DE10101800A1 - Ventil zum Steuern eines Fluids - Google Patents

Abstract

Es wird ein Ventil zum Steuern eines Fluids vorgeschlagen, zumindest umfassend eine Aktuator-Einheit (20), einen dieser zugeordneten Stellkolben (26) und einen einem Ventilschließglied (32) zugeordneten Betätigungskolben (30), zwischen welchen Kolben (26, 30) eine Hydraulikkammer (28) liegt, die zur Aufrechterhaltung eines Systemdrucks (p_sys) mit einer Druckstiftbohrung (52) verbunden ist, in der ein Druckstift (50) angeordnet ist und die einerseits des Druckstiftes (50) mit einer Hochdruckquelle und andererseits mit einem Rücklaufkanal (55) verbunden ist, wobei die Abmessungen des Druckstiftes (50) in Wirkverbindung mit den Abmessungen der Druckstiftbohrung (52) eine über den Rücklaufkanal (55) abfließende Fluidrücklaufmenge (Q_rück) und den in der Hydraulikkammer (28) herrschenden Systemdruck (p_sys) festlegen. Das vorgeschlagene Ventil zeichnet sich dadurch aus, daß der Systemdruck (p_sys) in der Hydraulikkammer (28) nach dem Einbringen des Druckstiftes (50) in die Druckstiftbohrung (52) einstellbar ist (Figur 1).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Steuern eines Fluids mit einer Aktuator-Einheit gemäß der im Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1 näher definierten Art sowie ein Verfahren zum Einstellen eines Ventils zum Steuern eines Fluids gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 14 näher definier­ ten Art.

Ein Ventil der einleitend genannten Art ist aus der Praxis bekannt und wird bei Kraftstoffinjektoren, insbesondere bei einem Common-Rail-Injektor, für Verbrennungsmaschinen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Um einen aufgrund von Leckage auftretenden Druckabfall in der zwischen dem Stellkolben und dem Betätigungskolben liegenden Hydraulikkammer dieses Ventils zu verhindern, ist die Hydraulikkammer mit einer Befülleinrichtung versehen. Diese Befülleinrichtung kann aus einem Kanalsystem bestehen, das mit einer zu der Hock­ druckquelle führenden Leitung verbunden ist.

Um in der Hydraulikkammer einen Systemdruck einzustellen, der niedriger ist als der von der Hockdruckquelle erzeugte Druck, weist das Kanalsystem eine sogenannte Druckstiftboh­ rung auf, in der ein sogenannter Druckstift oder Drucktei­ lerstift angeordnet ist und von der ein Kanal zu der Hy­ draulikkammer abzweigt. Von der Druckstiftbohrung zweigt des weiteren eine zu einem Kraftstoffreservoir führende Rücklaufleitung für Kraftstoff ab. Über die Abmessungen des Druckteilerstiftes und denjenigen der Druckstiftbohrung so­ wie die Lage der Abzweigung des von der Druckstiftbohrung zu der Hydraulikkammer führenden Kanals kann eine Einstel­ lung des in der Hydraulikkammer herrschenden Systemdrucks erfolgen. Die über den Rücklaufkanal bei einem bestimmten, mittels der Hochdruckquelle erzeugten Hochdruck abfließende Kraftstoffmenge wird ebenfalls durch die Abmessungen des Druckstiftes in Verbindung mit den Abmessungen der Druck­ stiftbohrung, genauer gesagt durch die Breite des den Druckstift umgebenden Ringspalts, festgelegt.

Bei den bekannten Ventilen der einleitend genannten Art be­ steht das Problem, daß es zur Einstellung des Systems er­ forderlich ist, den in der Hydraulikkammer herrschenden Sy­ stemdruck sowie die über die von der Druckstiftbohrung ab­ zweigende Rücklaufleitung abfließende Rücklaufmenge durch sukzessive Anpassung der Abmessungen des Druckstifts sowie dessen Geometrie zu optimieren. Hierzu ist bei den Ventilen nach dem Stand der Technik ein Satz von Druckstiften erforderlich, die unterschiedliche Geometrien und eine hohe Bau­ teilqualität aufweisen.

Vorteile der Erfindung

Das vorgeschlagene Ventil zum Steuern eines Fluids mit ei­ ner Aktuator-Einheit mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, bei dem der in der Hydraulikkammer herrschende Systemdruck nach dem Einbringen des Druckstif­ tes in die Druckstiftbohrung einstellbar ist, hat demgegen­ über den Vorteil, daß zum Einstellen des Systemdrucks kein Satz von Druckstiften sondern nur ein einziger Druckstift benötigt wird. Damit vereinfacht sich die Einstellung des Ventils wesentlich, was sich wiederum auf die Herstellungs­ kosten desselben niederschlägt. Es ist also bei dem Ventil nach der Erfindung nicht mehr erforderlich, zu den optima­ len Abmessungen des in die Druckstiftbohrung einzubringen­ den Druckstifts über eine Vielzahl von Paarungsvorgängen zu finden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Systemdruck und/oder die Rücklaufmenge durch Verformung eines Ventilbauteils einstellbar. Insbesondere bei dieser Ausführungsform des Ventils sind keinerlei Maßgruppen oder Paarungsvorgänge zur Einstellung des Führungsspiels des Druckstiftes in der Druckstiftbohrung erforderlich. Der in der Druckstiftbohrung bereits angeordnete Druckstift wird beispielsweise so lange durch ein an den Stirnseiten des Druckstiftes angreifendendes, z. B. stempelartiges Werkzeug gestaucht oder bei hülsenförmiger Ausbildung des Druck­ stifts von innen verformt, bis der mittels einer Inprozeßmessung gemessene Systemdruck, der sogenannte Kopplerdruck, den gewünschten Sollwert erreicht hat.

Insbesondere bei dieser Ausführungsform sind die an den Druckstift zu stellenden Qualitätsanforderungen beträcht­ lich geringer als bei den Ventilen nach dem Stand der Tech­ nik, denn erst durch die gezielte Verformung eines Ventil­ bauteils werden dessen entgültigen Abmessungen und damit die den in der Hydraulikkammer herrschenden Systemdruck festlegenden Eigenschaften dieses Bauteils geschaffen.

Der Druckstift und/oder der Ventilkörperbereich, in dem die Druckstiftbohrung ausgebildet ist, sollten aus einem ver­ formbaren Material bestehen. Beispielsweise besteht der Druckstift aus einem duktilen Metall, z. B. einem Buntmetall wie Kupfer. Ein solcher Druckstift kann dann durch axial wirkende Kräfte auf einfache Weise gestaucht werden.

Zum Angriff eines entsprechenden Verformungswerkzeugs weist der Druckstift bei einer vorteilhaften Ausführungsform an zumindest einer Stirnseite eine axial ausgerichtete sacklo­ chartige Bohrung auf. Der Druckstift kann dann also hülsen­ artig ausgebildet sein. Er kann alternativ aber auch als Vollstift ausgeführt sein.

Der Druckstift kann beispielsweise einen kreisrunden oder einen leicht ovalen Querschnitt aufweisen. Letztere Alter­ native hat den Vorteil, daß zwischen dem Druckstift und der Wandung der Druckstiftbohrung bei der Montage eine Pressung erfolgen kann, so daß der Druckstift verliersicher in der Druckstiftbohrung aufgenommen ist.

Wenn der entsprechende Ventilkörperbereich verformbar aus­ gebildet ist, weist dieser vorzugsweise mindestens eine ra­ dial auf die Druckstiftbohrung gerichtete Bohrung zum An­ satz eines Verformungswerkzeuges auf.

Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Druckstiftbohrung eine gestufte Bohrung sein, in der ein als im wesentlichen gestufter Zylinder ausgebildeter Druckstift angeordnet ist. Im Bereich der Stufungen der Druckstiftbohrung und des Druckstiftes ist bei dieser Aus­ führungsform ein sogenannter Drosselspalt ausgebildet, des­ sen Breite den in der Hydraulikkammer herrschenden System­ druck festlegt.

Vorzugsweise ist im Bereich der Stufung des Druckstiftes ein sogenannter Drosselkegel ausgebildet, der mit der eine sogenannte Drosselkante bildenden Stufung der Druckstift­ bohrung zusammenwirkt.

Die Breite des Drosselspalts ist vorzugsweise mittels min­ destens eines axial an den Druckstift angreifenden Ansatz­ stücks einstellbar, das sich an der der Druckseite abge­ wandten Seite mit seiner dem Druckstift abgewandten Seite an dem Gehäuse des Ventils abstützt und den Druckstift so während des Betriebs des Ventils in Position hält, da der Druckstift dann am entgegengesetzten Ende mit dem von der Hochdruckquelle erzeugten Druck beaufschlagt ist. Das An­ satzstück wirkt mithin als Abstandshalter zwischen einer Stirnseite des Druckstifts und der angrenzenden Gehäusewan­ dung.

Das Ansatzstück kann beispielsweise eine Einstellscheibe oder auch eine Einstellkugel sein. Insbesondere ein als Ku­ gel ausgebildetes Ansatzstück ist ein kostengünstig herzu­ stellender Massenartikel. Zur Einstellung des Ventils soll­ ten eine Vielzahl von Einstellkugeln oder Einstellscheiben zur Verfügung stehen, deren Durchmesser bzw. Dicken vor­ zugsweise in µm-Bereich gestaffelt sind.

Die Ausführungsform der Erfindung mit einem gestuften Druckstift hat ebenfalls den Vorteil, daß der Druckstift zum Einstellen des Ventils nicht gezogen werden muß. Nur dessen Lage in der Druckstiftbohrung muß auf empirischem Wege bei gleichzeitiger Messung des in der Hydraulikkammer herrschenden Systemdrucks optimiert werden. Der für die La­ ge des Druckstiftes ermittelte Wert kann dann einem be­ stimmten Durchmesser bzw. einer bestimmten Dicke des einzu­ bauenden Ansatzstücks der vorstehend beschriebenen Art zu­ geordnet werden.

Bei einer solchen Ausführungsform des Ventils nach der Er­ findung kann die Druckstiftbohrung und damit auch der Druckstift vergleichsweise kurz ausgebildet sein, da der Systemdruck durch den Drosselspalt und nicht durch die Län­ genverhältnisse des Druckstiftes festgelegt wird. Eine sol­ che Druckstiftbohrung ist kostengünstiger herzustellen, denn sie kann geschliffen werden und muß nicht gehohnt wer­ den, wie es bei Druckstiftbohrungen nach dem Stand der Technik der Fall ist.

Die Erfindung hat auch ein Verfahren zur Einstellung des Ventils zum Gegenstand. Bei diesem Verfahren wird zunächst der Druckstift in die Druckstiftbohrung eingebracht, und erst danach wird der in der Hydraulikkammer herrschende Systemdruck eingestellt.

Dies kann je nach Ausführungsform des Ventils, d. h. mit verformbarem Druckstift und/oder Ventilgehäuse einerseits oder mit gestuftem Druckstift andererseits, nach den be­ reits vorstehend im Zusammenhang mit dem Ventil nach der Erfindung beschriebenen Verfahren erfolgen.

Bei der Ausführungsform mit einem verformbaren Druckstift und/oder Ventilgehäuse werden zunächst die Bauteile mit ei­ nem relativ großen Spiel zusammengefügt und anschließend hochdruck- und/oder niederdruckseitig bei gleichzeitigem Messen von Kopplerdruck und gegebenenfalls Rücklaufmenge so lange plastisch verformt, bis die gewünschten Sollwerte für diese beiden Parameter erreicht sind. Vorzugsweise wird da­ bei auf der Hochdruckseite des Stiftes, d. h. auf der im Be­ trieb der Hochdruckquelle zugewandten Seite der Druckstift­ bohrung, ein Prüfdruck von etwa 200 bar angelegt, und in einem zu der Hydraulikkammer führenden Befüllkanal wird der jeweilige Istwert gemessen, der mittels Verformung des Druckstifts und/oder des den Druckstift umgebenden Gehäuses auf den gewünschten Sollwert eingestellt wird.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Ge­ genstandes nach der Erfindung ergeben sich aus der Be­ schreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele des Ventils zum Steuern einer Flüssig­ keit nach der Erfindung sowie die zugehörigen Einstellver­ fahren nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des Ventils nach der Erfindung mit einem verformbaren Druckstift,

Fig. 2a und Fig. 2b jeweils eine schematische Darstel­ lung eines Verfahrensschrittes des Verfahren zur Einstel­ lung des Ventils nach Fig. 1, wobei der Druckstift im we­ sentlichen hülsenförmig ausgebildet ist,

Fig. 3 einen vereinfachten Längsschnitt durch eine alter­ native, bolzenartige Ausführungsform des Druckstifts nach der Erfindung sowie das zugehörige Einstellverfahren,

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung einer weiteren Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung, wobei die Einstellung des Kopplerdrucks und der Rücklaufmenge durch Verformung des Ventilgehäuses erfolgt,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des Ventils nach der Erfindung, das einen in einer gestuften Druckstiftbohrung angeordneten, gestuften Druckstift aufweist, und

Fig. 6a und Fig. 6b jeweils einen Verfahrensschritt des Verfahrens zur Einstellung des Druckstiftes des Ventils nach Fig. 5.

Die Fig. 1 zeigt ausschnittsweise ein Ventil 10, das Teil eines auch Common-Rail-Einspritzung genannten Speicherein­ spritzsystems zur Einspritzung von vorzugsweise Dieselkraftstoff in einen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor ist. Das hier dargestellte Einspritzventil 10 arbeitet in an sich bekannter und deswegen nicht näher dargestellter Weise und weist eine hier nicht weiter dargestellte, in einen Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors ragende Einspritz­ düse und eine die Einspritzdüse in Abhängigkeit von dem in einem Ventilsteuerraum 12 herrschenden Druck öffnende und schließende Düsennadel auf.

Das Einspritzventil 10 hat ein mehrteiliges Gehäuse 14, in dem ein hier nicht dargestellter, mittels eines Hochdruck­ verteilers, eines sogenannten Common-Rail, gespeister Kraftstoffversorgungskanal ausgebildet ist, über den die Einspritzdüse und auch der Ventilsteuerraum 12 mit Kraft­ stoff gespeist werden. Das Öffnungsverhalten der Einspritz­ düse ist abhängig von dem in dem Ventilsteuerraum 12 herr­ schenden Druck. Herrscht in dem Ventilsteuerraum 12 ein ho­ her Druck, so verschließt die diesem Druck ausgesetzte Dü­ sennadel die Einspritzdüse. Wenn jedoch ein mit dem Ventil­ steuerraum 12 verbundener Entlastungsweg 18 geöffnet wird, so fließt in dem Ventilsteuerraum 12 enthaltener Kraftstoff über eine Ablaufdrossel bzw. einen Ablaufkanal 42 aus dem Ventilsteuerraum 12 ab. Der so erfolgende Druckabfall in dem Ventilsteuerraum 12 bewirkt, daß die Düsennadel die Einspritzdüse freigibt und Kraftstoff in den Verbrennungs­ raum eingespritzt wird. Das Ventil nach der Erfindung dient dabei zum wahlweisen Freigeben oder Sperren des Entla­ stungsweges 18 und demzufolge zur Festlegung von Zeitpunkt und Dauer der Einspritzung.

Des weiteren umfaßt das Ventil 10 eine Aktuator-Einheit 20, welche vorliegend einen piezoelektrischen Aktor darstellt, der von einer hier nicht dargestellten elektronischen Steu­ ereinheit des Einspritzsystems angesteuert wird. Die piezo­ elektrische Aktuator-Einheit 20, welche vorzugsweise aus einer Vielzahl übereinander gestapelter Schichten aus pie­ zoelektrischem Material besteht, stützt sich an einer Seite an einer Wand 22 des Ventilgehäuses 14 ab und wirkt auf ei­ nen Stellkolben 26, der in einem durchmessergrößeren Ab­ schnitt einer gestuften Bohrung 24 des Injektorgehäuses 14 verschiebbar geführt ist. Die Hubbewegungen des Stellkol­ bens 26 werden über eine Hydraulikkammer 28 auf einen in einem durchmesserkleineren Abschnitt der gestuften Bohrung 24 verschiebbar geführten Betätigungskolben 30 übertragen. Der Betätigungskolben 30 betätigt ein Ventilschließglied 32, das in einem Ventilraum 34 zwischen zwei ihm zugeordne­ ten Ventilsitzen 36 und 38 angeordnet ist und mittels einer Feder 40 in Richtung des Ventilsitzes 36 hin vorgespannt ist.

Der Entlastungsweg 18 für den in dem Ventilsteuerraum 12 enthaltenen Kraftstoff verläuft über die mit dem Steuerraum 12 verbundene Ablaufdrossel 42, die im Bereich des Ventil­ sitzes 38 in den Ventilraum 34 mündet, den Ventilraum 34 und einen im Bereich des Ventilsitzes 36 von dem Ventilraum 34 abzweigenden Rücklaufkanal 44. Über den Rücklaufkanal 44 fließt der aus dem Ventilsteuerraum 12 ablaufende Kraft­ stoff zu einer hier nicht dargestellten Kraftstoffquelle zurück, aus der eine Hochdruckpumpe den Kraftstoff in den Hochdruckverteiler bzw. Common-Rail pumpt.

Der Durchmesserunterschied zwischen dem Stellkolben 26 und dem Betätigungskolben 30 bewirkt, daß die Hydraulikkammer 28 als Hubübersetzer wirkt, der die vergleichsweise kleinen Hübe der piezoelektrischen Aktuator-Einheit 20 in ver­ gleichsweise große Hübe des Ventilstellglieds 32 übersetzt. Des weiteren ermöglicht die Hydraulikkammer 28 einen Aus­ gleich unterschiedlichen Wärmeausdehnungsverhaltens inner­ halb der Kraftübertragungskette von der Aktuator-Einheit 20 zum Ventilstellglied 32, wobei ein solches unterschiedli­ ches Wärmeausdehnungsverhalten beispielsweise durch einen Temperaturgradienten innerhalb des Ventils 10 oder durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten der einzel­ nen Komponenten des Ventils 10 hervorgerufen werden kann. Auch etwaige Setzeffekte der in dem Ventil verwendeten Ma­ terialien und deren Verbindungen können in der Hydraulik­ kammer 28 ohne Positionsänderung des Ventilstellglieds 32 ausgeglichen werden.

Zur Befüllung der Hydraulikkammer 28 mit Kraftstoff mündet in dieselbe ein sogenannter Befüllkanal 53. Der Befüllkanal 53 zweigt von einer Druckstiftbohrung 52 ab, die über eine Zuleitung 54 mit dem hier nicht dargestellten Kraftstoff­ versorgungskanal verbunden ist.

Des weiteren zweigt von der Druckstiftbohrung 52, die z. B. einen Durchmesser von etwa 2 mm aufweisen kann, eine Rück­ laufleitung 55 ab, die ebenfalls zu der oben genannten Kraftstoffquelle zurückführt.

In der Druckstiftbohrung 52 ist ein sogenannter Druckstift oder Druckteilerstift 50 angeordnet, der sich nieder druckseitig, d. h. an der der Zuleitung 54 abgewandten Seite, an demjenigen Teil des Gehäuses 14 abstützt, in dem die zu der Kraftstoffquelle führende Rücklaufleitung 55 ausgebildet ist.

Die Abmessungen des Druckstiftes 50 legen zusammen mit den Abmessungen der Druckstiftbohrung 52 einen im Betrieb des Einspritzventils 10 in der Hydraulikkammer 28 herrschenden Systemdruck p_sys sowie die über die Rücklaufleitung 55 ab­ fließende Kraftstoffrückflußmenge Q_rück fest. Dabei wird die Rücklaufmenge Q_rück im wesentlichen durch das Füh­ rungsspiel des Druckstiftes 52 und der Systemdruck p_sys im wesentlichen durch das Längenverhältnis L1/L2 des Druck­ stiftabschnittes L1 von der Abzweigung des Befüllkanals 53 bis zum niederdruckseitigen Ende des Druckstiftes 50 zu dem Druckstiftabschnitt L2 von der Abzweigung des Befüllkanals 53 bis zum hochdruckseitigen Ende des Druckstiftes 50 be­ stimmt.

Die Einstellung des Systemdrucks p_sys und der Rücklaufmen­ ge Q_rück bei dem Einspritzventil 10 nach Fig. 1 wird nachfolgend anhand von Fig. 2a und Fig. 2b beispielhaft beschrieben.

Der Druckstift 50, der an seinen Stirnflächen sacklocharti­ ge Bohrungen 56 und 57 aufweist und mithin im vorliegenden Fall im wesentlichen hülsenförmig mit einem Durchmesser D1 ausgebildet ist, wird im nicht zusammengesetzten Zustand des Ventils 10 in die Druckstiftbohrung 52, die einen Druchmesser D2 aufweist, der größer ist als der Durchmesser D1 des Druckstiftes 50, eingeführt. Wie in der Fig. 2b dargestellt, wird anschließend die Druckstiftbohrung von der Hochdruckseite her, d. h. in der Zeichnung von unten, mit Fluid mit einem Prüfdruck von z. B. 200 bar beauf­ schlagt. Gleichzeitig wird an dem stromabseitigen Ende des Befüllkanals 53 der nun herrschende Druck, der dem System­ druck p_sys zugeordnet werden kann, und an dem stromabsei­ tigen Ende der Druckstiftbohrung 52 die der Rückflußmenge Q_rück zuordenbare Durchflußmenge mittels entsprechender Meßgeräte 61 und 62 gemessen.

Wenn die gemessenen Istwerte von den gewünschten Sollwerten abweichen, wird nun an den axialen Enden des Druckstiftes 50 jeweils ein stempelartiges Werkzeug 60A und 60B in die zugeordnete sacklochartige Bohrung 56 bzw. 57 des Druck­ stiftes 50 eingebracht und mit einer Kraft F beaufschlagt, so daß der Druckstift 50 um eine Wegstrecke s gestaucht wird und/oder von innen mit einer Querkraft beaufschlagt wird, so daß sich der Druckstift 50 verformt. Durch die Verformung des Druckstiftes 50 verändert sich wiederum der dem Systemdruck p_sys zuordenbare, an dem stromabseitigen Ende des Befüllkanals 53 gemessene Druck sowie die gemesse­ ne Durchflußmenge, die der Rücklaufmenge Q_rück zuordenbar ist. Auf diese Weise wird der Druckstift 50 so lange ver­ formt, bis die jeweilig gemessenen Istwerte den bei den je­ weiligen Einsatzbedingungen des Ventils entsprechenden Sollwerten entsprechen.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen nach den Fig. 2a und 2b dadurch, daß der Druckstift 50 nicht hülsenförmig, sondern bolzenartig aus­ gebildet ist. In diesem Fall kann der Druckstift 50 ebenfalls mittels entsprechender, an den. Stirnseiten des Druck­ stiftes 50 angreifender stempelartiger Werkzeuge 60A und 60B gestaucht und somit verformt werden, bis die jeweiligen Sollwerte p_sys und Q_rück erreicht sind.

Bei der Ausführung nach Fig. 4 wird nicht der Druckstift 50, sondern der den Druckstift umgebende Bereich des Gehäu­ ses 14 verformt. Dies erfolgt dadurch, daß mittels in sack­ lochartige Bohrungen 71A und 71B eingreifender Werkzeuge 70A und 70B eine Kraft F auf das Gehäuse 14 ausgeübt wird. Dadurch verformt sich der den Druckstift 50 umgebende Be­ reich des Gehäuses 14, und mithin verändern sich die den Systemdruck p_sys und die Rückflußmenge Q_rück bestimmenden Parameter.

Es ist aber auch denkbar, daß sowohl der Druckstift 50, der hülsenförmig, im wesentlichen hülsenförmig oder bolzenartig ausgebildet sein kann, als auch der den Druckstift 50 umge­ bene Bereich des Gehäuses 14 gezielt verformt wird.

Das in Fig. 5 dargestellte Einspritzventil 10 entspricht im wesentlichen demjenigen nach Fig. 1, unterscheidet sich von diesem aber dadurch, daß die Druckstiftbohrung 52 als gestufte Bohrung ausgebildet ist und darin ein im wesentli­ chen gestufter Druckstift 50 angeordnet ist.

Der Druckstift 50 stützt sich an seinem niederdruckseitigen Ende über eine sogenannte Einstellscheibe 90, die eine Dic­ ke s aufweist, an dem Teil des Gehäuses 14 ab, in dem die Rücklaufleitung 55 liegt.

Der detaillierte Aufbau des Druckstiftes 50 und der Druck­ stiftbohrung 52 sowie die Einstellung des in der Hydraulik­ kammer 28 herrschenden Systemdrucks p_sys ist in den Ver­ fahrensschritte wiedergebenden Fig. 6a und 6b darge­ stellt. Darin ist zu erkennen, daß der Druckstift 50 einen Bereich 81 vergrößerten Durchmessers aufweist und über eine kegelförmig ausgebildete Ringschulter 82, dem sogenannten Drosselkegel, in einen Bereich 83 mit einem verringerten Durchmesser D3 übergeht. Entsprechend hat die Druckstift­ bohrung 52 einen Bereich 86 größeren Durchmessers und einen Bereich 87 mit einem geringeren Durchmesser D4. Der Durch­ messer D4 ist etwas größer als der Durchmesser D3 des Druckstiftes 50. Das Verhältnis dieser Durchmesser bestimmt im wesentlichen die über die Rücklaufleitung 55 abfließende Rücklaufmenge. Der Drosselkegel 82 des Druckstiftes 50 bil­ det zusammen mit dem ringschulterförmigen Absatz, der soge­ nannten Drosselkante 85 der Druckstiftbohrung 52 eine Dros­ selspalte 84, die eine Höhe H aufweist, durch welche wie­ derum im wesentlichen der in der Hydraulikkammer 28 herr­ schende Systemdruck p_sys festgelegt wird.

Zur Einstellung der Rücklaufmenge Q_rück liegt eine Auswahl von Druckstiften vor, die in beispielsweise im µm-Bereich abgestuften Maßgruppen vorgehalten werden.

Zur Einstellung des Systemdrucks p_sys wird die Druckstift­ bohrung 52 und damit der Druckstift 50 hochdruckseitig mit einem Prüfdruck von beispielsweise 200 bar beaufschlagt. Gleichzeitig wird der Druckstift 50 von der Niederdrucksei­ te her mittels eines entsprechenden Prüfgeräts 63 axial um eine Wegstrecke s verschoben, bis der an dem Befüllkanal 53 mittels eines Meßgeräts 61 gemessene Druck dem Sollwert entspricht. Die Wegstrecke s entspricht dann der Dicke der Einstellscheibe 90, über die sich der Druckstift 50 an dem Gehäuse 14 abstützt und welche mithin bei der Montage des Ventils in die Druckstiftbohrung 52 einzubringen ist.

Alternativ zu der Einstellscheibe 90 kann auch - wie in Fig. 6b angedeutet - eine Einstellkugel 91 eingesetzt wer­ den, deren Durchmesser der gemessenen Wegstrecke s ent­ spricht.

Bevorzugt stehen zur Einstellung des Systemdrucks p_sys Einstellscheiben 90 in Maßgruppen zur Verfügung, die im µm-Bereich gestaffelt sind. Es können selbstverständlich aber auch mehrere übereinanderliegende Einstellscheiben eingesetzt werden.

Der Einsatzbereich des Gegenstandes nach der Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebene Verwendung bei Common-Rail-Injektoren beschränkt. Vielmehr kann das erfindungsgemäße Ventil generell dort eingesetzt werden, wo eine Druckteilerfunktion zur Einstellung des Drucks in ei­ ner Hydraulikkammer gewünscht ist, welche im Kraftübertra­ gungsweg zwischen einer Ventilstelleinheit und einem zu be­ tätigenden Ventilelement angeordnet ist. Auch ist die Er­ findung nicht auf eine doppelschaltende Ventilanordnung mit zwei Ventilsitzen beschränkt, wie sie vorstehend beschrie­ ben ist. Einfachschaltende Ventilanordnungen mit nur einem Ventilsitz sind genauso denkbar wie auch andere Ventilge­ staltungen, etwa Kolbenlängsschieberventile.

Claims (17)

1. Ventil zum Steuern eines Fluids, zumindest umfassend eine Aktuator-Einheit (20), einen dieser zugeordneten Stell­ kolben (26) und einen einem Ventilschließglied (32) zuge­ ordneten Betätigungskolben (30), zwischen welchen Kolben (26, 30) eine Hydraulikkammer (28) liegt, die zur Auf­ rechterhaltung eines Systemdrucks (p_sys) mit einer Druckstiftbohrung (52) verbunden ist, in der ein Druck­ stift (50) angeordnet ist und die einerseits des Druck­ stiftes (50) mit einer Hochdruckquelle und andererseits mit einem Rücklaufkanal (55) verbunden ist, wobei die Ab­ messungen des Druckstiftes (50) in Wirkverbindung mit den Abmessungen der Druckstiftbohrung (52) eine über den Rücklaufkanal (55) abfliesende Fluidrücklaufmenge (Q_rück) und den in der Hydraulikkammer (28) herrschenden Systemdruck (p_sys) festlegen, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Hydraulikkammer (28) herrschende System­ druck (p_sys) nach dem Einbringen des Druckstiftes (50) in die Druckstiftbohrung (52) einstellbar ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Systemdruck (p_sys) und/oder die Rücklaufmenge (Q_rück) durch Verformung eines Ventilbauteils einstellbar ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstift (50) verformbar ist.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstift (50) aus einem duktilem Metall besteht.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Druckstift (50) ein durch axiale Kraft­ einwirkung verformbarer Bolzen ist.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Druckstift (50) im wesentlichen hülsen­ förmig ausgebildet ist.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckstiftbohrung (52) in einem ver­ formbaren Ventilkörperbereich ausgebildet ist.

8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der verformbare Ventilkörperbereich mindestens eine radial auf die Druckstiftbohrung (52) gerichtete Bohrung (71A, 71B) zum Angriff eines Verformungswerkzeugs (70A, 70B) aufweist.

9. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstiftbohrung (52) eine gestufte Bohrung ist, in der ein als im wesentlichen gestufter Zylinder ausgebildeter Druckstift (50) angeordnet ist, wobei im Bereich der Stu­ fung des Druckstifts (50) vorzugsweise ein Drosselkegel (82) ausgebildet ist, der in Verbindung mit einer Dros­ selkante (85) der Druckstiftbohrung (52) einen Dros­ selspalt (84) bildet.

10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (H) des Drosselspalts (84) mittels mindestens ei­ nes axial an den Druckstift angreifenden Ansatzstücks (90; 91) einstellbar ist.

11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzstück eine Einstellscheibe (90) oder eine Einstell­ kugel (91) ist.

12. Verfahren zum Einstellen eines Ventils zum Steuern eines Fluids, zumindest umfassend eine Akauator-Einheit (20), einen dieser zugeordneten Stellkolben (26) und einen ei­ nem Ventilschließglied (32) zugeordneten Betätigungskol­ ben (30), zwischen welchen Kalben (26, 30) eine Hydrau­ likkammer (28) liegt, die zur Aufrechterhaltung eines Sy­ stemdrucks (p_sys) mit einer Druckstiftbohrung (52) ver­ bunden ist, in der ein Druckstift (50) angeordnet ist und die einerseits des Druckstiftes (50) mit einer Hochdruck­ quelle und andererseits mit einem Rücklaufkanal (55) ver­ bunden ist, wobei die Abmessungen des Druckstiftes (50) in Wirkverbindung mit den Abmessungen der Druckstiftboh­ rung (52) eine über den Rücklaufkanal (55) abfliesende Fluidrücklaufmenge (Q_rück) und den in der Hydraulikkam­ mer (28) herrschenden Systemdruck (p_sys) festlegen, bei welchem Verfahren der Druckstift (50) in die Druckstiftbohrung (52) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einbringen des Druckstiftes (50) in die Druckstiftbohrung (52) der in der Hydraulikkammer (28) herrschende Systemdruck (p_sys) eingestellt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Hydraulikkammer (28) herrschende Systemdruck (p_sys) durch Verformung des Druckstiftes (50) einge­ stellt wird, wobei der Druckstift (50) vorzugsweise mit­ tels eines axial an denselben angreifenden Werkzeugs (60A, 60B) verformt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Hydraulikkammer (28) herr­ schende Systemdruck (p_sys) durch Verformung des Ventil­ gehäusebereichs eingestellt wird, in dem die Druckstift­ bohrung (52) ausgebildet ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verformung des Druckstifts (50) und/oder des Ventilgehäusebereichs die über den Rücklaufkanal (55) abfließende Rückflußmenge (Q_rück) eingestellt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen aus einem gestuften Zylinder beste­ hender Druckstift (50) in eine im wesentlichen gestufte Druckstiftbohrung (52) eingebracht wird, so daß sich im Bereich der Stufung ein Drosselspalt (84) ausbildet, des­ sen Breite den in der Hydraulikkammer (28) herrschenden Systemdruck (p_sys) festlegt, und die Breite des Drosselspalts (84) durch Einbringen eines die Lage des Druck­ stifts (50) in Druckstiftbohrung (52) festlegenden An­ satzstücks (90; 91) eingestellt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückfluß (Q_rück) durch Abstimmung des Durchmessers des Druckstiftes (52) festgelegt wird.