DE102007047151A1 - Injektor mit Steuerventilhülse - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere Common-Rail-Injektor, mit einem Einspritzventilelement (10), das in Abhängigkeit des Druckes in einer Steuerkammer (22) zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung in axialer Richtung verstellbar ist, wobei die Steuerkammer (22) mittels eines, ein verstellbares Ventilelement (28) aufweisendes, Steuerventils (29) mit einem Injektorrücklaufanschluss (7) verbindbar ist, und wobei das Ventilelement (28) mit einer Ankerpaltte (31) wirkverbunden ist, die zum Verstellen des Ventilelementes (28) mit einer Elektromagnetanordnung (32) zusammenwirkt, und die axial zwischen der Elektromagnetanordnung (32) und einem Steuerventilsitz (35) angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein radial außerhalb der Elektromagnetanordnung (32) angeordneter, in axialer Richtung führender Kanal (42) vorgesehen ist, durch den Kraftstoff bei geöffnetem Steuerventil (29) aus der Steuerkammer (22) in Richtung des Injektorrücklaufanschlusses (7) strömen kann.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere einen Common-Rail-Injektor, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der EP 1 612 403 A1 ist ein Common-Rail-Injektor mit einem in axialer Richtung druckausgeglichenen Steuerventil bekannt. Mittels des Steuerventils, welches ein hülsenförmiges Steuerventilelement aufweist, kann der Kraftstoffdruck innerhalb einer von einem Einspritzventilelement stirnseitig begrenzten Steuerkammer beeinflusst werden. Durch die Variation des Kraftstoffdruckes innerhalb der Steuerkammer wird das Einspritzventilelement zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verstellt, wobei das Einspritzventilelement in seiner Öffnungsstellung den Kraftstofffluss in den Brennraum einer Brennkraftmaschine freigibt. Das hülsenförmige Steuerventilelement ist mit einer Ankerplatte verbunden, die mit einem elektromagnetischen Aktuator zum Verstellen des hülsenförmigen Steuerventilelementes zusammenwirkt. Bei geöffnetem Steuerventil strömt der Kraftstoff aus der Steuerkammer durch einen die Ankerplatte aufnehmenden Ankerraum in Richtung eines Injektorrücklaufanschlusses. Dabei trifft der ausströmende Kraftstoff auf die radialen, unteren, dem Steuerventilsitz zugewandten Flächen der Ankerplatte, wodurch Strömungskräfte auf die Ankerplatte wirken, die zu einer ungewollten Beeinflussung der Einspritzung führen. Diese Strömungs kräfte wirken sich bei dem bekannten Injektor besonders stark aus, da das Steuerventil als in axialer Richtung druckausgeglichenes Ventil ausgebildet ist und in der Folge mit dem elektromagnetischen Aktuator nur kleine Magnetkräfte realisiert werden, wodurch wiederum die Ankerplatte durch die bei geöffnetem Steuerventil auftretenden Strömungskräfte vergleichsweise leicht verstellt werden kann.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Technische Aufgabe
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Injektor vorzuschlagen, bei dem die von dem bei geöffnetem Steuerventil in Richtung des Injektorrücklaufanschlusses strömenden Kraftstoff verursachten, auf die Ankerplatte wirkenden und damit das Schaltverhalten des Injektors negativ beeinflussenden Strömungskräfte zumindest reduziert sind.
  • Technische Lösung
  • Diese Aufgabe wird mit einem Injektor mit den Merkmalen des Anspruchs 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 offenbarten Merkmalen.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die auf die Ankerplatte wirkenden Strömungskräfte, die von bei geöffnetem Steuerventil (Servo-Ventil) in Richtung des Injektorrücklaufanschlusses strömendem Kraftstoff verursacht werden, dadurch zu minimieren oder bevorzugt vollständig zu vermeiden, dass der Kraftstoff, zumindest ein Kraftstoffteilstrom, bei geöffnetem Steuerventil radial außen an der Elektromagnetanordnung, die bevorzugt einen Haltekörper und mindestens einen Elektromagneten umfasst, vorbei in axialer Richtung zum Injektorrücklaufanschluss geführt wird. Hierzu ist bei einem nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Injektor ein radial außerhalb der Elektromagnetanordnung angeordneter, in axialer Richtung führender Kanal vorgesehen, durch den der bei geöffnetem Steuerventil aus der Steuerkammer abfließende Kraftstoff (Steuermenge) zum Injektorrücklaufanschluss strömen kann. Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der dieser Kraftstoff in einem Axialbereich zwischen der mit dem vorzugsweise hülsenförmigen Ventilelement wirkverbundenen, beispielsweise einstückig mit diesem ausgebildeten oder an diesem festgelegten, Ankerplatte und dem Steuerventilsitz in den in Richtung des Injektorrücklaufanschlusses führenden Kanal geleitet wird. Hierdurch wird verhindert, dass der Kraftstoff, bevorzugt zumindest ein Hauptteilstrom des Kraftstoffes, in axialer Richtung unmittelbar an den sich in radialer Richtung erstreckenden, dem Steuerventilsitz zugewandten Flächen der Ankerplatte vorbei zum Injektorrücklaufanschluss strömen muss, wodurch auf die Ankerplatte wirkende Strömungskräfte und daraus resultierende, unerwünschte Ventilhülsenschwingungen zumindest größtenteils vermieden werden. Das hieraus resultierende, optimierte Schaltverhalten eines nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Injektors zeichnet sich insbesondere durch minimierte Einspritztoleranzen aus.
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung den mindestens einen Kanal zumindest teilweise als Aussparung, insbesondere Ausfräsung, außen an (in) der Elektromagnetanordnung, und/oder als Aussparung, insbesondere Ausfräsung an (in) einem die Elektromagnetanordnung umgebenden Bauteil, insbesondere einem Gehäuseteil des Injektors auszubilden. Besonders bevorzugt ist es, mehrere, in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, in axialer Richtung führende Kanäle vorzusehen, die in Umfangsrichtung gesehen hydraulisch voneinander getrennt oder gegebenenfalls hydraulisch miteinander verbunden sind. Ebenso ist es denkbar, den mindestens einen Kanal, zumindest abschnittsweise als Ringkanal auszubilden.
  • Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, das, vorzugsweise hülsenförmige, Ventilelement des Steuerventils an ihrem Innenumfang und/oder an ihrem Außenumfang zu führen. Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung, innerhalb des, bevorzugt hülsenförmigen, Ventilelements einen Führungsstift vorzusehen, der einstückig mit einem den Steuerventilsitz des Steuerventils aufweisenden Ventilkörper ausgebildet ist. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der innerhalb des Ventilelements ein Druckstift vorgesehen ist, der als von dem den Steuerventilsitz aufweisenden Ventilkörper separates Bauteil ausgebildet ist und der sich in axialer Richtung an einem von dem Steuerventilsitz entfernten Bauteil, vorzugsweise federkraftunterstützt, abstützt oder einstückig mit diesem Bauteil ausgebildet ist. Diese Ausführungsform ermöglicht eine gute Zugänglichkeit des Steuerventilsitzes bei dessen Fertigung und eine Ausbildung der Ventilhülsenführung und des Steuerventilsitzes an unterschiedlichen, separat voneinander bearbeitbaren Bauteilen. Dem Druckstift kommt dabei insbesondere die Aufgabe zu, den Innenquerschnitt des Ventilelements (Ventilhülse) in axialer Richtung (nach oben) abzudichten und die in axialer Richtung (nach oben) wirkenden Druckkräfte aufzunehmen. Dabei ist es, insbesondere bei einer lagefesten Anordnung des Druckstiftes, denkbar, dass dieser das Ventilelement in axialer Richtung an seinem Innenumfang führt. zusätzlich oder alternativ kann ein das Ventilelement an seinem Außenumfang führendes Bauteil vorgesehen werden.
  • Bei einem nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Injektor ist die Ankerplatte, in axialer Richtung betrachtet, zwischen dem Steuerventilsitz des Steuerventils und der Elektro magnetanordnung angeordnet. Bevorzugt ergibt sich somit eine Bauteilreihenfolge von axial oben nach axial unten in Richtung eines Einspritzventilelementsitzes betrachtet: Injektorrücklaufanschluss, Elektromagnetanordnung, Ankerplatte, Steuerventilsitz.
  • Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der, wie eingangs bereits erläutert, der Kraftstoff in einem Bereich axial zwischen der Ankerplatte und dem Steuerventilsitz, insbesondere in einer radialen Richtung, in den außerhalb der Elektromagnetanordnung vorgesehenen Kanal eingeleitet wird. Besonders bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform, bei der ein Verbindungskanal zur Zuführung des Kraftstoffes in den außerhalb der Elektromagnetanordnung angeordneten Kanal, in axialer Richtung möglichst weit von der Ankerplatte beabstandet ist, sich also, in axialer Richtung betrachtet, möglichst nahe am Steuerventilsitz befindet, um somit eine Strömungskraftbeaufschlagung der Ankerplatte zumindest weitgehend zu vermeiden, bzw. zu minimieren. Von Vorteil ist dabei eine Ausführungsform, bei der der radial außen an der Elektromagnetanordnung vorbeiführende Kanal in axialer Richtung nach unten, d. h. in Richtung eines Einspritzventilelementsitzes verlängert ist, sich also in axialer Richtung über die Elektromagnetanordnung hinaus erstreckt.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Steuerventil, wenn dessen bevorzugt als Ventilhülse ausgebildetes Ventilelement an dem ihm zugeordneten Steuerventilsitz anliegt, in axialer Richtung druckausgeglichen ist. Dies kann bevorzugt dadurch realisiert werden, dass eine Dichtkante (Sitzkante) am Innenumfang des Ventilelements angeordnet ist, so dass eine Druckstufe an dem Ventilelement, die eine Öffnungskraft auf das Ventilelement verursachen würde, vermieden wird.
  • Insbesondere das Vorsehen eines in radialer Richtung außerhalb der Elektromagnetanordnung angeordneten Kanals zur Ableitung zumindest einer Teilmenge, insbesondere einer Hauptteilmenge, vorzugsweise der Gesamtmenge, von bei geöffnetem Steuerventil in Richtung des Injektorrücklaufanschlusses (Niederdruck-Anschluss) strömenden Kraftstoffes ermöglicht die Realisierung einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Injektors, bei der der Injektorrücklaufanschluss zum Anschließen des Injektors an einer Rücklaufleitung für die Kraftstoffsteuermenge zentrisch an einer von dem Brennraum abgewandten Stirnseite (Deckel) des Injektors angeordnet ist. Eine derartige Anordnung des Injektorrücklaufanschlusses ist kostengünstig herstellbar und erlaubt vor allem eine einfache Montage der Injektoranschlüsse am Verbrennungsmotor. Ferner werden asymmetrische Verformungen durch den Injektorinnendruck aufgrund einer im Wesentlichen koaxialen Injektorbauform bei einem zentrisch auf einer Stirnseite angeordneten Rücklaufanschluss vermieden.
  • Besonders vorteilhaft, insbesondere im Hinblick auf einen symmetrischen Aufbau und damit eine symmetrische Druckbelastung des Injektors, ist eine Ausführungsform, bei der der Kanal radial außerhalb der Elektromagnetanordnung als Ringkanal ausgebildet ist, welcher radial innen von der Elektromagnetanordnung, insbesondere einem Haltekörper für den mindestens einen Elektromagneten, und radial außen von einem Gehäusebauteil, insbesondere einem Injektorkörper, des Injektors begrenzt ist.
  • Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das Ventilelement, zumindest in seinem unteren, dem Steuerventilsitz zugewandten, Bereich radial außen von einem Ringraum umgeben ist, der mit dem radial außerhalb der Elektromagnetanordnung angeordneten Kanal hydraulisch, insbesondere über einen Verbindungskanal, verbunden ist. Dabei strömt der Kraft stoff bei geöffnetem Steuerventil von innerhalb des Ventilelements in den Ringraum und fließt dort im Wesentlichen in radialer oder schräger Richtung in den Kanal. Bevorzugt ist hierzu der radial außerhalb der Elektromagnetanordnung angeordnete Kanal in axialer Richtung (nach unten) verlängert, erstreckt sich also über die Elektromagnetanordnung axial hinaus, so dass der Kanal bis in einen Bereich radial außerhalb des Ringraums reicht.
  • Zur Ausbildung bzw. radialen Begrenzung des Ringraums gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der Ringraum radial außen von einem Stützring für die Elektromagnetanordnung begrenzt ist, wobei der Stützring bevorzugt auf dem den Steuerventilsitz aufweisenden Ventilkörper aufliegt. Bevorzugt ist die hydraulische Verbindung zwischen dem Ringraum und dem Kanal durch mindestens eine Bohrung, vorzugsweise eine Radialbohrung, in dem Stützring realisiert.
  • Auch im Hinblick auf die Ausgestaltung des Ringraums gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Gemäß einer ersten Alternative ist der Ringraum als Ankerraum für die Ankerplatte ausgebildet und nimmt in seinem Inneren die Ankerplatte auf. Besonders bevorzugt ist eine derartige Ausgestaltung insbesondere dann, wenn das Ventilelement an seinem Innenumfang geführt ist. Bevorzugt ist es dabei, den Kraftstoffstrom bei geöffnetem Steuerventil in radialer Richtung mit einem ausreichenden axialen Abstand zu der Ankerplatte in den in axialer Richtung führenden Kanal radial außerhalb der Elektromagnetanordnung zu leiten. Gemäß einer zweiten Alternative ist es denkbar, den Ringraum separat von dem Ankerraum, bevorzugt axial benachbart zu diesem, auszubilden. Eine derartige Ausführungsform bietet sich insbesondere dann an, wenn das Ventilelement an ihrem Außenumfang geführt ist. Die letztgenannte Bauform hätte den Vorteil, dass der Kraftstoff in ei nem von dem Ankerraum separaten Raum zu dem radial außerhalb der Elektromagnetanordnung angeordneten Kanal strömen kann, wodurch eine Beeinflussung der Ankerplatte und damit des Schaltverhaltens des Ventilelementes noch weiter reduziert wird.
  • Im Hinblick auf eine Bauraumminimierung des Injektors in axialer Richtung ist eine Ausführungsform von Vorteil, bei der, vorzugsweise zentrisch, innerhalb der Elektromagnetanordnung ein Federraum vorgesehen ist, innerhalb dessen eine Steuerschließfeder zum Schließen des Steuerventils bei nicht bestromter Elektromagnetanordnung angeordnet ist. Bevorzugt erstreckt sich auch ein das Ventilelement in axialer Richtung abdichtender Druckstift in den Federraum hinein und stützt sich in axialer Richtung an einem Injektordeckel oder einem diesem axial vorgeordneten Bauteil ab.
  • Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der Federraum über eine Drossel mit dem Injektorrücklauf hydraulisch verbunden ist, so dass eine (minimale) Teilmenge des bei geöffnetem Steuerventil aus der Steuerkammer ausströmenden Kraftstoffes durch den Federraum und nicht durch den radial außerhalb der Elektromagnetanordnung angeordneten Kanal zum Injektorrücklauf fließen kann. Hierdurch wird eine Entlüftung des Federraums gewährleistet. Des weiteren ist hierdurch sichergestellt, dass der Ankerraum mit Kraftstoff gefüllt ist, was wiederum zur Schwingungsdämpfung dient.
  • Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der Federraum, insbesondere über eine, in axialer Richtung gesehen zwischen einem Injektordeckel und der Elektromagnetanordnung angeordnete Ringdichtung gegenüber dem Kanal abgedichtet ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in der einzigen 1 einen als Common-Rail-Injektor ausgebildeten Injektor mit einem radial außerhalb einer Elektromagnetanordnung angeordneten Kanal (Ringkanal).
  • Ausführungsform der Erfindung
  • In 1 ist ein als Common-Rail-Injektor ausgebildeter Injektor 1 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Eine Hochdruckpumpe 2 fördert Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 3 in einen Kraftstoff-Hochdruckspeicher 4 (Rail). In diesem ist Kraftstoff, insbesondere Diesel oder Benzin, unter hohem Druck, von in diesem Ausführungsbeispiel etwa 2000 Bar, gespeichert. An den Kraftstoff-Hochdruckspeicher 4 ist der Injektor 1 neben anderen, nicht gezeigten, Injektoren über eine Versorgungsleitung 5 angeschlossen. Die Versorgungsleitung 5 mündet in einen Druckraum 6 (Hochdrückbereich) des Injektors 1 und strömt von dort aus bei einem Einspritzvorgang unmittelbar in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Der Injektor 1 ist über einen Injektorrücklaufanschluss 7 an eine Rücklaufleitung 8 angeschlossen, die zum Vorratsbehälter 3 führt. Durch die Rücklaufleitung 8 kann eine später noch zu erläuternde Steuermenge an Kraftstoff von dem Injektor 1 zum Vorratsbehälter 3 abfließen und von dort aus dem Hochdruckkreislauf wieder zugeführt werden.
  • Innerhalb eines Gehäuseteils 9 ist ein in diesem Ausführungsbeispiel einstückiges Einspritzventilelement 10, das bei Bedarf auch mehrteilig ausgeführt sein kann, in axialer Richtung verstellbar. Dabei ist das Einspritzventilelement 10 in nerhalb eines Düsenkörpers 11 an seinem Außenumfang geführt. Dieser Düsenkörper 11 ist mittels einer nicht dargestellten Überwurfmutter mit dem Gehäuseteil 9 verspannt.
  • Das Einspritzventilelement 10 weist an seiner Spitze 12 eine Schließfläche 13 auf, mit welcher das Einspritzventilelement 10 in eine dichte Anlage an einen innerhalb des Düsenkörpers 11 ausgebildeten Einspritzventilelementsitz 14 bringbar ist.
  • Wenn das Einspritzventilelement 10 an seinem Einspritzventilelementsitz 14 anliegt, d. h., sich in einer Schließstellung befindet, ist der Kraftstoffaustritt aus einer Düsenlochanordnung 15 gesperrt. Ist es dagegen von seinem Einspritzventilelementsitz 14 abgehoben, kann Kraftstoff aus dem Düsenraum 6 durch in Führungsabschnitt 16 am Außenumfang des Einspritzventilelementes 10 gebildete Axialkanäle 17 in einen in der Zeichnungsebene unteren, radial zwischen dem Einspritzventilelement 10 und dem Düsenkörper 11 ausgebildeten Ringraum 18 an dem Einspritzventilelementsitz 14 vorbei zur Düsenlochanordnung 15 strömen und dort, im Wesentlichen unter dem Hochdruck (Rail-Druck) stehend, in den Brennraum gespritzt werden.
  • Von einer oberen Stirnseite 19 des Einspritzventilelementes 10 und einem in der Zeichnungsebene unteren, hülsenförmigen Abschnitt 20 des Plattenelementes 21 wird eine Steuerkammer 22 begrenzt, die über eine radial in dem hülsenförmigen Abschnitt 20 des Plattenelementes 21 verlaufende Zulaufdrossel 23 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff aus dem Druckraum 6 versorgt wird. Der hülsenförmige Abschnitt 20 mit darin eingeschlossener Steuerkammer 22 ist radial außen von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff umschlossen, so dass ein ringförmiger Führungsspalt 24 radial zwischen dem hülsenförmigen Abschnitt 20 und dem Einspritzventilelement 10 vergleichsweise kraftstoffdicht ist.
  • Die Steuerkammer 22 ist über einen, in dem Plattenelement 21 angeordneten Ablaufkanal 25 mit Ablaufdrossel 26 mit einer Ventilkammer 27 verbunden, die radial außen von einem in axialer Richtung verstellbaren, als ausgebildetes Ventilelement 28 eines im geschlossenen Zustand in axialer Richtung druckausgeglichenen Steuerventils 29 (Servo-Ventil) begrenzt ist. Aus der Ventilkammer 27 kann dann Kraftstoff in einen Niederdruckbereich 30 des Injektors 1 und von dort aus zum Injektorrücklaufanschluss 7 strömen, wenn das Ventilelement 28, die mit einer Ankerplatte 31 fest verbunden ist, von ihrem am Plattenelement 21 ausgebildeten Steuerventilsitz 35 abgehoben ist, d. h., das Steuerventil 29 geöffnet ist. Zum Verstellen des Ventilelementes 28 in der Zeichnungsebene nach oben ist eine Elektromagnetanordnung 32 vorgesehen, die einen Elektromagneten 33 aufweist, der in einem Haltekörper 34 gehalten ist. Der Elektromagnet 33 wirkt mit der Ankerplatte 31 zusammen, die in einem Ringraum 36 angeordnet ist, wobei der Ringraum 36 in diesem Ausführungsbeispiel gleichzeitig als Ankerraum dient. Durch die feste Verbindung oder ggf. auch einstückige Ausbildung zwischen der Ankerplatte 31 und dem Ventilelement 28 hebt das Ventilelement 28 bei Bestromung der Elektromagnetanordnung 32 von ihrem am Plattenelement 21 angeordneten, in diesem Ausführungsbeispiel als Flachsitz ausgebildeten, Steuerventilsitz 35 ab. Die Durchflussquerschnitte der Zulaufdrossel 23 und der Ablaufdrossel 26 sind dabei derart aufeinander abgestimmt, dass bei geöffnetem Steuerventil 29 ein Nettoabfluss von Kraftstoff (Kraftstoffsteuermenge) aus der Steuerkammer 22 über die Ventilkammer 27 in den Niederdruckbereich 30, genauer den Ringraum 36, des Injektors 1 und von dort aus zum Injektorrücklaufanschluss 7 und durch die Rücklaufleitung 8 in den Vorratsbehälter 3 strömt. Hierdurch sinkt der Druck in der Steuerkammer 22 rapide ab, wodurch das Einspritzventilelement 10 von seinem Einspritzventilelementsitz 14 abhebt, so dass in der Folge Kraftstoff aus dem Druckraum 6 durch die Düsenlochanordnung 15 ausströmen kann.
  • Zum Beenden des Einspritzvorgangs wird die Bestromung der Elektromagnetanordnung 32 unterbrochen, wodurch das Ventilelement 28 mittels einer sich an der Ankerplatte 31 abstützenden Steuerfeder 37, die größtenteils in einem Federraum 38 aufgenommen ist, der innerhalb des Haltekörpers 34 angeordnet ist, in der Zeichnungsebene nach unten auf ihren Steuerventilsitz 35 verstellt wird. Der durch die Zulaufdrossel 23 in die Steuerkammer 22 nachströmende Kraftstoff sorgt für einen schnellen Druckanstieg in der Steuerkammer 22 und damit für eine auf das Einspritzventilelement 10 wirkende Schließkraft. Die daraus resultierende Schließbewegung des Einspritzventilelementes 10 wird von einer Schließfeder 39 unterstützt, die sich einenends an einem Umfangsbund 40 des Einspritzventilelementes 10 und anderenends an der in der Zeichnungsebene unteren Stirnseite 41 des hülsenförmigen Abschnittes 20 des Plattenelementes 21 abstützt.
  • Um zu verhindern, dass der bei geöffnetem Steuerventil 29 aus der Ventilkammer 27 ausströmende Kraftstoff, bzw. der größte Teil dieses Kraftstoffes, in axialer Richtung unmittelbar an der Ankerplatte 31 vorbei zum Injektorrücklaufanschluss 7 strömt, ist ein als Ringkanal ausgebildeter Kanal 42 vorgesehen, der in einem Bereich radial außerhalb der Elektromagnetanordnung 32 angeordnet ist und sich in axialer Richtung in Richtung des zentrischen Injektorrücklaufanschlusses 7 erstreckt. Dieser Kanal 42 erstreckt sich in axialer Richtung in der Zeichnungsebene nach unten bis in einen Bereich radial außerhalb des Ringraumes 36. Bei geöffnetem Steuerventil 29 strömt der Kraftstoff in radialer Richtung in den Ringraum 36 hinein, der das Ventilelement 28 radial außen umschließt, und von dort aus durch einen als Radialbohrung ausgebildeten Verbindungskanal 43 innerhalb eines Stützrings 44 für die Elektromagnetanordnung 32 in den Kanal 42 und beaufschlagt dadurch die dem Steuerventilsitz 35 zugewandten radialen Flächen 45 der Ankerplatte 31 nicht oder nur unwesentlich mit Strömungskräften, so dass Schwingungen des Ventilelements 28 zumindest größtenteils vermieden werden. In dem Axialkanal 42 angekommen, strömt der Kraftstoff in axialer Richtung an dem Stützring 44 und der Elektromagnetanordnung 32 vorbei zu einem Deckel 46 des Injektors 1, der mit dem Gehäuseteil 9 verschraubt ist. Dabei ist es denkbar, das Gehäuseteil 9 mehrteilig auszubilden und beispielsweise gegen einen axial zwischen dem Düsenkörper 11 und dem Gehäuseteil 9 angeordneten Injektorkörper (ebenfalls ein Gehäuseteil) zu verspannen.
  • Die Elektromagnetanordnung 32 ist in axialer Richtung eingespannt zwischen dem Deckel 46 und dem Stützring 44, der sich wiederum an dem Plattenelement 21 abstützt. In dem Deckel 46 ist eine dem Kanal zugewandte Tasche 47 eingebracht, die sich in radialer Richtung in einen Bereich in der Zeichnungsebene axial oberhalb der Elektromagnetanordnung 32 erstreckt. Von dieser Tasche 47 führt ein Schrägkanal 48 im Deckel 46 unmittelbar zu dem zentrischen Injektorrücklaufanschluss 7.
  • In das hülsenförmige Ventilelement 28 ragt ein Druckstift 49 hinein, der zum einen die Ventilkammer 27 in der Zeichnungsebene nach axial oben abdichtet und gleichzeitig einen Axialanschlag 50 für das Ventilelement 28 bei Bestromung der Elektromagnetanordnung 32 bildet. Der Druckstift 49 erstreckt sich in axialer Richtung in den Federraum 38 hinein und stützt sich in axialer Richtung an einer Platte 51 ab, die wiederum an dem Deckel 46 anliegt. Alternativ ist eine unmittelbare Abstützung des Druckstiftes 49 an den Deckel 46 oder eine einstückige Ausbildung mit diesem denkbar. An der Platte 51 stützt sich zudem die Steuerfeder 37 ab.
  • In der Zeichnungsebene oben, dem Deckel 46 zugewandt, ist eine Aussparung 52 (Tasche) in der Platte 51 vorgesehen, durch die ein geringer Kraftstoffstrom zu einer Drossel 53 im Deckel 46 strömen kann. Die Drossel 53 verbindet den Federraum 38 hydraulisch mit dem Injektorrücklaufanschluss 7. Somit strömt ein minimaler Teilstrom von Kraftstoff bei geöffnetem Steuerventil 29 nicht durch den Kanal 42 zum Injektorrücklaufanschluss 7, sondern durch den Federraum 38 und die zentrisch in dem Deckel 46 angeordnete Drossel 53. Hierdurch wird eine Entlüftung des Federraums 38 und des Ringraums 36 sichergestellt.
  • Wie aus 1 hervorgeht, ist axial zwischen dem Deckel 46 und dem Haltekörper 34 eine Ringdichtung 54 angeordnet, die in einer Ringnut 55 des Deckels 46 aufgenommen ist und die sich koaxial rund um den Federraum 38 an seinem axialen Ende erstreckt und somit den Federraum 38 gegenüber dem Kanal 42 bzw. der Tasche 47 in radialer Richtung abdichtet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1612403 A1 [0002]

Claims (13)

  1. Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere Common-Rail-Injektor, mit einem Einspritzventilelement (10), das in Abhängigkeit des Druckes in einer Steuerkammer (22) zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung in axialer Richtung verstellbar ist, wobei die Steuerkammer (22) mittels eines, ein verstellbares Ventilelement (28) aufweisendes, Steuerventils (29) mit einem Injektorrücklaufanschluss (7) verbindbar ist, und wobei das Ventilelement (28) mit einer Ankerplatte (31) wirkverbunden ist, die zum Verstellen des Ventilelements (28) mit einer Elektromagnetanordnung (32) zusammenwirkt, und wobei das Ventilelement (28) axial zwischen der Elektromagnetanordnung (32) und einem Steuerventilsitz (35) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial außerhalb der Elektromagnetanordnung (32) angeordneter, in axialer Richtung führender Kanal (42) vorgesehen ist, durch den Kraftstoff bei geöffnetem Steuerventil (29) aus der Steuerkammer (22) in Richtung des Injektorrücklaufanschlusses (7) strömen kann.
  2. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (28) als Ventilhülse ausgebildet ist.
  3. Injektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Einleitung des aus dem Steuerventil (29) ausströmenden Kraftstoffes in den Kanal (42) in einem Bereich axial zwischen der Ankerplatte (31) und einem Steuerventilsitz (35) des Steuerventils (29) vorgesehen sind.
  4. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (29) im geschlossenen Zustand als in axialer Richtung druckausgeglichenes Ventil ausgebildet ist.
  5. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektorrücklaufanschluss (7), insbesondere zentrisch, an einer Stirnseite des Injektors (1) angeordnet ist.
  6. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (42) als Ringkanal radial zwischen der Elektromagnetanordnung (32) und einem Gehäusebauteil (9) des Injektors (1) ausgebildet ist.
  7. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (28) radial außen von einem Ringraum (36) umgeben ist, der hydraulisch mit dem Kanal (42) verbunden ist.
  8. Injektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (36) radial außen von einem Stützring (44) für die Elektromagnetanordnung (32) begrenzt ist.
  9. Injektor nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (36) als Ankerraum für die Ankerplatte (31) dient.
  10. Injektor nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem Ringraum (36) ein separater Ankerraum vorgesehen ist.
  11. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Elektromagnetanordnung (32) ein eine Steuerfeder (37) des Steuerventils (29) aufnehmender Federraum (38) vorgesehen ist.
  12. Injektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Federraum (38) über eine Drossel (53) mit dem Injektorrücklaufanschluss (7) verbunden ist.
  13. Injektor nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Federraum (38) gegenüber dem Kanal (42), insbesondere mit einer axial zwischen der Elektromagnetanordnung (32) und einem Gehäusedeckel (46) angeordneten Ringdichtung (54), abgedichtet ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2541036A1 (de) * 2011-06-29 2013-01-02 Robert Bosch Gmbh Schaltventil, Verfahren zum Herstellen eines Schaltventils und Kraftstoffinjektor mit einem Schaltventil
WO2013004457A1 (de) * 2011-07-04 2013-01-10 Robert Bosch Gmbh Steuerventil für einen kraftstoffinjektor und kraftstoffinjektor
EP3056725A1 (de) * 2015-02-16 2016-08-17 Robert Bosch Gmbh Steuerventilanordnung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1612403A1 (de) 2004-06-30 2006-01-04 C.R.F. Societa' Consortile per Azioni Servoventil zum Steuern eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9508623D0 (en) * 1995-04-28 1995-06-14 Lucas Ind Plc "Fuel injection nozzle"
EP1163440B1 (de) 1999-03-18 2005-10-05 Delphi Technologies, Inc. Kraftstoffinjektor
JP4062221B2 (ja) * 2003-09-17 2008-03-19 株式会社デンソー 電磁アクチュエータ、電磁アクチュエータの製造方法、および燃料噴射弁
DE102006021741A1 (de) * 2006-05-10 2007-11-15 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit druckausgeglichenem Steuerventil
DE102006040645A1 (de) * 2006-08-30 2008-03-13 Robert Bosch Gmbh Injektor für Brennkraftmaschinen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1612403A1 (de) 2004-06-30 2006-01-04 C.R.F. Societa' Consortile per Azioni Servoventil zum Steuern eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2541036A1 (de) * 2011-06-29 2013-01-02 Robert Bosch Gmbh Schaltventil, Verfahren zum Herstellen eines Schaltventils und Kraftstoffinjektor mit einem Schaltventil
WO2013004457A1 (de) * 2011-07-04 2013-01-10 Robert Bosch Gmbh Steuerventil für einen kraftstoffinjektor und kraftstoffinjektor
EP3056725A1 (de) * 2015-02-16 2016-08-17 Robert Bosch Gmbh Steuerventilanordnung

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