DE102005025138A1 - Dosierventil - Google Patents
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Abstract
Die Düsennadel (2) ist durch einen in einem Niederdruckbereich des Dosierventils angeordneten Piezoaktor (3) direkt angetrieben. Ein Adapter (11) ist vorgesehen, der eine axiale Führung aufweist, in der ein Übertragungselement (13) geführt ist. Zur Abdichtung einer durch die Führung hindurchtretenden Leckage zwischen dem Hochdruckbereich und einem Niederdruckbereich (21) weist das Übertragungselement (13) auf der Hochdruckseite ein Dichtprofil (23) auf, so dass bei nicht angesteuertem Piezoaktor (3) die Führung abgedichtet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Dosierventil mit einer Düsennadel, einem Gehäuse, in dem ein ansteuerbarer Piezoaktor vorgesehen ist, der mit der Düsennadel in Wirkverbindung steht, einem Zulauf zum Zuführen von Kraftstoff, einem mit dem Zulauf verbundenen Hochdruckbereich und einem Niederdruckbereich, in dem der Piezoaktor angeordnet ist.
- Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zunehmend Speichereinspritzsysteme einzusetzen, welche mit sehr hohen Einspritzdrücken arbeiten. In diesem Zusammenhang ist die Common-Rail-Einspritzung zu nennen, die eine elektronisch regelbare Hochdruck-Einspritzanlage mit einem gemeinsamen Verteilerrohr (Common-Rail) umfasst. Hierbei wird der Kraftstoff über Einspritzventile den Verbrennungsräumen unter einem hohen Druck zugeführt. Das Öffnen und Schließen der Einspritzventile wird hierbei über Aktoren gesteuert, die nach dem elektromagnetischen oder nach dem piezoelektrischen Prinzip arbeiten können.
- Die bekannten Dosierventile können insbesondere unter dem Gesichtspunkt eingeteilt werden, ob die Düsennadel vom Aktor indirekt, über ein zwischengeschaltetes Steuerventil (Servoventil), oder direkt, also ohne Steuerventil, angetrieben wird. Während bei den Dosierventilen mit Steuerventil das Öffnungsverhalten der Düsennadel durch die Zwischenschaltung von insbesondere Drossel und Steuerventil negativ beeinflusst ist, sind die Dosierventile mit einer direkt von einem Piezoaktor angetriebenen Düsennadel bezüglich Stellweg und Wirkrichtung nicht ohne Weiteres an die Erfordernisse eines Kraftstoff-Einspritzventils angepasst.
- Aus
DE 100 39 424 A1 ist ein direkt angetriebenes Dosierventil mit einem hydraulischen Übertragungselement bekannt. Dieses Dosierventil weist einen Aktor auf, an dessen einem Ende ein Primärkolben anliegt. Unterhalb des Primärkolbens befindet sich eine Hydraulikkammer, die an der dem Primärkolben gegenüberliegenden Seite an einen Sekundärkolben angrenzt, an dem eine Düsennadel befestigt ist. Wird der Piezoaktor angesteuert, so drückt dieser gegen den Primärkolben, wodurch das in der Hydraulikkammer befindliche Fluid in Richtung Sekundärkolben verdrängt wird. Dabei wird gleichzeitig die – nach außen öffnende – Düsennadel aus ihrem Sitz gehoben, so dass der Einspritzraum geöffnet wird und der Kraftstoff abgegeben werden kann. Gemäß einer zweiten Ausführungsform kann ein nach innen öffnendes Einspritzventil – ohne Hubumkehr – dadurch realisiert werden, dass die Düsennadel durch Federkraft in Gegenrichtung zur Düsenspitze vorgespannt wird und der Piezoaktor in der Schließposition angesteuert wird. Zum Öffnen des Ventils wird der Piezoaktor so angesteuert, dass er sich verkürzt, so dass das Federelement die Düsennadel vom Ventilsitz zurückziehen kann. - Das bekannte Dosierventil weist außerdem einen mit dem Einspritzraum verbundenen Hochdruckbereich sowie einen Niederdruckbereich auf, der den Piezoaktor enthält. Die beiden Druckbereiche weisen eine Druckdifferenz von ungefähr 300 bar auf und sind durch einen Faltenbalg aus Metall hydraulisch getrennt.
- Um eine Beschädigung des Piezoaktors durch Einwirkung des Hochdruckes auf seine relativ große Fläche zu vermeiden, sollte der Aktor in einem Niederdruckbereich (z. B. 10 bar) platziert werden, wobei dort gegebenenfalls eine Abdichtung vorgesehen werden kann, um den Aktor darüber hinaus in trockener Umgebung anzuordnen. Da bei modernen Common-Rail-Systemen Druckdifferenzen von etwa 2000 bar auftreten, ist eine Herstellung der beiden unterschiedlichen Druckbereiche nicht mehr durch übliche Abdichtungen, wie Faltenbalg oder Ähnlichem, realisierbar, da diese der enormen Druckdifferenz nicht standhalten würden. Andererseits erscheint eine hydraulische Trennung des Hochdruck- vom Niederdruckbereich beispielsweise mittels eines massiven, zwischen Aktor und Einspritzraum angeordneten Gehäuseteils zwar grundsätzlich möglich; dabei müsste jedoch eine Gehäuseteil-Durchführung für die vom Aktor zur Düsennadel verlaufende Wirkverbindung des Direktantriebs vorgesehen werden. Diese Durchführung eines Übertragungselements durch das die Druckbereichstrennung erzeugende Gehäuseteil würde eine Hochdruck- und eine Niederdruckseite aufweisen, wobei auf Grund des sehr hohen Differenzdrucks mit einer sich entlang der Durchführung ausbreitenden Leckage vom Hochdruck- zum Niederdruckbereich zu rechnen ist. Es ist absehbar, dass eine derartige Dauerleckage insbesondere bei sehr hohen Drücken jenseits von 1600 bar zur Aufheizung des Kraftstoffs durch Reibung und zu steigenden Anforderungen an die Förderleistung der Hochdruckpumpe führt.
- Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dosierventil mit direkt angetriebener Düsennadel bereitzustellen, bei dem die angeführten Nachteile bekannter Ausführungsformen beseitigt werden, insbesondere eine Verbesserung hinsichtlich des Leckageproblems erreicht wird. Des Weiteren soll ein hoher Herstellungsaufwand vermieden werden.
- Die Aufgabe wird durch ein Dosierventil mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen des erfin dungsgemäßen Dosierventils sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Dosierventil eine Düsennadel, ein Gehäuse, in dem ein ansteuerbarer Piezoaktor vorgesehen ist, der mit der Düsennadel in Wirkverbindung steht, einen Zulauf zum Zuführen von Kraftstoff, einen mit dem Zulauf verbundenen Hochdruckbereich und einem Niederdruckbereich aufweist, in dem der Piezoaktor angeordnet ist und der einen Niederdruckraum umfasst. Vorgesehen ist ferner ein zwischen Gehäuse und einem Düsenkörper angeordneter Adapter, der eine axiale Führung aufweist, in der ein Übertragungselement geführt ist, das antriebsseitig mit dem Piezoaktor und abtriebsseitig mit der Düsennadel in Wirkverbindung steht. Der Hochdruckbereich steht mit dem Niederdruckraum nur über eine Leckage hydraulisch in Verbindung, die zwischen dem Übertragungelement und seiner Führung hindurchtritt. Das Übertragungselement ist auf der Hochdruckseite mit einem Dichtprofil versehen, so dass bei nicht angesteuertem Piezoaktor die Führung abgedichtet und die Leckage verhindert ist.
- Erfindungsgemäß erfolgt demnach durch das Adapterteil eine – bis auf die an der Durchführung der direkten Wirkverbindung zwischen Aktor und Düsennadel auftretende Leckage – vollständige hydraulische Trennung der beiden Druckbereiche, wobei jedoch erfindungsgemäß außerdem in der Ausgangslage des Piezoaktors die Führung bzw. Leckage durch das Dichtprofil abgedichtet wird. Auf Grund des sich im Zusammenhang mit den Auslenkungszuständen des Übertragungselements und des nicht axial verschiebbaren hochdruckseitigen Endes der Führung ventilartig auswirkenden Dichtprofils tritt die Leckage demnach vorteilhaft nur als Schaltleckage bei der Ansteuerung der Düsennadel auf und nicht mehr als Dauerleckage. Die Reduzierung des Leckagestroms führt zu einer verringerten Aufheizung des Kraftstoffs. Außerdem resultiert eine Reduzierung der notwendigen Förderleistung der Hochdruckpumpe, da weniger Kraftstoff zum Niederdruckraum hin verloren geht.
- Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Dichtprofil des Übertragungselements als Kegelsitz- oder Kugelsitzprofil ausgebildet. Dabei kann die Dichtwirkung auf einfache Weise dadurch weiter verbessert werden, dass die Führung an der Hochdruckseite mit einem zum Dichtprofil des Übertragungselements komplementären Dichtprofil ausgestattet ist, so dass die komplementären Dichtprofile bei nicht angesteuertem Piezoaktor zur Abdichtung der Führung zusammenwirken.
- Die Einschränkung der Leckage auf eine Schaltleckage kommt gemäß der Erfindung dann voll zum Tragen, wenn der Piezoaktor in der Schließposition nicht angesteuert wird, sich also in der Ausgangslage bzw. im nicht ausgedehnten Zustand befindet. Um ein nach innen öffnendes Einspritzventil zu erhalten, bietet es sich dann an, in der Wirkverbindung zwischen dem Übertragungselement und der Düsennadel hydraulische und/oder mechanische Mittel zur Hubumkehr vorzusehen.
- Mit Blick auf eine Änderung des Stellwegs mittels einer Übersetzung zwischen der Auslenkung des Aktors und der Düsennadel und/oder einer Kompensation von thermischen (Längenausdehnungs)effekten ist es generell vorteilhaft, in der Wirkverbindung zwischen dem Übertragungselement und der Düsennadel ein hydraulisches Übertragungselement vorzusehen, das einen Antriebskolben und einen Steuerkolben umfasst, die an einen mit einem Fluid gefüllten Steuerraum angrenzen, wodurch sich eine Auslenkung des Antriebskolbens hydraulisch auf den Steu erkolben überträgt, der in Wirkverbindung mit der Düsennadel steht.
- Ein derartiges hydraulisches Übertragungselement kann gleichzeitig als Hubumkehrer ausgebildet werden, wobei eine besonders vorteilhafte Variante darin besteht, dass der Steuerraum von einem axial verschiebbaren Antriebskolben, der über das Übertragungselement in Wirkverbindung mit dem Piezoaktor steht, und einem zumindest eine Stirnfläche aufweisenden Steuerkolben begrenzt ist, der als Teil der Düsennadel ausgebildet ist und vom Antriebskolben umfasst ist, wobei die Stirnfläche den Steuerraum an einer Seite wenigstens teilweise begrenzt, wodurch eine Auslenkung des Antriebskolbens in eine Richtung eine Auslenkung der Düsennadel in die entgegengesetzte Richtung bewirkt.
- Wird der Piezoaktor bei dieser Variante durch ein Signal angesteuert, dehnt sich der Aktor in Richtung auf den Steuerraum, in dem sich als Fluid Kraftstoff befinden kann, aus. Hierbei drückt der Aktor vermittelst des durch den Adapter hindurchgeführten Übertragungselementes gegen den Antriebskolben, so dass ein Druck im Steuerraum aufgebaut wird. Gleichzeitig übt das Fluid, das nahezu inkompressibel ist, auf die angrenzenden Flächen des Steuerraumes eine Kraft aus. Da die Düsennadel – wie der Antriebskolben – mit dem Steuerkolben axial verschiebbar ist, bewirkt die auf die Stirnfläche wirkende Kraft des Steuerraumes eine Verschiebung der Düsennadel beziehungsweise des Steuerkolbens. Die Stirnfläche, die zweckmäßigerweise der Düsennadelspitze zugewandt ist, kann beispielsweise als Druckschulter ausgebildet sein, die bündig zum einen Ende des Antriebskolbens (in Schließstellung des Dosierventils) verläuft. Besonders vorteilhaft bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Dosierventils ist, dass sich die Düsennadel in Hubumkehr zur Auslenkung des Antriebskolbens axial verschiebt. Das bedeutet, dass sich bei Auslenkung des Antriebskolbens in Richtung Düsennadelspitze die Düsennadel in die entgegengesetzte Richtung verschiebt. Hierbei verschiebt sich der Steuerkolben entlang des Antriebskolbens, der zumindest in dem den Steuerkolben umfassenden Bereich zylindrisch ausgebildet ist. Wird die Ansteuerung des Aktors beendet, so verkürzt sich der Aktor und der Druck im Steuerraum sinkt, so dass sich die Düsennadel in Richtung der Düsennadelspitze und der Antriebskolben in die entgegengesetzte Richtung axial verschieben. Unterstützt wird die Bewegung der Düsennadel durch die wirkende Federkraft eines durch den Antriebskolben umfassten Federelementes bis die Düsennadelspitze am Ventilsitz fest anliegt.
- Die Düsennadel steht gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung mit einem Hochdruckbereich in Verbindung, in dem sich der einzuspritzende Kraftstoff befindet, der beispielsweise über eine Hochdruckpumpe und einem Common-Rail (gemeinsames Verteilerrohr) in den Zulauf befördert wird. Die Hochdruckpumpe kann hierbei den Kraftstoff unter einem Druck bis zu ca. 2000 bar in den Common-Rail befördern, der den Zulauf des Dosierventils mit Kraftstoff versorgt. Der Zulauf ist mit dem Hochdruckbereich verbunden, der vorzugsweise unmittelbar entlang der Düsennadel verlaufen kann. Hebt sich die Düsennadel vom Ventilsitz, gelangt der Kraftstoff unter einem hohen Druck aus dem Hochdruckbereich in den Verbrennungsraum, in dem eine fein vernebelte, gleichmäßige Kraftstoffverteilung bei überwiegend luftverteilender Gemischbildung erzielt wird.
- Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Übertragungselement als Stößel ausgebildet ist, dessen abtriebsseitiges Ende mit dem Dichtprofil versehen ist, wobei die abtriebsseitige Stirnfläche des Stößels mit einem Hebel zusammenwirkt, der in einem Hochdruckraum angeordnet ist und in Wirkverbindung mit der Düsennadel steht. Dadurch kann die Auslenkung eines nicht zentral oberhalb der Düsennadel angeordneten Aktors auf die parallel zur Wirklinie des Aktors angeordnete Düsennadel übertragen werden.
- Das erfindungsgemäße Dosierventil kann sich sowohl auf ein Einspritzventil als auch auf ein Dosierventil jeder anderen Art beziehen.
- Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen
-
1 ein Ausführungsbeispiel eines Dosierventils mit Hubumkehr in Schnittansicht und -
2 eine vergrößerte Darstellung eines den Leckagebereich des Dosierventils umfassenden Ausschnitts der1 . - In der
1 wird ein nach innen öffnendes Dosierventil in Form eines Einspritzventils dargestellt, welches sich in Schließstellung befindet. Das Einspritzventil1 weist eine Düsennadel2 auf, die an ihrem einen Ende mit einer Düsennadelspitze an einer Düsennadelsitzfläche aufliegt. An dem gegenüberliegenden Ende ist die Düsennadel2 mit einem Steuerkolben7 ausgebildet, der durch einen Antriebskolben6 umfasst ist. Der Antriebskolben6 liegt an einer Seite nicht unmittelbar an einem ansteuerbaren Piezoaktor3 an, sondern der Aktor3 steht über ein Übertragungselement13 in Wirkverbindung mit dem Antriebskolben6 . An der anderen Seite ist der Antriebskolben6 hohlzylinderförmig ausgestaltet. Das hohlzylinderförmige Ende des Antriebskolbens6 umfasst den Steuerkolben7 . Wie die Düsennadel2 ist auch der Antriebskolben6 axial verschiebbar. - Des Weiteren weist das Einspritzventil
1 einen Hohlzylinder10 und einen mit Kraftstoff gefüllten Steuerraum5 (hydraulisches Volumen) auf, der zu einer Seite vom Antriebskolben6 mit einer Ringfläche und dem Steuerkolben7 begrenzt ist. Der Steuerkolben7 ist hierbei mit einer ringförmigen Stirnfläche8 ausgebildet, die unmittelbar an eine Seite des Steuerraumes5 angrenzt. Die Stirnfläche8 , die der Düsennadelspitze2 zugewandt ist, und die Ringfläche des Antriebskolbens6 verlaufen in Schließstellung des Einspritzventils1 bündig zueinander. Der Hohlzylinder10 umfasst in seinem oberen Bereich den Antriebskolben6 . Im unteren Bereich liegt der Hohlzylinder10 , der sich nach unten stufenförmig verengt, unmittelbar an der Düsennadel2 an. Die ringförmige Stufe des Hohlzylinders10 begrenzt den Steuerraum5 . Die Düsennadel2 ist somit zweifach geführt, am unteren Bereich des zylindrisch ausgebildeten Antriebskolbens6 und am unteren Bereich des Hohlzylinders10 . - Innerhalb des zylindrischen Bereiches des Antriebskolbens
6 ist ein Federelement, die Düsenfeder9 angeordnet, das in Wirkverbindung mit dem Steuerkolben7 steht und einer Auslenkung des Steuerkolbens7 entgegen wirkt. Das Federelement9 ist vorgespannt, wobei es an einer Seite am Steuerkolben7 und an der anderen Seite an einer Wandung des Antriebskolbens6 anliegt. Die Einspritzdüse1 weist einen Zulauf4 mit einer Hochdruckbohrung22 zum Zuführen von Kraftstoff auf. Dem Zulauf4 wird Kraftstoff in einem hohen Druck zugeführt, der beispielsweise über eine Hochdruckpumpe und einem Common-Rail in die Einspritzdüse1 gelangt. Die Hochdruckpumpe kann beispielsweise eine Radialkolbenpumpe sein, deren Antriebwelle über einen Zahnriemen oder direkt von der Motornockenwelle angetrieben wird (nicht in den Figuren dargestellt). Das Einspritzventil1 weist eine mit dem Zulauf4 verbundene Druckkammer19 auf, in der sich mit einem hohen Druck beaufschlagter Kraftstoff befindet. Die Druckkammer19 verläuft im vorliegenden Ausführungsbeispiel unmittelbar entlang der Düsennadel2 , wobei die Druckkammer19 von einem Düsenkörper16 umgeben ist. Der Düsenkörper16 weist an der Düsenspitze2 ein freies Ende (Düsenkuppe) auf, das mit Einspritzöffnungen ausgebildet ist, die in der Schnittdarstellung der1 nicht gezeigt sind. Ferner ist eine Düsenspannmutter18 vorgesehen, die den Düsenkörper16 , den Adapter11 sowie das (Injektor)gehäuse17 umschließt. - Im Folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß
1 näher erläutert: Im Ruhezustand ist der Aktor3 nicht angesteuert und die Düsennadel2 liegt am Düsenkörper16 am Ventilsitz an, so dass kein Kraftstoff aus der Druckkammer19 über die Einspritzöffnungen entweichen kann. Für einen zuverlässig dichten Sitz der Düsennadel2 sorgt das Federelement9 , das aufgrund seiner Vorspannkraft auf den Steuerkolben7 in Richtung Düsennadelspitze2 eine Kraft ausübt. Die Ansteuerung erfolgt durch ein nicht dargestelltes Steuergerät, welches bei der vorliegenden Erfindung ebenfalls einen Einspritzvorgang mit Voreinspritzung ansteuern kann. Hierbei wird der Aktor3 nur kurzzeitig angesteu- ert, wodurch die Düsennadel2 leicht angehoben wird und nicht der gesamte Öffnungsquerschnitt für die Einspritzung freigegeben wird. Somit wird im Verbrennungsraum eine Vorverbrennung ausgelöst. Der Nadelhub bei der Voreinspritzung kann bis zu ca. 50 μm und bei der Haupteinspritzung bis zu ca. 300 μm betragen. Diese Nadelhubangaben sind jedoch nur ungefähre Richtwerte, die je Anwendungsfall, das heißt in Abhängigkeit vom jeweiligen Motor, Kraftstoff etc. abweichen können. Hierbei kann der Hub der Düsennadel2 durch eine geeignete Übersetzung der hydraulisch wirksamen Flächen beeinflusst werden. - Zwischen dem Piezoaktor
3 und dem Antriebskolben6 ist ein Stößel13 angeordnet, der an der dem Antriebskolben6 zugewandten Seite einen Hebel14 aufweist. Der Hebel14 befindet sich in einem Hochdruckraum20 , wobei der Hebel14 senkrecht zur Zeichenebene drehbar gelagert ist und als Fuß ausgebildet ist. Der Fuß liegt mit einem Auflagebereich auf der dem Aktor3 zugewandten Ringfläche des Zylinders10 sowie mit einem zweiten Auflagebereich auf dem Antriebskolben6 auf. Der Antriebskolben6 weist ferner im oberen Bereich Ausgleichbohrungen15 auf. Des Weiteren liegt der Stößel13 unmittelbar am Aktor3 an, unter dem ein Niederdruckraum21 angeordnet ist. Zwischen Niederdruckraum21 und Aktor3 ist eine Abdichtung12 vorgesehen, welche beispielsweise aus einem O-Ring oder einem Faltenbalg aus Metall bestehen kann. Der Piezoaktor3 ist demnach in trockener Umgebung in einem Niederdruckbereich positioniert. - Der Hochdruckbereich des Dosierventils ist durch den zwischen Injektorgehäuse
17 und Düsenkörper16 angeordneten Adapter11 vom Niederdruckbereich im oberen Teil des Injektors im wesentlichen hydraulisch getrennt. Zwischen dem Stößel13 und seiner Führung im Adapter11 tritt allerdings eine Leckage hindurch, es wird also Kraftstoff vom Hochdruckraum20 in den Niederdruckraum21 gedrückt. Wie am besten aus2 hervorgeht, weist der Stößel13 ein zusätzliches Kegelsitzprofil23 auf, um die Führung im Adapter11 in der Ausgangslage des Piezoaktors3 abzudichten. Denkbar ist an dieser Stelle na türlich auch ein kugelförmiges Dichtprofil. Die Führung im Adapter11 kann zur Verstärkung der Dichtwirkung mit einem in2 ebenfalls dargestellten komplementären Dichtprofil24 versehen sein. - Wird nun der Piezoaktor
3 angesteuert, bewegt sich der Stößel13 in Richtung Steuerraum5 , wodurch sich auch die Leckage in Richtung Niederdruckraum21 öffnet. Gleichzeitig übt der Hebel14 auf den Antriebskolben6 und den Hohlzylinder10 eine Kraft aus. Da im Gegensatz zum Antriebskolben6 der Hohlzylinder10 nicht axial in Richtung Düsennadelspitze bewegbar ist, dreht sich der Hebel14 um wenige Grad in Uhrzeigerrichtung um seine Drehachse, wobei er in Kontakt mit dem Antriebskolben6 bleibt. Gleichzeitig wird der Antriebskolben6 in Richtung der Düsennadelspitze verschoben, wodurch sich die Düsennadel2 aufgrund der hydraulischen Kraft im Steuerraum5 axial in Richtung Aktor3 verschiebt. Die Düsennadelspitze hebt vom Ventilsitz ab, so dass der in der Druckkammer19 sich befindende Kraftstoff in den Verbrennungsraum eingespritzt wird. Soll der Einspritzvorgang beendet werden, wird das Ansteuerungssignal des Aktors3 gestoppt, so dass sich der Aktor3 auf seine ursprüngliche Länge verkürzt. Hebel14 , Stößel13 und Antriebskolben6 bewegen sich in ihre Ausgangslagen, während die Düsennadelspitze2 auf den Ventilsitz gedrückt wird und somit die Einspritzöffnungen geschlossen werden. Gleichzeitig verschließt das Dichtprofil23 des Stößels13 die Leckage bis zur nächsten Ansteuerung des Aktors3 . - Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Dichtprofil
23 auch im Niederdruckraum21 am Stößel13 ausgebildet sein und die Führung mit dem Dichtprofil23 bei Ansteuerung des Piezoaktors abgedichtet sein. Dazu ist im oberen Mündungsbereich angrenzend an den Niederdruckraum21 ein ent sprechendes komplementäres Dichtprofil24 in der Führung des Stößels13 ausgebildet. - Die Erfindung wurde am Beispiel eines nach innen öffnenden Einspritzventils beschrieben, ist jedoch auf jede Art von Dosierventil anwendbar.
Claims (7)
- Dosierventil (
1 ) mit einer Düsennadel (2 ), einem Gehäuse (17 ), in dem ein ansteuerbarer Piezoaktor (3 ) vorgesehen ist, der mit der Düsennadel (2 ) in Wirkverbindung steht, einem Zulauf (4 ) zum Zuführen von Kraftstoff, einem mit dem Zulauf (4 ) verbundenen Hochdruckbereich, einem Niederdruckraum (21 ), und mit einem in einer axialen Führung geführten Übertragungselement (13 ), das antriebsseitig mit dem Piezoaktor (3 ) und abtriebsseitig mit der Düsennadel (2 ) in Wirkverbindung steht, wobei der Hochdruckbereich mit dem Niederdruckraum (21 ) über eine Leckage hydraulisch in Verbindung steht, die zwischen dem Übertragungselement (13 ) und seiner Führung hindurchtritt, und wobei das Übertragungselement (13 ) mit einem Dichtprofil (23 ) versehen ist, so dass bei angesteuertem oder nicht angesteuertem Piezoaktor (3 ) die Führung abgedichtet und die Leckage verhindert ist. - Dosierventil (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtprofil (23 ) des Übertragungselements (13 ) als Kegelsitz- oder Kugelsitzprofil ausgebildet ist. - Dosierventil (
1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung an der Hochdruckseite mit einem zum Dichtprofil (23 ) des Übertragungselements (13 ) komplementären Dichtprofil (24 ) ausgestattet ist, und dass die komplementären Dichtprofile (23 ,24 ) bei nicht angesteuertem Piezoaktor (3 ) zur Abdichtung der Führung zusammenwirken. - Dosierventil (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wirkverbindung zwischen dem Übertragungselement (13 ) und der Düsennadel (2 ) hydraulische und/oder mechanische Mittel zur Hubumkehr vorgesehen sind. - Dosierventil (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wirkverbindung zwischen dem Übertragungselement (13 ) und der Düsennadel (2 ) ein hydraulisches Übertragungselement (5 ,6 ,7 ) vorgesehen ist, das einen Antriebskolben (6 ) und einen Steuerkolben (7 ) umfasst, die an einen mit einem Fluid gefüllten Steuerraum (5 ) angrenzen, wodurch sich eine Auslenkung des Antriebskolbens (6 ) hydraulisch auf den Steuerkolben (7 ) überträgt, der in Wirkverbindung mit der Düsennadel (2 ) steht. - Dosierventil (
1 ) nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (5 ) von einem axial verschiebbaren Antriebskolben (6 ), der über das Übertragungselement in Wirkverbindung mit dem Piezoaktor (3 ) steht, und einem zumindest eine Stirnfläche (8 ) aufweisenden Steuerkolben (7 ) begrenzt ist, der als Teil der Düsennadel (2 ) ausgebildet ist und vom Antriebskolben (6 ) umfasst ist, wobei die Stirnfläche (8 ) den Steuerraum (5 ) an einer Seite wenigstens teilweise begrenzt, wodurch eine Auslenkung des Antriebskolbens (6 ) in eine Richtung eine Auslenkung der Düsennadel (2 ) in die entgegengesetzte Richtung bewirkt. - Dosierventil (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement als Stößel (13 ) ausgebildet ist, dessen abtriebsseitiges Ende mit dem Dichtprofil (23 ) versehen ist, wobei die abtriebsseitige Stirnfläche des Stößels (13 ) mit einem Hebel (14 ) zusammenwirkt, der in einem Hochdruckraum (20 ) angeordnet ist und in Wirkverbindung mit der Düsennadel (2 ) steht.
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