13 von der
ersten Dichtfläche 48 weggedrückt und
somit ein Verbindungsquerschnitt zwischen der ersten Versorgungsleitung 20 und
der Zulaufleitung 10 geöffnet.
Die Zulaufleitung 10 steht über den Zulaufanschluss 9 mit
einem Fluidreservoir, vorzugsweise einem Kraftstoffreservoir mit
einem vorgegebenen Druck in Verbindung. Somit fließt das Fluid
mit vorgegebenem Druck in den Pumpraum 22 und drückt den
Pumpkolben 64 entgegen der Vorspannkraft des zweiten Federelementes 26 nach
unten in Richtung auf die Verstärkerkammer 29.
Die Verstärkerkammer 29 ist
vollständig
mit Kraftstoff gefüllt,
so dass der Druck über
die erste Bohrung 67, die vierte Versorgungsleitung 54 und
die dritte Versorgungsleitung 32 im Einspritzraum 34 erhöht wird. Übersteigt
der Druck im Einspritzraum 34 einen vorgegebenen Abhebedruck,
so wird die Einspritznadel 6 über den Druck an der Druckfläche 35 gegen
die Vorspannkraft des dritten Federelementes 39 vom Dichtsitz
abgehoben, so dass Kraftstoff vom Einspritzraum 34 über die
Einspritzlöcher 8 abgegeben wird.
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Vorzugsweise
ist als Kraftstoffreservoir ein Kraftstoffspeicher, ein so genanntes
Common-Rail vorgesehen, mit dem der Zulaufanschluss 9 mit
Kraftstoff unter Druck von bis zu 500 bar versorgt wird.
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Soll
die Einspritzung beendet werden, so wird der Aktor entsprechend
angesteuert, dass er sich nach oben zurückzieht.
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Folglich
wird das erste und zweite Schließglied 13, 15 durch
das erste Federelement 12 in die Schließposition bewegt, wobei das
erste Schließglied 13 in
Anlage an die erste Dichtfläche 48 gelangt
und das zweite Schließglied 15 von
der dritten Dichtfläche 50 nach
oben abgehoben wird. Folglich ist die Verbindung zwischen der Zulaufleitung 10 und
der ersten Versorgungsleitung 20 unterbrochen und die erste Versorgungsleitung 20 ist
wieder mit der Entlastungsleitung 47 verbunden. Damit entweicht
das im Pumpraum 22 befindliche Fluid über die Entlastungsleitung 47.
Somit wird der Verstärkerkolben 23 durch das
zweite Federelement 26 nach oben bewegt. Als Folge sinkt
der Druck im Einspritzraum 34 und die Einspritznadel 6 wird
von dem dritten Federelement 39 auf den Dichtsitz 69 gedrückt. Nach
Anlage der Einspritznadel 6 am Dichtsitz 69 ist
die Verbindung zwischen dem Einspritzraum 34 und den Einspritzlöchern 8 unterbrochen,
so dass die Einspritzung beendet ist.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Erfindung, bei der das zweite Schließglied 15 als vierte
Dichtfläche 51 eine
plane Fläche
aufweist, die einer entsprechend plan ausgebildeten dritten Dichtfläche 50 zugeordnet
ist. Diese Ausführungsformen der
vierten und dritten Dichtfläche 51, 50 sind
einfach und kostengünstig
zu fertigen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind mehrere erste
Versorgungsleitungen 20 vorgesehen, die das Ventil 14 mit
dem Pumpraum 24 verbinden. Durch die Anordnung mehrerer
erster Versorgungsleitungen 20 ist eine schnellere Befüllung und
Entleerung des Pumpraums 24 möglich.