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Die
Erfindung betrifft eine Düsenbaugruppe für ein Einspritzventil,
mit einem Düsenkörper, der eine
Düsenkörperausnehmung
mit einer Wand aufweist. Die Düsenkörperausnehmung
ist mit einem Hochdruckkreis des Fluids hydraulisch koppelbar. An der
Wand der Düsenkörperausnehmung
ist ein Dichtsitz ausgebildet, von dem mindestens eine Einspritzdüse abgeht.
Ferner weist die Düsenbaugruppe
mindestens eine in der Düsenkörperausnehmung
axial beweglich angeordnete Düsennadel
auf, wobei die Düsennadel
einen konusförmigen
Sitzbereich aufweist, der sich bezogen auf eine Mittelachse M der Düsennadel
von einem inneren Radius Ri bis zu einem äußeren Radius
Ra erstreckt. Der konusförmige Sitzbereich weist eine
Dichtfläche
auf, die mit dem Dichtsitz so zusammenwirkt, dass die Düsennadel
in einer Schließposition
einen Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzdüse verhindert
und in einer Offenposition einen Fluidfluss durch die mindestens eine
Einspritzdüse
frei gibt.
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Immer
strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich der zulässigen Schadstoffemission
von Brennkraftmaschinen, die in Kraftfahrzeugen angeordnet sind,
machen es erforderlich, diverse Maßnahmen vorzunehmen, durch
welche die Schadstoffemissionen gesenkt werden. Ein Ansatzpunkt
hierbei ist, die von der Brennkraftmaschine erzeugten Schadstoffemissionen
zu senken. Die Bildung von Ruß ist
stark abhängig
von der Aufbereitung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen
Zylinder der Brennkraftmaschine.
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Eine
entsprechend verbesserte Gemischaufbereitung kann erreicht werden,
wenn der Kraftstoff unter sehr hohem Druck zu gemessen wird. Im Falle von
Diesel-Brennkraftmaschinen betragen die Kraftstoffdrücke bis
zu 2000 Bar. Derart hohe Drücke
stellen sowohl hohe Anforderungen an das Material der Düsenbaugruppe
als auch an deren Konstruktion. Gleichzeitig müssen größere Kräfte von der Düsenbaugruppe
aufgenommen werden.
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Aus
der
DE 103 41 452
A1 ist ein Einspritzventil für Brennkraftmaschinen bekannt,
wobei in einem Ventilkörper
ein äußerer und
ein innerer Ventilsitz ausgebildet sind, die jeweils eine Konusform
aufweisen und von denen wenigstens eine äußere bzw. eine innere Einspritzöffnung abgeht.
In dem Ventilkörper
ist eine Ventilhohlnadel angeordnet, die eine äußere Ventildichtfläche aufweist,
mit der sie mit dem äußeren Ventilsitz
zusammenwirkt und so die Öffnung
der wenigstens einen äußeren Einspritzöffnung steuert.
In der Ventilhohlnadel ist eine Ventilnadel angeordnet, die eine
innere Ventildichtfläche
aufweist, mit der sie mit dem inneren Ventilsitz zusammenwirkt und
so die Öffnung
der wenigstens einen inneren Einspritzöffnung steuert.
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Aus
der
AT 372 163 ist eine
Einspritzdüse
für Hubkolben-Brennkraftmaschinen
bekannt, bei der eine federbelastete, sowohl in dem dem Brennraum abgewandten
Düsenende
als auch im Düsenkopf
an ihrem brennraumseitigen Abschnitt axial verschiebbar geführte Düsennadel
zum Absperren der Düsenbohrungen
im Düsenkopf
vorgesehen und ein an die dem Brennkopf abgewandte Führung der
Düsennadel
anschließender,
letztere umgebender Ringraum angeordnet ist, in den eine Kraftstoffzuleitung
von einer Einspritzpumpe mündet
und der mit dem unmittelbar vor dem Sitz der konisch endenden Düsennadel
befindlichen Druckraum über
eine Querbohrung und durch eine axiale Düsennadelbohrung in Verbindung
steht. Zwischen dem Sitz für
die Düsennadel und
ihrer Führung
im Düsenkopf
ist ein die Düsennadel
umgebender, kraftstoffdurchspülter
Zwischenraum vorgesehen. Der Sitz für die Düsennadel besteht aus einzelnen,
jeweils um die Öffnung
der Düsenbohrung
vorzugsweise konzentrisch angeordneten, mit ihren Oberflächen dem
konischen Sitzende der Düsennadel
angepassten Erhebungen und der zwischen dem Sitz für die Düsennadel
und ihrer Führung
vorgesehene Zwischenraum ist dauernd kraftstoffdurchspült.
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Aus
der
DE 103 51 881
A1 ist ein Injektor bekannt, mit einer Düsennadel,
die einen konischen Sitzbereich aufweist, und mit einem Düsenkörper, in dem
die Düsennadel
axial beweglich geführt
wird und der eine konische Anlagefläche für den Sitzbereich aufweist,
wobei ein Teilbereich des Sitzbereichs bei geschlossenem Injektor
eine auf der konischen Anlagefläche
aufliegende Dichtfläche
bildet, die eine auf einer ersten Seite des Sitzbereichs angeordnete Druckkammer
von wenigstens einer auf einer zweiten Seite des Sitzbereichs angeordneten
Einspritzöffnung
trennt, und mit wenigstens einer umlaufenden Nut in den Düsenkörper oder
der Düsennadel
auf wenigstens einer Seite des Sitzbereichs. Auf wenigstens einer
Seite des Sitzbereichs ist eine Vielzahl umlaufender Nuten angeordnet.
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Weiter
ist aus der
DE 103
18 989 A1 ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt, mit einem
Ventilkörper,
in dem in einer Bohrung eine eine Längsachse aufweisende Ventilnadel
längsverschiebbar
angeordnet ist. An brennraumseitigen Enden der Bohrung ist ein konischer
Ventilsitz angeordnet, wobei zwischen der Ventilnadel und der Wand
der Bohrung ein mit Kraftstoff befüllbarer Druckraum ausgebildet
ist, der bis zum Ventilsitz reicht. An der Ventilnadel ist eine Ventildichtfläche ausgebildet,
die mit dem Ventilsitz zur Steuerung wenigstens einer, vom Ventilsitz
ausgehenden Einspritzöffnung
zusammenwirkt und in der eine in einer Radialebene der Ventilnadel verlaufende
Ringnut ausgebildet ist. Die stromabwärtige Kante der Ringnut ist
als Dichtkante ausgebildet und stets mit dem Druckraum hydraulisch
verbunden.
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Die
DE 195 18 950 A1 offenbart
eine Kraftstoffeinspritzdüse,
die einen Düsenkörper mit
einer Bohrung, einer mit der Bohrung in Verbindung stehenden Auslassbohrung
und einer die Bohrung und die Auslassbohrung definierenden Wand
enthält.
Die Bohrung, die einen axial beweglichen Ventilkörper aufnimmt, besitzt eine
erste Mittelachse, während
die Auslassbohrung eine zweite Mittelachse besitzt. Die Auslassbohrung
besitzt einen zur Bohrung geöffneten
Einlass und einen zur äußeren Umgebung
des Düsenkörpers geöffneten
Auslass. Die Wand enthält einen
ersten Umfangskantenabschnitt, der den Einlass der Auslassbohrung
definiert, sowie einen zweiten Umfangskantenabschnitt, der den Auslass
der Auslassbohrung definiert. Durch den von der Auslassbohrung ausgelassenen
Kraftstoff wird ein durch versprühten
Kraftstoff gebildeter Körper
mit einer dritten Mittelachse erzeugt.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Düsenbaugruppe und ein Einspritzventil
zu schaffen, die einen zuverlässigen
und präzisen
Betrieb ermöglichen.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Gemäß eines
ersten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Düsenbaugruppe
für ein Einspritzventil,
mit einem Düsenkörper, der
eine Düsenkörperausnehmung
mit einer Wand aufweist. Die Düsenkörperausnehmung
ist mit einem Hochdruckkreis des Fluids hydraulisch koppelbar. Die
Düsenbaugruppe
hat mindestens einen an der Wand der Düsenkörperausnehmung ausgebildeten
Dichtsitz, von dem mindestens eine Einspritzdüse abgeht. Sie weist mindestens
eine in der Düsenkörperausnehmung
axial beweglich angeordnete Düsennadel
auf. Die Düsennadel
weist einen konusförmigen
Sitzbereich auf, der sich bezogen auf eine Mittelachse M der Düsennadel
von einem inneren Radius Ri bis zu einem äußeren Radius
Ra erstreckt, wobei der konusförmige Sitzbereich
mindestens eine Dichtfläche
aufweist, die mit dem Dichtsitz so zusammenwirkt, dass die Düsennadel
in einer Schließposition
einen Fluidfluss durch die mindestens eine Einspritzdüse verhindert
und in einer Offenposition einen Fluidfluss durch die mindestens
eine Einspritzdüse
frei gibt. In dem Sitzbereich der Düsennadel ist mindestens eine
Nut so ausgebildet, dass sie in der Schließposition der Düsennadel
mit der Düsenkörperausnehmung
hydraulisch gekoppelt ist. Die Nut erstreckt sich in dem Sitzbereich
der Düsennadel
von dem inneren Radius Ri bis zu dem äußeren Radius
Ra und ist in der Schließposition der Düsennadel
sowohl mit der Düsenkörperausnehmung
innerhalb des inneren Radius Ri als auch
mit der Düsenkörperausnehmung
außerhalb
des äußeren Radius
Ra hydraulisch gekoppelt.
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Die
Nut ist eine Ausnehmung in dem Sitzbereich der Düsennadel, die bezüglich ihrer
Größe und ihren
Proportionen im Rahmen des Beschriebenen beliebig ausgeführt sein
kann. So kann das Verhältnis
der Breite der Nut zur Tiefe der Nut frei gewählt werden, d. h. die Nut kann
insbesondere auch breiter als tief sein. Weiter kann das Verhältnis der
Breite der Nut zur Länge
der Nut beliebig sein, die Breite der Nut kann insbesondere größer als
ihre Länge
sein.
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Die
Nuten lassen sich in der Düsennadel
besonders einfach in ein Bauteil der Düsenbaugruppe einbringen. Durch
die hydraulische Kopplung der Nut mit der Düsenkörperausnehmung ist sichergestellt, dass
die Nut an den Raildruck pRail gekoppelt
ist. Außerdem
wird die effektive Dichtfläche
Aeff gegenüber einer Ausführung ohne
Nut um den Betrag Aeff,Nut reduziert. Ohne
Nut ist die effektive Dichtfläche
Aeff,ohne = pi·(Ra 2 – Ri 2), mit Nut ergibt
sich die effektive Dichtfläche
bei einer effektiven Nutfläche
Aeff,Nut zu Aeff,mit = pi·(Ra 2 – Ri 2) – Aeff,Nut. Damit kann durch eine geeignete
Ausgestaltung der Nut die effektive Dichtfläche Aeff geeignet
festgelegt werden. Für
den Fall, dass die Nadelöffnungskraft
FÖffnung insbesondere
von der effektiven Dichtfläche
Aeff abhängt,
ist es möglich,
die Nadelöffnungskraft
FÖffnung ebenfalls
geeignet festzulegen. Bei vorgegebener effektiver Dichtfläche Aeff ermöglicht
die Nut wiederum, den inneren Radius Ri bzw.
den äußeren Radius
Ra zu variieren.
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Erstreckt
sich die Nut in dem Sitzbereich der Düsennadel von dem inneren Radius
Ri bis zu dem äußeren Radius Ra und
ist die Nut in der Schließposition
der Düsennadel
sowohl mit der Düsenkörperausnehmung
innerhalb des inneren Radius Ri als auch
mit der Düsenkörperausnehmung
außerhalb des äußeren Radius
Ra hydraulisch gekoppelt, so kann die Nut
dann sowohl von den innerhalb des inneren Radius Ri als
auch außerhalb
des äußeren Radius
Ra liegenden Bereichen der Ausnehmung des Düsenkörpers mit
Raildruck pRail beaufschlagt werden.
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Gemäß eines
zweiten Aspekts zeichnet sich die Erfindung durch ein Einspritzventil
mit einem Injektorkörper
und einer Düsen baugruppe
aus, das den Injektorkörper
und die Düsenbaugruppe
umfaßt.
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Es
ist vorteilhaft, wenn der Sitzbereich so ausgebildet ist, dass die
Einspritzdüsen
zwischen innerem Radius Ri und äußerem Radius
Ra angeordnet sind.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
Einspritzventil im Längsschnitt,
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2 eine
vergrößerte Darstellung
eines Ausschnitts eines ersten Ausführungsbeispiels des Einspritzventils
im Bereich des Ventilsitzes mit einem Düsenkörper und zwei Düsennadeln,
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3 eine
weitere vergrößerte Darstellung eines
Ausschnitts des ersten Ausführungsbeispiels des
Einspritzventils im Bereich des Ventilsitzes mit einem Düsenkörper ohne
Düsennadeln,
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4 eine
vergrößerte Darstellung
eines Ausschnitts IV in 1 für ein zweites Ausführungsbeispiel
des Einspritzventils im Bereich des Ventilsitzes,
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5 eine
vergrößerte Darstellung
eines Ausschnitts eines dritten Ausführungsbeispiels des Einspritzventils
im Bereich des Ventilsitzes,
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6 eine
vergrößerte Darstellung
eines Ausschnitts eines vierten Ausführungsbeispiels des Einspritzventils
im Bereich des Ventilsitzes, und
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7 eine
vergrößerte Darstellung
des Ausschnitts IV in 1 für ein fünftes Ausführungsbeispiel des Einspritzventils
im Bereich des Ventilsitzes.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt
ein Einspritzventil mit einem Injektorkörper 1, einem Düsenkörper 2 und
einer Düsenspannmutter 4.
Der Düsenkörper 2 ist
mittels der Düsenspannmutter 4 an
dem Injektorkörper 1 befestigt.
Der Düsenkörper 2 und
der Injektorkörper 1 bilden
so eine Einheit aus.
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Der
Injektorkörper 1 hat
eine erste Ausnehmung 6, in der ein Stellantrieb 8 angeordnet
ist. Der Stellantrieb 8 ist als Hubstellantrieb ausgebildet
und ist vorzugsweise ein Piezoaktuator, der einen Stapel piezoelektrischer
Elemente umfasst. Der Piezoaktuator ändert seine axiale Ausdehnung
abhängig
von einem angelegten Spannungssignal. Der Stellantrieb kann jedoch
auch als ein anderer dem Fachmann für diesen Zweck bekannter und
als geeignet bekannter Stellantrieb ausgebildet sein.
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Der
Stellantrieb 8 wirkt über
einen Übertrager 10 auf
einen Hubumsetzer ein. Der Hubumsetzer umfasst einen topfförmigen Körper 12,
der in einer Ausnehmung 14 des Düsenkörpers 2 angeordnet
ist und bevorzugt in dieser geführt
ist. Der topfförmige Körper 12 ragt
in diesem Ausführungsbeispiel
in die erste Ausnehmung 6 des Injektorkörpers 1 hinein. Die
Ausnehmung 14 des Düsenkörpers 2 hat
eine Wand 15. In der Ausnehmung 14 ist eine äußere Düsennadel 16 angeordnet,
die zusammen mit dem Düsenkörper 2 eine
Düsenbaugruppe
bildet.
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Die äußere Düsennadel 16 ist über eine Übertragerkammer 18 mit
dem topfförmigen
Körper 12 hydraulisch
gekoppelt. Die Übertragerkammer 18 wird
durch eine an dem Topfrand des topfförmigen Körpers 12 ausgebildete
stirnförmige
Fläche,
durch einen Absatz an der Ausnehmung 14 des Düsenkörpers 2 und
durch einen Absatz der äußeren Düsennadel 16 begrenzt.
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Die äußere Düsennadel 16 ist
in einem Bereich der Ausnehmung 14 des Düsenkörpers 2 geführt. Sie
ist ferner mittels einer ersten Düsenfeder 22 so vorgespannt,
dass sie einen Fluidfluss durch eine in einer Düsenkuppe 23 angeordnete
erste Einspritzdüse 24 verhindert,
wenn keine weiteren Kräfte
auf die äußere Düsennadel 16 einwirken.
Die erste Düsenfeder 22 ist
in einer Hochdruckkammer 28 angeordnet, die durch den Topfboden
des topfförmigen Körpers 12,
einen Teilbereich seiner zylinderförmigen Topfwand und einer Stirnfläche 30 der äußeren Düsennadel 16 begrenzt
wird.
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Die
Hochdruckkammer 28 ist mit einem (nicht dargestellten)
Hochdruckkreis des Fluids koppelbar. Sie ist in einem eingebauten
Zustand des Einspritzventils mit dem Hochdruckkreis gekoppelt.
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Die
erste Düsenfeder 22 stützt sich
einerseits auf den Topfboden des topfförmigen Körpers 12 ab und liegt
andererseits auf der Stirnfläche
der äußeren Düsennadel 16 auf.
Sie ist entsprechend vorgespannt und übt so auf die äußere Düsennadel 16 eine
in Schließrichtung
wirkende Kraft aus.
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Ein
erster Spalt 26 ist zwischen der äußeren Düsennadel 16 und dem äußeren topfförmigen Körper 12 ausgebildet.
Das Spaltmaß des
ersten Spalts 26 ist dabei so gewählt, dass schnelle kurzzeitige
Bewegungen des Stellantriebs 8 im wesentlichen frei von
Hubverlust umsetzbar sind. Andererseits ist das Spaltmaß des ersten
Spalts 26 ausreichend groß gewählt, um damit thermische und
verschleißbedingte Längenänderungen
in dem Stellantrieb 8 und dem ihm zugeordneten Übertrager 10 auszugleichen,
die über
die Betriebsdauer des Einspritzventils auftreten können und
zwar indem Fluid von der Hochdruckkammer 28 über den
ersten Spalt 26 in die Übertragerkammer 18 nachfließt.
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Ferner
ist ein zweiter Spalt 32 zwischen dem topfförmigen Körper 12 und
dem Düsenkörper 2 ausgebildet.
Der zweite Spalt 32 ist ebenso wie der erste Spalt 26 und
insbesondere in Hinblick auf das Zusammenwirken des ersten und zweiten
Spalts 26, 32 so ausgebildet, dass sein Spaltmaß so klein
dimensioniert ist, dass schnelle und kurzzeitige Stellbewegungen
des Stellantriebs 8 weitgehend frei von Hubverlust auf
die äußere Düsennadel 16 übertragen werden.
Andererseits ist das Spaltmaß des
zweiten Spalts 32 so gewählt, dass damit thermische und
verschleißbedingte
Längenänderungen
des Stellantriebs 8 und des Übertragers 10 ausgeglichen
werden. Der zweite Spalt 32 koppelt die Übertragerkammer 18 ebenfalls
mit einem Hochdruckkreis, mit dem das Einspritzventil koppelbar
ist.
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Die äußere Düsennadel 16 ist
in axialer Richtung vollständig
von einer Ausnehmung 34 durchdrungen, in die eine innere
Düsennadel 36 eingebracht
ist. Die innere Düsennadel 36 wird
mittels einer zweiten Düsenfeder 38 in
eine Schließposition vorgespannt,
in der sie den Fluidfluss durch eine zweite Einspritzdüse 40 in
der Düsenkuppe 23 verhindert.
In ihrer Offenposition gibt sie den Fluidfluss durch die zweite
Einspritzdüse 40 frei.
Bei Betätigung des
Stellantriebs 8 wird mit fortgesetzter axialer Ausdehnung
des Stellantriebs 8 zuerst die äußere Düsennadel 16 von ihrer
Schließposition
in ihre Offenposition bewegt, in der sie den Fluidfluss durch die erste
Einspritzdüse 24 frei
gibt. Mit zunehmendem Hub des Stellantriebs 8 wird ein
Spiel zwischen einem Mitnehmer 42, der der inneren Düsennadel 36 zugeordnet
ist, und einer Stirnfläche 30 der äußeren Düsennadel 16 aufgebraucht,
bis schließlich
die äußere Düsennadel 16 die
innere Düsennadel 36 über den
Mitnehmer 42 mitnimmt und von ihrer Schließposition
hin zu ihrer Offenposition bewegt.
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In
die innere Düsennadel 36 ist
eine Längsbohrung 44 eingebracht,
von der die innere Düsennadel 36 von
ihrer dem Topfboden des topfförmigen Körpers 12 zugewandten
Seite zumindest entlang eines Teils ihrer axialen Erstreckung durchdrungen
ist und zwar insbesondere in dem Teil ihrer axialen Erstreckung,
in dem sie in der äußeren Düsennadel 16 geführt ist.
Die Längsbohrung 44 mündet in
eine Radialbohrung 46, die radial nach außen gerichtet
ist. Das Fluid, insbesondere der Kraftstoff, kann so von der Hochdruckkammer 28 durch
die Längsbohrung 44 weiter
durch die Radialbohrung 46 und anschließend in den Zwischenraum zwischen
der inneren Düsennadel 36 und
der äußeren Düsennadel 16 hin
in Richtung zu der zweiten Einspritzdüse 40 strömen. Bevorzugt
ist ferner eine weitere Radialbohrung 48 stromabwärts der
Radialbohrung 46 in der äußeren Düsennadel 16 ausgebildet, über die
dann das Fluid weiter durch einen Zwischenraum zwischen der äußeren Düsennadel 16 und
dem Düsenkörper 2 hin
zu der ersten Einspritzdüse 24 strömen kann.
Dadurch kann das Fluid so günstig
geführt
werden, dass der Hubumsetzer zuverlässig in dem Düsenkörper 2 geführt ist.
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In
den 2 bis 7 ist der Bereich der Düsenkuppe 23 jeweils
vergrößert dargestellt.
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2 zeigt
außerhalb
der Erfindung in einem ersten Ausführungsbeispiel des Einspritzventils den
Bereich der Düsenkuppe 23 der
Düsenbaugruppe
vor dem Einbringen der weiter unten beschriebenen Nuten. Die äußere Düsennadel 16 erstreckt
sich, bezogen auf eine Mittelachse M der Düsennadel 16 von einem
inneren Radius Ri bis zu einem äußeren Radius
Ra.
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Der
Düsenkörper 2 weist
in dem an die äußere Düsennadel 16 angrenzenden
Bereich einen Dichtsitz 50 und in dem an die innere Düsennadel 36 angrenzenden
Bereich einen Innendichtsitz 51 auf. Die äußere Düsennadel 16 hat
in ihrem an den Düsenkörper 2 grenzenden
Bereich einen Sitzbereich 52, der kegelförmig ausgebildet
ist und sich von einem inneren Radius Ri bis
zu einem äußeren Radius Ra erstreckt. Die innere Düsennadel 36 hat in
ihrem an den Düsenkörper 2 grenzenden
Bereich einen Innensitzbereich 53. Der Dichtsitz 50 des
Düsenkörpers 2 wirkt
mit einer Dichtfläche 54 der äußeren Düsennadel 16 so
zusammen, dass in der Schließposition
der äußeren Düsennadel 16 der
Fluidstrom durch die erste Einspritzdüse 24 unterbunden
ist. Die innere Düsennadel 36 hat
eine Innendichtfläche 55, die
mit dem Innendichtsitz 51 des Düsenkörpers so zusammenwirkt, dass
in einer Schließposition
der inneren Düsennadel 36 der
Fluidstrom durch die zweite Einspritzdüse 40 unterbunden
ist. In dem Düsenkörper 2 können auch
mehrere erste und zweite Einspritzdüsen 24, 40 ausgebildet
sein, die jeweils einen Einspritzlochkreis bilden können.
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Die
Wand 15 der Ausnehmung 14 des Düsenkörpers 2 hat
einen ersten Wandabschnitt 70 zwischen einem inneren Radius
Ri und einem äußeren Radius Ra,
einen zweiten Wandabschnitt 72, der sich innerhalb des
inneren Radius Ri, und einen dritten Wandabschnitt 74,
der sich außerhalb
des äußeren Radius
Ra erstreckt.
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3 zeigt
eine vergrößerte Abbildung
der Düsenkuppe 23 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
des Einspritzventils vor dem Einbringen der weiter unten beschriebenen
Nuten, wobei hier die Düsennadeln 16, 36 zur
besseren Darstellung der Dichtsitze 50, 51 weggelassen
sind. Der Dichtsitz 50 ist begrenzt durch eine innere kreisförmige Begrenzungslinie 60 mit
einem inneren Radius Ri und eine äußere kreisförmige Begrenzungslinie 61 mit
einem äußeren Radius
Ra. In entsprechender Weise ist der Innendichtsitz 51 festgelegt.
Der Dichtsitz 50 und der Innendichtsitz 51 sind
jeweils als Konusflächen
ausgeführt.
Die effektive Dichtfläche
ist Aeff,ohne = pi·(Ra 2 – Ri 2)
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4 zeigt
außerhalb
der Erfindung ein Schnittbild des zweiten Ausführungsbeispiels des Einspritzventils
mit einer Vergrößerung des
Ausschnitts IV der 1, wobei zur besseren Übersichtlichkeit
die innere Düsennadel 36 weggelassen ist. Der
Düsenkörper 2 hat
zwei Nuten 62, die zum einen jeweils teilweise in dem ersten
Wandabschnitt 70, zum anderen jeweils in dem zweiten und
dritten Wandabschnitt 72, 74 angeordnet sind,
wodurch die Nuten 62 hydraulisch mit der Düsenkörperausnehmung 14 gekoppelt
sind. Gegenüber
einem Düsenkörper 2 ohne
Nuten wird so eine Reduzierung der Dichtfläche 54 erreicht. Die
effektive Dichtfläche
mit den Nuten 62 ist Aeff,mit =
pi·(Ra 2 – Ri 2) – Aeff,Nut. Dies führt dazu, dass die Nadelöffnungskraft
FÖffnung der Düsennadel 16,
die sich als Produkt der von der Dichtfläche 54 abhängigen effektiven
Dichtfläche
Aeff mit dem Raildruck pRail bestimmt,
um Aeff,Nut·pRail gegenüber der Öffnungskraft
ohne Nuten reduziert ist. Dadurch ist es möglich, die Düsennadel
mit einer gewünschten
Kraft auch dann noch zu öffnen,
wenn Raildrücke
pRail vorliegen, wie sie in derzeitigen
und zukünftigen
Einspritzventilen erreicht werden. Bei vorgegebener effektiver Dichtfläche Aeff und damit vorgegebener Nadelöffnungskraft
FÖffnung ermöglichen
die Nuten 62 alternativ, den inneren Radius Ri bzw.
den äußeren Radius
Ra zu variieren. In diesem Fall kann eine
sicherere Abdichtung im Bereich des Dichtsitzes 50 erreicht
werden.
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5 zeigt
außerhalb
der Erfindung ein weiteres Ausführungsbeispiel,
bei dem die Nuten 62 als taschenförmige Ausnehmungen ausgeführt sind,
die im ersten und dritten Wandabschnitt 70, 74 der
Düsenkörperausnehmung 14 ausgebildet
sind. Derartige taschenförmige
Ausnehmungen lassen sich besonders einfach in den Düsenkörper 2 einarbeiten.
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6 zeigt
außerhalb
der Erfindung ein weiteres Ausführungsbeispiel,
wobei hier die Nuten 62 als taschenförmige Ausnehmungen ausgebildet
sind, die sich jeweils von dem zweiten 72 über den
ersten 70 hin zu dem dritten Wandabschnitt 74 der
Düsenkörperausnehmung 14 erstrecken.
Die Nuten können so
gestaltet sein, dass die Dichtsitze 50 jeweils nur unmittelbar
um die ersten Einspritzdüsen 24 herum ausgebildet
sind. Es ist so möglich,
die Dichtfläche 54 und
damit die von der Dichtfläche 54 abhängige effektive
Dichtfläche
Aeff sowie die Nadelöffnungskraft FÖffnung besonders
deutlich zu reduzieren. Die Wandabschnitte 70, 72, 74 der
Ausnehmung 14 des Düsenkörpers 2 weisen
eine Vielzahl von Nuten 62 auf, die bezogen auf die Mittelachse
der Düsennadel 16 axialsymmetrisch über den
Umfang des Düsenkörpers 2 verteilt
angeordnet sind. Durch die Vielzahl von Nuten 62 wird die
Dichtfläche 54 stark
reduziert. Durch die axialsymmetrische Anordnung der Nuten 62 können die
bei der Nadelöffnung
auftretenden Kräfte
besonders gleichmäßig auf
die Düsennadel 16 wirken,
so dass einem Verkanten der Düsennadel 16 in
der Ausnehmung 14 des Düsenkörpers 2 begegnet werden
kann.
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7 zeigt
ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel,
wobei hier die Nut 62 nicht im Düsenkörper 2, sondern im
Sitzbereich 52 der äußeren Düsennadel 16 ausgebildet
ist. Die Nut 62 erstreckt sich im Sitzbereich 52 der
Düsennadel 16 von
einem Bereich zwischen dem inneren Radius Ri und
dem äußeren Radius
Ra bis zum äußeren Radius Ra und
ist damit auch mit der Düsenkörperausnehmung 14 hydraulisch
gekoppelt, wenn die äußere Düsennadel 16 in
der Schließposition
ist. Das Einbringen der Nuten 62 in die äußere Düsennadel 16 ist
besonders einfach und insbesondere dann zu bevorzugen, wenn die
Ausnehmung 14 in der Düsenkuppe 23 des
Düsenkörpers 2 nicht
oder nur unter erschwerten Bedingungen mit einem Werkzeug zum Einbringen
von Nuten 62 erreicht werden kann. Die Nut 62 erstreckt
sich im Sitzbereich 52 der Düsennadel 16 vom inneren Radius
Ri bis zum äußeren Radius Ra.
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Bei
einem Einspritzventil mit zwei Düsennadeln 16, 36 kann
sowohl die äußere Düsennadel 16 als
auch die innere Düsennadel 36 oder
einer oder beide der den Düsennadeln 16, 36 zugeordneten Wandabschnitte
der Düsenkörperausnehmung 14 mit
einer oder mehreren Nuten 62 versehen werden, um eine Reduzierung
der Nadelöffnungskräfte FÖffnung der äußeren Düsennadel 16,
der inneren Düsennadel 36 oder
beider Düsennadeln
zu erreichen.