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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung
zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine nach
der im Oberbegriff des Anspruch 1 näher genannten Art.
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Stand der Technik
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Aus
der Offenlegungsschrift
DE
103 44 897 A1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung offenbart, welche
eine Kraftstoffhochdruckpumpe umfasst, um einen Kraftstoff unter
einen Hochdruck zu setzen und diesen an wenigstens einen Kraftstoffinjektor
zu fördern. Der Kraftstoffinjektor umfasst eine im Injektorkörper
längs beweglich aufgenommene Düsennadel, welche
mit einer Hubbewegung Einspritzbohrungen freigibt und wieder schließt,
um den Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine einzuspritzen. Zur
Steuerung der Düsennadel ist ein Düsennadelsteuerraum
vorgesehen, welcher durch ein Steuerventil wenigstens zeitweise
druckbeaufschlagt bzw. druckentlastbar ist. Bei einer Druckentlastung öffnet die
Düsennadel die Einspritzöffnungen zur Einspritzung
des Kraftstoffs, wobei bei einer erneuten Druckbeaufschlagung des
Düsennadelsteuerraums die Düsennadel wieder schließt.
Für jede Hubbewegung der Düsennadel ist daher
eine Druckentlastung des Düsennadelsteuerraums erforderlich,
was über das Steuerventil erfolgt. Das Steuerventil ist
als Mehrwegeventil ausgebildet und kann entweder als Magnetventil
ausgeführt sein oder mit einem Piezoaktor zusammenwirken,
um ein Ventilglied des Steuerventils anzusteuern. Die fluidische
Verbindung zwischen der Kraftstoffhochdruckpumpe, dem Injektorkörper
und dem Düsennadelsteuerraum über das Steuerventil erfolgt
auf allgemein bekannte Weise. Gemäß der Offenbarung
der Erfindung ist ein Steuerventil vorgesehen, das ein Ventilglied
umfasst, das in Richtung seiner Längsachse verschiebbar
geführt ist, und in einen Ventildruckraum ragt und im Ventildruckraum
an einer quer zu seiner Längsachse verlaufenden Stirnseite
eine Dichtfläche aufweist, mit der es mit einem quer zu
seiner Längsachse verlaufenden Ventilsitz zum zumindest
weitgehenden Verschließen einer vom Ventilsitz umgebenden Öffnung
gegenüber dem Ventildruckraum zusammenwirkt. An die Öffnung schließt
sich eine Verbindung zu einem Niederdruckraum an. Das Ventilglied
weist einen in die Verbindung ragenden Zapfen auf, durch den bei
mit seiner Dichtfläche vom Ventilsitz abgehobenen Ventilglied aus
dem Ventildruckraum abströmender Kraftstoff derart geleitet
wird, dass dieser zumindest annähernd keine resultierende
Kraft auf das Ventilglied in Richtung seiner Längsachse
ausgeübt wird.
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In
Funktionsuntersuchungen wurde jedoch festgestellt, dass die Zapfenstirnseite
des Zapfens Druckschwankungen ausgesetzt ist, welche der Kraftstoff
im Niederdruckraum selbst aufweist. Dadurch ist das einfache Schließen
des Ventilgliedes des Steuerventils in manchen Betriebspunkten nicht mehr
gewährleistet. Ferner konnte festgestellt werden, dass
das schnelle Schließen der Flachsitzdichtfläche
aufgrund der kinetischen Energie, die das Ventilglied vor der Berührung
mit dem Ventilsitz aufweist, eine starke Beanspruchung des Materials
hervorruft. Das Ventilglied schlägt förmlich auf
den Ventilsitz, welcher durch die Oberseite einer Drosselplatte,
die sich unterhalb des Ventilgliedes befindet und in die sich der
Zapfen hinein erstreckt, gebildet ist. Durch das Aufschlagen entsteht
ein erheblicher Verschleiß bei einem ballistischen Verhalten
des Ventilgliedes. Damit ist die Bewegung, und insbesondere die Schließbewegung
des Ventilgliedes nicht mehr einwandfrei steuerbar, so dass sich
das Prallverhalten des Ventilgliedes auch auf die Steuerung der
Düsennadel auswirkt, da das Ventilglied fluidisch mit dem Düsennadelsteuerraum
verbunden ist. Hierdurch verkürzt sich die Betriebslebensdauer
des Flachsitzventils, was zusätzlich begleitet wird durch
ein häufig unbefriedigendes Steuerverhalten der Düsennadel.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung
zu schaffen, welche die Nachteile des vorgenannten Standes der Technik
vermeidet und insbesondere eine Dämpfung des Ventilgliedes
in der Schließbewegung der Flachsitzdichtfläche
auf den Ventilsitz aufweist.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird ausgehend von einer Kraftstoffeinspritzenrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden
Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die
Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Zapfen
als Dämpfungsglied und der Niederdruckraum wenigstens teilweise
als Dämpfungsraum ausgebildet sind, um beim Eintauchen des
Zapfens in den Niederdruckraum zumindest in der Schließbewegung
des Ventilgliedes eine Dämpfungswirkung zu schaffen.
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Die
Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, dass die Druckschwankungen,
welche der Kraftstoff im Niederdruckraum aufweist, die Zapfenstirnseite
nicht mehr beaufschlagen können. Die Zapfenstirnseite wird
durch das Eintauchen des zylinderförmig ausgebildeten Zapfens
in einen zylinderförmigen Bereich des Niederdruckraums
vom übrigen Niederdruckraum fluidisch getrennt, und es
entsteht ein Staubereich, welcher durch die Zapfenstirnseite begrenzt
wird. Die schwankenden hydraulischen Kräfte im übrigen
Niederdruckraum werden in ihrer Auswirkung auf die Zapfenstirnseite
vermieden, so dass das Ventilglied eine saubere Schließbewegung
ausführt. Ferner ist durch das Eintauchen eine gedämpfte
Bewegungsbegrenzung des Ventilgliedes in der Schließstellung
erzielbar, die durch das Auftreffen der Flachsitzdichtfläche
auf den Ventilsitz definiert ist. Der Zapfen erstreckt sich über
einen Zapfenschaft aus der Flachsitzdichtfläche mittig
heraus in den Niederdruckraum. Endseitig am Zapfenschaft ist ein
zylinderförmiger Zapfenabschnitt ausgebildet. Dieser zylinderförmige
Zapfenabschnitt erstreckt sich in einen zylindrischen Bohrungsabschnitt
hinein, welcher durch wenigstens einen Teil des Niederdruckraums
gebildet ist. Zwischen dem zylindrischen Zapfenabschnitt und dem
zylindrischen Bohrungsabschnitt des Niederdruckraums ist ein radial
umlaufender Strömungsspalt vorgesehen, zwischen dem der Kraftstoff
aus dem Staubereich unterhalb der Zapfenstirnseite in den übrigen
Niederdruckraum abströmen kann. Abschließend strömt
der Kraftstoff in wenigstens einen Absteuerkanal, welcher sich an
den Niederdruckraum anschließt. Somit ist durch eine einfache
Ausgestaltung bzw. geometrische Anpassung des Zapfens und des Niederdruckraums
eine Dämpfungswirkung erzielbar, wobei die Dämpfungswirkung
mit kleinerem Strömungsspalt zunimmt.
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Das
Ventilglied ist im Injektorkörper derart geführt,
dass das Ventilglied zugleich eine Ventilfunktion erfüllt.
Dafür sind im Injektorkörper geometrische Ausbildungen
mit Strömungskanälen vorsehen, sodass das Ventilglied
neben der Flachsitz- Ventilfunktion auch eine 3/2-Wegeventilfunktion
erfüllt, um die zeitweise Zuteilung des Kraftstoffes in
den Düsennadelsteuerraum zu ermöglichen.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform des als Dämpfungsglied
ausgeführten Zapfens ist in der Mantelfläche des
zylindrischen Zapfenabschnitts wenigstens ein taschenartiger Überströmkanal
vorgesehen, durch den zur Erzielung einer Dämpfungswirkung
der Schließbewegung des Ventilgliedes mittels der Bildung
eines Strömungswiderstandes Kraftstoff aus einem durch
die Zapfenstirnseite begrenzten Staubereich in Richtung wenigstens
eines Absteuerkanals strömt. Damit entfällt das
Erfordernis des Strömungsspaltes, da der Kraftstoff durch
den wenigstens einen taschenartigen Überströmkanal
aus dem Staubereich heraus zunächst in den Niederdruckraum
oder direkt in einen Absteuerkanal strömen kann. Dabei
kann eine beliebige Anzahl von taschenartigen Überströmkanälen vorgesehen
sein, welche beispielhaft gleich beabstandet auf der Mantelfläche
des Zapfenabschnittes angeordnet sind. Ein Vorteil dieser Ausführungsform der
hydraulischen Dämpfung des Ventilgliedes ist ferner darin
zu sehen, dass der Zapfen und damit das Ventilglied mit dem zylindrischen
Bohrungsabschnitt eine Passung bilden kann, um den Zapfen in der Drosselplatte
zu zentrieren, wobei durch die taschenartigen Überströmkanäle
dennoch hinreichende Kraftstoffmengen überströmen
können.
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Aus
konstruktiven gründen ist es von besonderem Vorteil, dass
der Niederdruckraum und/oder der Staubereich in Gestalt einer Bohrung
in einer Drosselplatte eingebracht ist, wobei im Eintauchbereich
des Zapfens in den Niederdruckraum eine Drosselhülse eingebracht
ist, in welche der Zapfen mit der Hubbewegung des Ventilgliedes
eintaucht. Die Verwendung einer Drosselhülse als separates Bauteil
ermöglicht eine größere Flexibilität
hinsichtlich der geometrischen Ausgestaltung des Niederdruckraums,
des Staubereiches sowie des Zapfens, wobei insbesondere die ursprüngliche
Wirkung des Zapfens als strömungsoptimierende Geometrie
beibehalten werden kann. So kann die Öffnung zwischen dem
Niederdruckraum und dem das Ventilglied umgebenden Ventildruckraum
im Durchmesser unabhängig vom Durchmesser des Niederdruckraums
in der Drosselplatte gestaltet werden, da der Zapfen hinsichtlich
des zylindrischen Zapfenabschnittes nicht an den Durchmesser der
den Niederdruckraum bildenden Bohrung in der Drosselplatte angepasst
werden muss. Dabei ist vorteilhafterweise die Drosselhülse
in die den Niederdruckraum bildende Bohrung eingepresst und umfasst
eine zentrisch sich durch die Drosselhülse hindurch erstreckende Zapfenführungsbohrung,
so dass der Staubereich im durch die Zapfenstirnseite begrenzten
Bereich in der Zapfenführungsbohrung gebildet ist. Besonders
vereinfachend wirkt sich die Anwendung einer Drosselhülse
auf die Fertigung der Drosselplatte aus, da lediglich eine Änderung
der Unterseite der Drosselplatte zur Erzeugung einer entsprechenden
Bohrung notwendig ist. Zur Bildung des sacklochartigen Staubereichs,
welcher lediglich durch die bewegliche Zapfenstirnseite dynamisch
begrenzt ist, kann die Zapfenführungsbohrung entsprechend
ausgebildet werden. Diese ist bodenseitig durch eine Verbindungsplatte
plan begrenzt, so dass sich das erforderliche Sackloch zur hydraulischen
Bewegungsdämpfung des Ventilgliedes bildet.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist angrenzend an
die Drosselplatte die Verbindungsplatte angeordnet, wobei die Drosselhülse
in der an die Verbindungsplatte angrenzende Stirnfläche
wenigstens eine Kraftstoffablaufnut umfasst. Die Kraftstoffablaufnuten
erstrecken sich radial von der Zapfenführungsbohrung in
Richtung der Außenseite bzw. der Mantelfläche
der Drosselhülse und können mehrfach auf der Stirnfläche
der Drosselhülse eingebracht sein. Dadurch, dass die Drosselhülse an
die Verbindungsplatte angrenzt, bilden die Kraftstoffablaufnuten
entsprechende Kraftstoffkanäle. Wird der Querschnitt der
Kraftstoffkanäle vergrößert, so verringert
sich die Dämpfungswirkung und die Schließbewegung
des Ventilgliedes wird beschleunigt. Hinsichtlich der Ausgestaltung
des Niederdruckraums kann vorgesehen sein, dass der Niederdruckraum
in einen sich radial um die Drosselhülse erstreckenden
Bereich und einen in Richtung des Ventildruckraums oberhalb der
Drosselhülse angeordneten Bereich aufgeteilt ist, wobei
die Aufteilung durch die Drosselhülse selbst gebildet ist.
Um ein Abströmen des Kraftstoffs aus dem Ventildruckraum
durch die Öffnung in den Niederdruckraum zu schaffen, und eine
Weiterführung des Kraftstoffs in wenigstens einen Absteuerkanal
zu ermöglichen, sind auf der Oberseite der Drosselhülse
Quernuten angebracht, durch die der Kraftstoff zur Entlüftung
bzw. Druckentlastung des Ventildruckraums hindurchströmen
kann.
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Hebt
nun die Flachsitzdichtfläche vom Ventilsitz ab, strömt
Kraftstoff vom Ventildruckraum in den Niederdruckraum, wobei der
Kraftstoff zunächst in den Niederdruckraum oberhalb der
Drosselhülse einströmt um darauf folgend durch
die Quernuten in den radial um die Drosselhülse angeordneten
zweiten Teil des Niederdruckraums zu strömen. Nach erfolgter
Druckentlastung des Ventildruckraums schließt das Ventilglied
wieder durch eine Bewegung der Flachsitzdichtfläche in
Richtung des Ventilsitzes. Dabei bewegt sich der Zapfen in die Zapfenführungsbohrung
der Drosselhülse hinein, wobei der unterhalb der Zapfenstirnseite
angeordnete Staubereich ebenfalls mit Kraftstoff gefüllt
ist, welcher leicht verdichtet wird. Daraufhin strömt der
Kraftstoff durch die wenigstens eine Kraftstoffablaufnut und gelangt ebenfalls
in den Absteuerkanal.
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Der
Absteuerkanal kann als ein einzelner Kanal oder als eine Vielzahl
von Kanälen den Kraftstoff radial aus dem Niederdruckraum
herausfuhren, so dass der Absteuerkanal als Abzweig von dem Bereich
des Niederdruckraums ausgebildet ist, der sich radial um die Drosselhülse
erstreckt.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Drosselhülse kann
diese mehrere Abströmbohrungen umfassen, welche sich durch
die Wandung der Hülse von der innenliegenden Zapfenführungsbohrung
in den sich radial außenseitig um die Drosselhülse
gebildeten Bereich des Niederdruckraums erstrecken, wobei bei Eintauchen
des Zapfens stufenweise durch diesen die Abströmbohrungen
verschließbar sind, um eine nicht lineare Dämpfungswirkung über
dem Schließweg des Ventilgliedes zu erzielen. Die Anordnung
der Abströmbohrungen ist dabei so vorgesehen, dass die
Bohrungen nacheinander durch den Zapfen verschlossen werden, so
dass sie in Bewegungsrichtung des Ventilgliedes und damit in Bewegungsrichtung
des Zapfens zwischen der Oberseite der Drosselhülse und
der Verbindungsplatte, d. h. der Stirnfläche der Drosselhülse
auf der Seite der Verbindungsplatte nacheinander angeordnet sind.
Taucht der Zapfen in die Zapfenführungsbohrung innerhalb
der Drosselhülse ein, so sind zunächst alle Abströmbohrungen
freigegeben, und die Bewegung des Zapfens ist nur gering gedämpft.
Je tiefer der Zapfen in die Zapfenführungsbohrung eintaucht,
desto stärker wird die Dämpfungswirkung, da mit
zunehmender Eintauchtiefe die Anzahl der Abströmbohrungen,
durch die der Kraftstoff aus dem unterhalb des Zapfens gebildeten
Staubereich abströmen kann, kleiner wird.
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Ferner
besteht die Möglichkeit, dass die Drosselhülse
eine leichte Hubbewegung innerhalb der Drosselplatte ausüben
kann, so dass das Abheben der Flachsitzdichtfläche vom
Ventilsitz beschleunigt erfolgen kann, ohne dass ein Ansaugen des
Zapfens durch einen Unterdruck im Staubereich entsteht. Öffnet
das Ventilglied durch eine Hubbewegung, kann die Öffnungsbewegung
des Ventilgliedes beschleunigt erfolgen, wenn die Drosselhülse
eine leichte Hubbewegung ausübt, und sich die Stirnfläche
der Drosselhülse von der Verbindungsplatte abhebt. Dadurch
entsteht ein ringförmiger und kurzzeitig sehr großer
Strömungsquerschnitt, so dass sich der Staubereich mit
Kraftstoff füllen kann, ohne dass ein Sogeffekt durch den
sich nach oben bewegenden Zapfen erzeugt wird.
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Weitere,
die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend
gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
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Ausführungsbeispiel
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Es
zeigt:
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1 eine
abstrahierte Darstellung einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit
einem Steuerventil, welches durch ein Ventilsymbol schematisch dargestellt
ist;
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2 eine
Querschnittsansicht des Steuerventils mit einem Ventilglied im Bereich
der Drosselplatte, wobei das Ventilglied einen Zapfen umfasst, welcher
sich in die Drosselplatte hinein erstreckt;
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3 eine
abstrahierte Draufsicht auf die Drosselplatte mit einer in diese
eingepressten Drosselhülse und beispielhaft zwei Absteuerkanäle;
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4 eine
perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen
Drosselhülse;
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5 eine
Querschnittsansicht der Drosselplatte mit eingebauter Drosselhülse.
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In 1 ist
eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 für das
Einspritzen von Kraftstoff 12 in den Brennraum einer Brennkraftmaschine
dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 ist beispielhaft
als sogenannte Pumpe-Düse-Einheit ausgebildet, wobei gemäß der
vorliegenden Erfindung die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 auch
als Common-Rail-Einspritzsystem ausgebildet sein kann. Ein Steuerventil 10 ist zur
Steuerung der Fluidbeaufschlagung eines Düsennadelsteuerraums 35 vorgesehen,
wobei das Steuerventil 10 mit dem Düsennadelsteuerraum 35 über
einen Verbindungskanal mit einer Drosselstelle 37 fluidisch
verbunden ist. Ferner ist das Steuerventil 10 mit einem
Tank 38 verbunden, wobei die Verbindung ebenfalls durch
einen Verbindungskanal mit einer weiteren Drosselstelle 39 hergestellt
ist. Eine Steuereinrichtung 40 steuert die Öffnungsstellung bzw.
Schließstellung des Steuerventils 10, wobei beispielshaft
die Steuereinrichtung 40 eine Magnetbetätigung 41 ansteuert,
wobei ebenfalls eine Piezoaktorbetätigung vorgesehen sein
kann. Mittels einer Kraftstoffhochdruckpumpe 33 wird unter
Hochdruck gesetzter Kraftstoff 12 durch einen Hochdruckkanal 42 dem
Steuerventil 10 zugeführt. Dieser unter Hochdruck
stehende Kraftstoff wird in der Schließstellung des Steuerventils 10 dem
Düsennadelsteuerraum 35 zugeführt, so
dass die Düsennadel 11 in der Schließstellung
verbleibt. Wird das Steuerventil 10 mittels der Steuereinrichtung 40 bzw.
der Magnetbetätigung 41 in die Öffnungsstellung überführt,
so entlüftet der Düsennadelsteuerraum 35 über
den Kanal mit der Drosselstelle 39 in den Tank 38.
Durch die Druckentlastung des Düsennadelsteuerraums 35 hebt
die Düsennadel 11 von den Einspritzbohrungen 43,
die innerhalb des Injektorkörpers 34 eingebracht
sind, ab, so dass der Kraftstoff durch den Hochdruckkanal 42, welcher
ebenfalls zur Vorderseite der Düsennadel 11 in
den vorderseitigen Düsennadelhochdruckraum geführt
wird, in den Brennraum der Brennkraftmaschine einspritzt. Schließt
das Steuerventil 10 erneut, so wird der Düsennadelsteuerraum 35 wieder
unter Hochdruck gesetzt und die Düsennadel 11 schließt die
Einspritzbohrungen 43 erneut.
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2 zeigt
einen Ausschnitt des Steuerventils 10, welches ein Ventilglied 14 umfasst,
dass entlang einer Bewegungsachse 13 hubbeweglich im Injektorkörper 34 aufgenommen
ist. Der gezeigte Ausschnitt gibt nur den Teil unterhalb der Mitte
des Ventilgliedes 14 wieder, sodass die Führung
des Ventilgliedes 14 im Injektorkörper 34 nicht
gezeigt ist, welche die Ausbildung eines 3/2-Wegeventils umfasst. Ein
zylindrischer Teilabschnitt des Ventilgliedes 14 erstreckt
sich in einen Ventildruckraum 15 hinein, welcher als Aussparung
innerhalb des Injektorkörpers 34 eingebracht ist.
Somit umschließt der Ventildruckraum 15 den Teil
des Ventilgliedes 14, wobei der Ventildruckraum 15 zeitweise
unter Kraftstoffhochdruck steht. An der unteren Seite des zylinderförmigen
Abschnitts des Ventilgliedes 14 ist eine Flachsitzdichtfläche 16 angebracht,
welche gegen einen Ventilsitz 17 dichtend zu Anlage gebracht
werden kann. Schließt die Flachsitzdichtfläche 16 mit dem
Ventilsitz 17 den Ventildruckraum 15 druckdicht ab,
so herrscht Kraftstoffhochdruck im Ventildruckraum 15.
Wird das Ventilglied 14 entlang der Bewegungsachse 13 vertikal
nach oben bewegt, so hebt die Flachsitzdichtfläche 16 vom
Ventilsitz 17 ab, und der Kraftstoffhochdruck innerhalb
des Ventildruckraums 15 kann in einen Niederdruckraum 19 entspannt
werden. Der Niederdruckraum 19 ist innerhalb einer Drosselplatte 25 eingebracht,
wobei die Oberseite der Drosselplatte 25 den Ventilsitz 17 bildet.
Der Niederdruckraum 19 steht fluidisch mit einem Absteuerkanal 24 in
Verbindung, welcher den Kraftstoff in einen Tank oder an eine Niederdruckförderpumpe
zurückleitet. Zur Optimierung der Strömung vom Ventildruckraum 15 in
den Niederdruckraum 19 ist ein Zapfen 18 vorgesehen,
welcher über einen Zapfenschaft 36 am Ventilglied 14 endseitig und
zentrisch innerhalb der Flachsitzdichtfläche 16 angeformt
ist.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist der Zapfen 18 zylinderförmig
ausgeführt, und taucht in eine zylindrische Bohrung ein,
welche innerhalb der Drosselplatte 25 eingebracht ist und
einen Teil des Niederdruckraums 19 bildet. Das von der
Zapfenstirnseite 22 des Zapfens 18 abgetrennte
Volumen innerhalb der Bohrung in der Drosselplatte 25,
in die der Zapfen 18 hineinragt, bildet einen Staubereich 23.
Bewegt sich der Zapfen 18 vertikal nach unten, so wird
das Volumen des Staubereichs 23 verringert, und der sich
in diesem Volumen befindende Kraftstoff entweicht durch einen Strömungsspalt 20,
welcher sich radial umlaufend zwischen dem zylindrischen Abschnitt
des Zapfens 18 und der Bohrung innerhalb der Drosselplatte 25 erstreckt.
Alternativ zum umlaufenden Strömungsspalt 20 kann
innerhalb des Zapfens 18 ein Überströmkanal 21 vorgesehen
sein, welcher entweder einfach, zweifach oder mehrfach auf dem Umfang
des Zapfens 18 gleichverteilt angeordnet sein kann. Dadurch
wird erreicht, dass Druckschwankungen innerhalb des Niederdruckraums 19 nicht
auf den Zapfen 18 bzw. auf die Stirnfläche bzw. die
Zapfenstirnseite 22 des Ventilgliedes wirken können.
Damit ist die Hubbewegung des Ventilgliedes 14 nicht weiter
beeinflusst durch die Druckschwankungen innerhalb des Niederdruckraums 19.
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Weiterhin
wird damit eine Endanschlagsdämpfung geschaffen, indem
der Zapfen 18 innerhalb der Drosselplatte 25 in
die dafür eingebrachte Bohrung hydraulisch gedämpft
ist. Im Ergebnis wird erreicht, dass die Flachsitzdichtfläche 16 zumindest innerhalb
der letzten Mirkometer langsam an den Ventilsitz 17 anschlägt,
so dass weder ein Prallverhalten noch ein Verschleiß innerhalb
des Flachsitzventils erzeugt wird. Der Kraftstoff kann dennoch ungehindert
vom Ventildruckraum 15 über den Niederdruckraum 19 in
die Absteuerkanäle 24 gelangen. Auch der Effekt
der Strömungsoptimierung durch den Zapfen 18 wird
durch die Anordnung zur Dämpfung durch den Zapfen 18 nicht
negativ beeinflusst.
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3 zeigt
eine Draufsicht auf die Drosselplatte 25, in die eine erfindungsgemäße
Drosselhülse 26 eingebracht ist. Die Drosselhülse 26 kann
in die Drosselplatte 25 fest eingepresst sein, und führt
daher keine Hubbewegung aus. Die Drosselhülse 26 umfasst
eine zentrisch angeordnete Zapfenführungsbohrung 27,
in die sich der Zapfen des Ventilgliedes (Bezugszeichen 14 in 2)
hinein erstreckt. Die Abströmung des Kraftstoffs aus dem
Ventildruckraum (Bezugszeichen 15 in 2)
kann durch Quernuten 31 erfolgen, wobei die Quernuten 31 oberseitig
innerhalb der Drosselhülse 26 eingebracht sind
und in Richtung der Absteuerkanäle 24 weisen.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Drosselhülse 26,
wobei die Quernuten 31 auf der oberen Seite der Drosselhülse 26 erkennbar
sind. Zentrisch durch die Drosselhülse 26 hindurch
erstreckt sich die Zapfenführungsbohrung 27, welche mit
dem Zapfen des Ventilgliedes eine Spielpassung zur Gleitführung
bilden kann. Innerhalb der Zapfenführungsbohrung 27 wird
daher ein Staubereich gebildet, wobei die Abströmung des
gestauten Kraftstoffes innerhalb der Drosselhülse 26 durch
Kraftstoffablaufnuten 30 ermöglicht wird, wobei
vorderseitig eine der Kraftstoffnuten 30 in der Drosselhülse 26 dargestellt
ist. Die Drosselhülse 26 liegt mit der Stirnfläche 29 auf
einer unterhalb der Drosselhülse 26 angeordneten
Verbindungsplatte an, so dass die als Kraftstoffablaufnut 30 ausgebildete
Nut einen Strömungskanal bildet. Um eine nichtlineare Abströmung des
Kraftstoffs aus dem Staubereich innerhalb der Zapfenführungsbohrung 27 in
der Drosselhülse 26 zu schaffen, sind mehrere
Abströmbohrungen 32 nacheinannder in einer unterschiedlichen
Höhe in der Wandung der Drosselhülse 26 eingebracht.
Taucht der Zapfen des Ventilgliedes in die Drosselhülse 26 ein,
so werden die Abströmbohrungen 32 nacheinander
verschlossen, so dass der gesamte Abströmquerschnitt zunächst
aus allen Abströmbohrungen 32 gebildet ist und
bei weiterem Eintauchen des Zapfens in die Zapfenführungsbohrung
nur noch einzelne Abströmbohrungen zur Abströmung
des Kraftstoffs in die Absteuerkanäle zur Verfügung
stehen. Somit entsteht eine nichtlineare Dämpfungswirkung des
Ventilgliedes.
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5 zeigt
eine quergeschnittene Seitenansicht der Anordnung der Drosselhülse 26 innerhalb der
Drosselplatte 25. Unterhalb der Drosselplatte 25 ist
die Verbindungsplatte 28 angeordnet, wobei oberhalb der
Drosselplatte 25 der Injektorkörper 34 angeordnet
ist, welcher den Ventildruckraum 15 bildet. In der Verbindungsplatte 28 können
geometrische Ausgestaltungen eingebracht sein, sodass in geeigneter Form
der Staubereich 23 auch in der Verbindungsplatte 28 eingebracht
ist oder zumindest in diesem eine Vergrößerung
des Staubereiches 23 erzeugt wird.
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Wie
obenstehend bereits beschrieben, strömt bei einem Abheben
der Flachsitzdichtfläche 16 von der Drosselplatte 25 der
Kraftstoff aus dem Ventildruckraum 15 in den Niederdruckraum 19,
und kann durch die Absteuerkanäle 24 entweichen.
Die Drosselhülse 26 unterteilt den Niederdruckraum 19 in einen
oberen Teil oberhalb der Drosselhülse 26 und in
einen unteren Teil, welcher die Drosselhülse 26 ringförmig
umgibt und mit den Absteuerkanälen 24 direkt in
Verbindung steht. Damit der Kraftstoff an der Drosselhülse 26 vorbeiströmen
kann, umfasst diese eine linksseitige und eine rechtsseitige Quernut 31. Mittig
weist die Drosselhülse 26 eine Zapfenführungsbohrung 27 auf,
in die sich der Zapfen 18 hinein erstreckt. Der Zapfen 18 ist
gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels
mit einem verlängerten Zapfenschaft 36 mit dem
Ventilglied 14 verbunden. Endseitig am Zapfen 18 ist
eine Zapfenstirnseite 22 ausgebildet, welche den Staubereich 23 innerhalb
der Zapfenführungsbohrung 27 hubbeweglich begrenzt. Damit
ist die Möglichkeit geschaffen, dass der Kraftstoff unterhalb
des Zapfens 18 eine hydraulische Dämpfung der
Bewegung des Ventilgliedes 14 bildet.
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Die
Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung
nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel.
Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung
auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen
Gebrauch macht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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