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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft einen Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff
in den Brennraum einer Brennkraftmaschine gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
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Die
EP 1 612 403 A1 beschreibt
einen Common-Rail-Injektor mit einem Steuerventil zum Sperren und Öffnen
eines Kraftstoff-Ablaufweges aus einer Steuerkammer. Mittels des
Steuerventils kann der Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerkammer
beeinflusst werden. Die Steuerkammer wird dabei über eine
Zulaufdrossel mit Kraftstoff aus einem Kraftstoffhochdruckspeicher
(Rail) versorgt. Durch Variation des Kraftstoffdruckes innerhalb
der Steuerkammer wird ein einteiliges Ventilelement zwischen einer Öffnungsstellung
und einer Schließstellung verstellt, wobei die Düsennadel
in ihrer Öffnungsstellung den Kraftstofffluss in den Brennraum
einer Brennkraftmaschine freigibt. Bei dem Steuerventil handelt
es sich um ein in axialer Richtung druckausgeglichenes Ventil mit
einer axial verstellbaren Ventilhülse, die mit einer ortsfesten
konischen Ventilsitzfläche dichtend zusammenwirkt. Nachteilig
ist die einteilige Ausbildung des Ventilelementes, da eine Führung
des Ventilelementes im Injektorkörper und eine davon in
axialer Richtung beabstandete Führung im Düsenkörper
miteinander gepaart, d. h. exakt aufeinander abgestimmt werden müssen,
um somit eine Querstellung des Ventilelementes bzw. zu hohe Reibungskräfte
zu vermeiden.
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Aus
der
DE 102 07 227
A1 ist ein Injektor mit einer Niederdruckstufe, die dauerhaft
mit dem Niederdruckbereich des Injektors verbunden ist, bekannt,
wobei das Ventilelement zweiteilig ausgebildet ist. Das Ventilelement
besteht aus einer eine Steuerkammer begrenzenden Steuerstange und
einer axial an der Steuerstange anliegenden Düsennadel.
Eine dauerhaft mit einem Injektorrücklauf verbundene Niederdruckstufe
bildet einen Kopplerraum für die Steuerstange und die Düsennadel.
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Bei
sogenannten leckagefreien Injektoren ohne Niederdruckstufe im Kontaktbereich
zwischen Steuerstange und Düsennadel wird ein derartiger Kopplerraum
in der Regel von einer innerhalb eines Druckraumes angeordneten
Hülse gebildet, die die Steuerstange umschließt
und die in axialer Richtung auf einem verbreiterten Abschnitt der
Düsennadel aufliegt, so dass bei einer Öffnungsbewegung
der Steuerstange eine Sogwirkung auf die Düsennadel resultiert,
wodurch die Düsennadel der Bewegung der Steuerstange folgt.
Diese Art der Kopplung ist jedoch reaktionsträger, da zunächst
ein gewisser Sog aufgebaut werden muss. Alternativ ist es bei leckagefreien
Injektoren bekannt, die Steuerstange und die Düsennadel
formschlüssig zu koppeln. Der Vorteil der Ausbildung des
Ventilelementes aus mindestens zwei Bauteilen (Steuerstange und
Düsennadel) besteht im Gegensatz zu einer einteiligen Ausbildung darin,
dass die Bauteile im Hinblick auf ihre Position im Injektor optimiert
werden können. So ist es beispielsweise möglich,
die Düsennadel verschleißarm, insbesondere durch
die Wahl eines harten Materials auszubilden, wohingegen die Steuerstange
in gewissen Grenzen elastisch ausgebildet werden kann. Zudem ist
es möglich, einen Axialversatz zwischen der Führung
der Düsennadel und der Führung der Steuerstange
oder einen Winkelversatz auszugleichen.
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Offenbarung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen alternativ ausgebildeten,
insbesondere leckagefreien Injektor vorzuschlagen, bei dem eine
starke, kraftschlüssige und reakti onsschnelle Kopplung
von mindestens zwei Ventilelementbauteilen realisiert ist.
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Technische Lösung
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche
Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen
und/oder den Figuren angegebenen Merkmalen.
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Die
Erfindung geht von einem, insbesondere leckagefreien Injektor aus,
bei dem der Kopplerraum innerhalb eines Druckraumes des Injektors
angeordnet ist. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen,
zur Erhöhung der Kopplerkraft, also zur Verstärkung
der kraftschlüssigen Verbindung zwischen Steuerstange und
Düsennadel den Kopplerraum dauerhaft oder temporär
mit dem Niederdruckbereich, also mit dem Injektorrücklauf
zu verbinden. Auf diese Weise ist es möglich, auch sog.
leckagefreie Injektoren mit einem mehrteiligen Ventilelement auszustatten,
ohne Gefahr laufen zu müssen, dass die Kopplungskraft zwischen
der Steuerstange und der Düsennadel nicht ausreichend groß ist.
Zudem wird durch die Anbindung des Kopplerraums an den Niederdruckbereich erreicht,
dass die Düsennadel der Steuerstange reaktionsschnell folgt.
Der erfindungsgemäße Injektor kann sowohl mit
einem Piezoaktuator, als auch mit einem elektromagnetischen Aktuator
betrieben werden. Im abgeschalteten Zustand des Injektors bzw. bei
der Montage werden die Steuerstange und die Düsennadel
vorzugsweise lediglich durch eine Düsennadelfeder aneinander
positioniert, wodurch sich die beiden Bauteile relativ zueinander,
insbesondere in radialer Richtung bewegen können. Hierdurch
werden toleranzbedingte Winkelfehler oder ein Achsversatz quasi
automatisch ausgeglichen. Während des Betriebs (anliegender
Rail-Druck) werden die Steuerstange und die Düsennadel,
vorzugsweise ausschließlich durch resultierende Druckkräfte
aufeinanderge presst. Aufgrund der zumindest zweiteiligen Ausbildung
des Ventilelementes ist es ferner möglich, die Ventilelementbauteile
im Hinblick auf ihre Position und Funktion im Injektor zu optimieren.
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Bevorzugt
ist eine Weiterbildung der Erfindung, nach der zur Begrenzung des
Kopplerraums keine Hülse benötigt wird, sondern
gemäß der der Kopplerraum ausschließlich
von der Steuerstange und der Düsennadel begrenzt wird.
Dabei befindet sich der Kopplerraum axial zwischen Steuerstange und
Düsennadel und wird radial außen von einer Umfangswand
der Steuerstange und/oder der Düsennadel begrenzt.
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Um
Leckageverluste aus dem den Kopplerraum umgebenden Druckraum in
den Niederdruckbereich des Injektors zu minimieren, vorzugsweise auszuschließen,
ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Düsennadel
mit einer Beißkante ausgestattet ist, mit der sie in axialer
Richtung an der Steuerstange anliegt. Ebenso ist es denkbar die Steuerstange
mit einer Beißkante auszubilden, welche axial an der Düsennadel
anliegt. Bei der Beißkante handelt es sich bevorzugt um
eine in Umfangsrichtung geschlossene Kante.
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Zum
Ausgleich eines Axialversatzes zwischen der Führung für
die Steuerstange und der Führung für die Düsennadel
ist es von Vorteil, wenn zwischen Steuerstange und Düsennadel
ein Flachsitz ausgebildet ist. Zum Ausgleich eines Winkelversatzes
ist ein Kegel- oder gegebenenfalls ein Kugelsitz realisierbar. Bevorzugt
ist dabei die Kegelfläche in die Steuerstange eingebracht,
wobei die Düsennadel mit einer Beißkante an der
Kegelsitzfläche anliegt.
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Zum
Erhöhen der Schließkraft des Ventilelements, insbesondere
bei einem als leckagefreien Injektor ausgebildeten Injektor, also
bei einem Injektor, bei dem zwischen der Düsennadel und
dem Injektorkörper keine Niederdruckstufe vorgesehen ist,
ist es von Vorteil, wenn der Steuerstange eine Niederdruckstufe
zugeordnet ist. Diese Niederdruckstufe befindet sich bevorzugt mit
Axialabstand zu dem Kopplerraum zwischen Steuerstange und Düsennadel.
Bei der Niederdruckstufe handelt es sich um einen, bevorzugt dauerhaft
mit dem Rücklauf des Injektors verbundenen Ringraum, der
in axialer Richtung von einer Durchmesserstufe der Steuerstange
begrenzt wird.
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Zur
Anbindung des Kopplerraumes an den Niederdruckbereich des Injektors,
ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass eine hydraulische
Verbindung zwischen dem Kopplerraum und der Niederdruckstufe vorgesehen
ist.
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Bevorzugt
ist ein Führungsabschnitt eines die Steuerstange führenden
Führungsbauteils radial außen von unter Hochdruck
stehendem Kraftstoff umgeben. Bevorzugt ist dieser Führungsabschnitt
radial innerhalb des Druckraums angeordnet, der auch radial außen
den Kopplerraum umgibt. Durch die radial nach innen wirkenden Druckkräfte
wird eine Spielaufweitung des Führungsspiels zwischen dem Führungsbauteil
und der Steuerstange vermieden, wodurch Leckageverluste aus dem
Druckraum in axialer Richtung in die Niederdruckstufe hinein minimiert,
bevorzugt vermieden werden. Um Leckageverluste aus einer Steuerkammer,
die von einer Stirnseite der Steuerstange begrenzt wird in die Niederdruckstufe
hinein zu minimieren, weist ein Führungsabschnitt axial
zwischen der Niederdruckstufe und der Steuerkammer bevorzugt eine
möglichst große Axialerstreckung auf.
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Zusätzlich
oder alternativ ist es denkbar, den Kopplerraum über ein
Steuerventil des Injektors temporär mit dem Niederdruckbereich
zu verbinden. Bei geöffnetem Steuerventil und in der Folge
geöffnetem Ventilelement liegt der Kopplerraum dabei auf
Niederdruck.
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Gemäß einer
ersten Alternative wirkt das Steuerventil (ausschließlich)
auf eine Steuerkammer, welche bevorzugt von einer Stirnfläche
der Steuerstange begrenzt wird. Dabei wird die Steuerkammer über
eine Zulaufdrossel mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt,
wohingegen die Steuerkammer bei geöffnetem Steuerventil über
eine Ablaufdrossel mit dem Niederdruckbereich verbunden ist. Die
Durchflussquerschnitte der Zulaufdrossel und der Ablaufdrossel sind
derart aufeinander abgestimmt, dass bei geöffnetem Steuerventil
ein Nettoabfluss aus der Steuerkammer in den Niederdruckbereich
resultiert.
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Gemäß einer
zweiten Alternative ist zusätzlich zu der Steuerkammer
eine Schaltkammer vorgesehen, die unter anderem von einer Schaltfläche (Druckangriffsfläche)
an der Steuerstange begrenzt wird. Die Schaltkammer ist bei geöffnetem
Steuerventil, vorzugsweise drosselfrei mit dem Niederdruckbereich
verbunden, so dass unmittelbar nach dem Öffnen des Steuerventils
schlagartig Niederdruck auf die Schaltfläche wirkt, wodurch
eine schnelle Öffnungsbewegung resultiert. Insbesondere für
den Fall, in dem der Durchmesser der Schaltkammer gleich oder kleiner
dem Durchmesser des Düsennadelventilsitzes ist, ist die
zusätzlich zu der Schaltkammer vorgesehene Steuerkammer,
wie zuvor erläutert, mit einer Zulaufdrossel und einer
Ablaufdrossel versehen. In diesem Fall dient die Schaltkammer im
Wesentlichen (nur) zur Überwindung der Schließkraftkomponente,
die daraus resultiert, dass die Düsennadel in Schließstellung
nicht vollständig von Kraftstoff umflossen ist, sondern
dass in einem Bereich innerhalb des Ventilsitzes an der Düsennadelspitze
vergleichsweise niedriger Brennraumdruck anliegt. Für den
Fall, dass der Durchmesser der Schaltkammer größer
ist als der Düsennadeldurchmesser, ist die Steuerkammer
vorzugsweise nicht mit dem Niederdruckbereich verbindbar, sondern
ausschließlich über mindestens eine Drossel mit
dem Hochdruckbereich des Injektors verbunden, so dass die Steuerkammer
bremsend auf die Öffnungs- und/oder die Schließbewegung
des Ventilelementes einwirkt.
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Bevorzugt
ist der Kopplerraum hydraulisch mit der zuvor beschriebenen Schaltkammer
verbunden, so dass bei geöffnetem Steuerventil, bevorzugt schlagartig,
Niederdruck im Kopplerraum anliegt. Gegebenenfalls ist eine Fülldrossel
zur Rückbefüllung der Schaltkammer vorgesehen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist das Steuerventil als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet, das die Schaltkammer
ausschließlich in einem von dem Niederdruckbereich getrennten
Zustand, insbesondere drosselfrei mit dem Hochdruckbereich des Injektors verbindet,
um somit einerseits eine schnelle Rückbefüllung
zu ermöglichen und Leckageverluste beim Rückfüllvorgang
zu vermeiden.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass von
dem Kopplerraum ein, insbesondere zentrischer Verbindungskanal innerhalb
der Steuerstange in Richtung des Niederdruckbereichs führt.
Dabei kann der Verbindungskanal mit der zuvor beschriebenen Niederdruckstufe
und/oder mit der Schaltkammer verbunden sein.
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Insbesondere
in dem Fall, in dem der Verbindungskanal in die Schaltkammer mündet,
ist es von Vorteil dem Verbindungskanal ein in Richtung des Niederdruckbereichs öffnendes
Rückschlagventil zuzuordnen. Bevorzugt befindet sich das
Rückschlagventil innerhalb der Schaltkammer, wobei die
Schaltfläche der Schaltkammer bevorzugt zumindest zum Teil
von einem Ventilkörper des Rückschlagventils gebildet
wird. Das Rückschlagventil hat dabei die Aufgabe eine Druckbeaufschlagung
des Kopplerraums bei druckbeaufschlagter Schaltkammer zu vermeiden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in der einzigen Figur eine
schematische Schnittdarstellung eines Injektors mit einem zweiteiligen
Ventilelement, wobei zwei auch alternativ anwendbare Möglichkeiten zur
Anbindung eines Kopplerraums an den Niederdruckbereich gezeigt sind.
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Ausführungsform der
Erfindung
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In 1 ist
ein Common-Rail-Injektor 1 zum Einspritzen von Kraftstoff
in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine dargestellt. Der Injektor 1 wird über
eine Hochdruckversorgungsleitung 2 von einem Kraftstoff-Hochdruckspeicher 3 (Rail)
mit unter hohem Druck von etwa 1600 bis 2000 bar (oder mehr) stehendem
Kraftstoff, insbesondere Dieselöl oder Benzin versorgt.
Der Kraftstoff-Hochdruckspeicher 3 wird von einer, insbesondere
als Radialkolbenpumpe ausgebildeten Hochdruckpumpe 4 mit
Kraftstoff aus einem auf Niederdruck liegenden Vorratsbehälter 5 versorgt.
Ein Niederdruckbereich 6 des Injektors ist über
eine Rücklaufleitung 7 mit dem Vorratsbehälter 5 hydraulisch
verbunden. Der Druck im Niederdruckbereich des Injektors beträgt
je nach Betriebszustand etwa zwischen 0 und 10 bar. Über
die Rücklaufleitung 7 wird eine später
noch zu erläuternde Steuer- und/oder Schaltmenge und gegebenenfalls
eine Leckagemenge an Kraftstoff abgeführt und über
die Hochdruckpumpe 4 dem Hochdruckkreislauf wieder zugeführt.
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Der
Injektor 1 weist einen Injektorkörper 8, einen
Düsenkörper 9 und einen Steuerventilkörper 10 auf.
Sowohl der Düsenkörper 9 als auch der
Steuerventilkörper 10 sind jeweils über
eine Spannmutter 11, 12 mit dem Injektorkörper 8 verspannt.
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Innerhalb
des Injektorkörpers 8 ist ein Druckraum 13 (Teil
des Hochdruckbereichs) vorgesehen, der sich in axialer Richtung
in den Düsenkörper 9 hinein fortsetzt.
Der Druckraum 13 ist über eine Hochdruckzuleitung 14 mit
der Hochdruckversorgungsleitung 2 verbunden. Der Druckraum 13 ist
innerhalb des Düsenkörpers 9 als Düsenraum 15 ausgeführt, wobei
der Düsenraum 15 und der Druckraum 13 im Injektorkör per 8 über
Axialkanäle 16 verbunden sind. Axialkanäle 16 sind
durch einen polygonförmigen Querschnittsabschnitt einer
Düsennadel 17 gebildet.
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Die
Düsennadel 17 bildet zusammen mit einer Steuerstange 18 ein
Ventilelement 19, wobei die Steuerstange 18 mittels
einer Düsennadelfeder 20, die sich an einem Sicherheitsring 21 der
Steuerstange 18 abstützt, in axialer Richtung
auf die Düsennadel 17 federkraftbeaufschlagt ist.
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Die
Düsennadel 17 ist in einem Führungsabschnitt 22 des
Düsenkörpers 9 und die Steuerstange 18 in
einem axial davon beabstandeten Führungsabschnitt 23 eines
Führungsbauteils 24 geführt, wobei das
Führungsbauteil 24 fest innerhalb des Injektorkörpers
positioniert ist. In der Zeichnungsebene axial oberhalb des Führungsbauteils 24 befindet
sich eine Drosselplatte 25, wobei die Drosselplatte 25 und
das Führungsbauteil 24 mittels einer Spannmutter 26 gegen
eine Umfangsschulter 27 des Injektorkörpers 8 verspannt
sind.
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Radial
innerhalb der Spannmutter 26 ist ein in axialer Richtung
druckausgeglichenes Steuerventil 28 angeordnet, welches
eine Ventilhülse 30 umfasst, wobei die Ventilhülse 30 einstückig
mit einer Ankerplatte 31 verbunden ist, die Teil eines
elektromagnetischen Aktuators 32 ist. Alternativ kann auch
ein Piezoaktuator vorgesehen werden. Die Ventilhülse 30 ist
an einem zylindrischen Führungsfortsatz 33 der Drosselplatte 25 geführt.
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Bei
geschlossenem Steuerventil 28 liegt die Düsennadel 17 auf
einem Düsennadelsitz 34 am Düsenkörper 9 auf
und versperrt somit den Durchgang zu einer Einspritzöffnung 35.
Bei geöffnetem Steuerventil 28 wirkt eine Öffnungskraft
auf die Steuerstange 18, so dass diese sich in axialer
Richtung in der Zeichnungsebene nach oben bewegt. Aufgrund des Vorsehens
eines Kopplerraums 36, der hydraulisch mit dem Niederdruckbereich 6 des
Injektors 1 verbunden ist, folgt die Düsennadel 17 bei
geöffnetem Steuerventil 28 der Öffnungs bewegung
der Steuerstange 18, wodurch der Kraftstofffluss aus dem Druckraum 13 über
die Axialkanäle 16 und den Düsenraum 15 durch
die Einspritzöffnung 35 in den Brennraum einer
Brennkraftmaschine freigegeben wird. Die Anbindung des Kopplerraums 36 an
den Niederdruckbereich 6 bewirkt eine starke kraftschlüssige
Kopplung der Steuerstange 18 und der Düsennadel 17 aufgrund
der von außen auf diese Bauteile wirkenden Druckkräfte.
Der Kopplerraum 36 ist innerhalb des Druckraums 13 angeordnet,
ist also radial außen von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff umspült.
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Zur
Anbindung des Kopplerraums 36 an den Niederdruckbereich 6 gibt
es mehrere Möglichkeiten, von denen zwei gemeinsam oder
bevorzugt alternativ einsetzbare Varianten in der einzigen 1 zusammen
gezeigt sind, wobei die erste Variante im Wesentlichen in der linken
Zeichnungshälfte und die zweite Variante im Wesentlichen
in der rechten Zeichnungshälfte dargestellt ist.
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Beiden
Varianten ist gemeinsam, dass zentrisch innerhalb der Steuerstange 18 ein
Verbindungskanal 37 verläuft, der zur Anbindung
des Kopplerraums 36 dient. Bei beiden Varianten kann beispielsweise
ein Flachsitz 38 oder ein Kegelsitz 39 zwischen
der Düsennadel 17 und der Steuerstange 18 gewählt
werden, wobei der Flachsitz 38 im Wesentlichen zum Ausgleich
eines Axialversatzes zwischen dem Führungsabschnitt 22 in
dem Düsenkörper 9 und dem Führungsabschnitt 23 in
dem Führungsbauteil 24 dient, wohingegen mittels
des Kegelsitzes 39 Winkelversätze ausgeglichen
werden können. Im Falle des Vorsehens des Kegelsitzes 39 ist die
Düsennadel 17 mit einer umfangsgeschlossenen Beißkante 40 versehen,
die an einer Kegelfläche der Steuerstange 18 anliegt
und für eine gute Dichtigkeit der Verbindung sorgt.
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Zunächst
wird im Folgenden die erste Variante zur Anbindung des Kopplerraums 36 an
den Niederdruckbereich 6 erläutert. Bei dieser
ersten Variante ist der Verbindungskanal 37 über
eine Querbohrung 41 mit einer Niederdruckstufe 42 verbun den,
die in axialer Richtung von einer Ringschulter 43 der Steuerstange 18 begrenzt
wird. Die Niederdruckstufe 42 ist über eine Schrägbohrung 44 mit
einem Ringraum 45 radial außerhalb des Führungsbauteils 24 verbunden,
wobei der Ringraum 45 wiederum hydraulisch mit dem Niederdruckbereich 6 verbunden ist,
so dass dauerhaft Niederdruck an der Niederdruckstufe 43 anliegt.
Bei der gezeigten Variante ist der Verbindungskanal 37 in
axialer Richtung im Wesentlichen nur bis zu der Querbohrung 41 geführt (Sacklochbohrung).
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Zur
Vermeidung einer Spielaufweitung zwischen der Steuerstange 18 und
dem Führungsabschnitt 23 des Führungsbauteils 24,
ragt der Führungsabschnitt 24 in den Druckraum 13 hinein,
ist also radial außen mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff
umgeben, so dass Führungsabschnitt 24 radial nach
innen kraftbeaufschlagt wird.
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Bei
der ersten Variante begrenzt die vollständige obere Stirnfläche 46 der
Steuerstange 18 eine Steuerkammer 47, die bei
geöffnetem Steuerventil 28 über eine
Ablaufdrossel 48 mit dem Niederdruckbereich 6 verbunden
ist, so dass ein Nettoabfluss von Kraftstoff aus der Steuerkammer 47 resultiert
und somit das Ventilelement 19 vom Düsennadelsitz 34 abhebt. Über
eine Zulaufdrossel 49 wird die Steuerkammer 47 dabei
dauerhaft mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt. Über
die Zulaufdrossel 49 erfolgt auch die Rückbefüllung
der Steuerkammer 47 bei geschlossenem Steuerventil 28,
wodurch ein Druckanstieg innerhalb der Steuerkammer 47 und damit
eine Schließbewegung des Ventilelementes 19 resultiert.
In den Ringraum 45 radial außerhalb des Bauteils 24 mündet
in axialer Richtung eine Leckageabführung 50,
die eine Leckagemenge von Kraftstoff aus einem Ringraum 51 abführt.
Der Ringraum 51 ist radial außerhalb des Kontaktbereichs
zwischen Injektorkörper 8 und Düsenkörper 9 angeordnet,
wodurch ein unbeabsichtigtes seitliches Ausströmen von
Kraftstoff aus dem Injektor 1 vermieden wird.
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Bei
der zweiten Alternative ist der Verbindungskanal 37 in
axialer Richtung weitergeführt, also im Wesentlichen als
Durchgangsbohrung ausgebildet. Der Verbindungskanal 37 mündet
in eine Schaltkammer 52 innerhalb der Steuerstange 18.
Die Steuerkammer 47 befindet sich in Bezug auf die Schaltkammer
in axialer Richtung in der Zeichnungsebene nach oben versetzt sowie
radial außerhalb der Schaltkammer 52. In die Schaltkammer 52 mündet ein
Fortsatz 53 der Drosselplatte 25 mit zentrischer Ablaufbohrung 54,
die über eine Querbohrung 55 in einen Ventilraum 56 radial
innerhalb der Ventilhülse 30 des Steuerventils 28 geführt
ist, so dass bei geöffnetem Steuerventil 28 schlagartig
Kraftstoff aus der Schaltkammer 52 in den Niederdruckbereich 6 abfließen
kann. Der Durchmesser der Schaltkammer 52 entspricht etwa
dem Durchmesser des Düsennadelsitzes 34. Gleichzeitig
strömt bei geöffnetem Steuerventil 28 Kraftstoff
aus der Steuerkammer 47 über eine Ablaufdrossel 57 in
den Ventilraum 56 und von dort in den Niederdruckbereich 6,
wobei auch bei der zweiten Alternative zur Versorgung der Steuerkammer 47 eine
Zulaufdrossel 49 vorgesehen ist. Insbesondere dann, wenn
der Durchmesser der Schaltkammer 42 größer
ist als der Durchmesser des Düsennadelsitzes 34 kann
es von Vorteil sein, auf eine Anbindung der Steuerkammer 47 an
den Niederdruckbereich 6, insbesondere über die
Ablaufdrossel 54 zu verzichten. In diesem Fall wäre
nur noch die dann als Zulauf- und Ablaufdrossel dienende Drossel 49 vorgesehen,
wodurch die Steuerkammer 47 zum Abbremsen der Schließ-
und Öffnungsgeschwindigkeit des Ventilselements 19 dienen
würde.
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Zur
schnelleren Rückbefüllung der Schaltkammer 52 kann
fakultativ eine Fülldrossel 58 (gestrichelt dargestellt)
vorgesehen werden. Ferner kann das Steuerventil als 3/2-Wege-Ventil
ausgebildet werden, derart, dass eine Rückbefüllung
der Schaltkammer 52 lediglich bei geschlossenem Steuerventil 28 erfolgt.
In der Schaltkammer 52 ist ein Rückschlagventil 59 angeordnet,
das eine Ventilkugel 60 umfasst, welche mittels einer Schließfeder 61 in Richtung
des Verbindungskanals 37 federkraftbeaufschlagt wird. Das
Rückschlag ventil 59 schließt den Verbindungskanal 37 bei
mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff beaufschlagter Schaltkammer 52, so
dass ständig Niederdruck, jedenfalls ein unterhalb des
Kraftstoffhochdrucks liegender Druck, im Kopplerraum 36 wirkt.
Die Ventilkugel 60 und eine innere Umfangsflanke 29 bilden
zusammen die auf die Steuerstange 18 wirkende Schaltfläche
(Druckangriffsfläche) der Schaltkammer 52.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1612403
A1 [0002]
- - DE 10207227 A1 [0003]