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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Injektor, der einen Kraftstoff in eine Maschine einspritzt und dieser zuführt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dessen Merkmale aus der Druckschrift
DE 10 2004 035 313 A1 bekannt sind.
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In einem Injektor, der eine Nadel antreibt, um zum Öffnen eines Düsenlochs abzuheben, ist bekannter weise eine ansteigende Antriebskraft berücksichtigt, die zum Öffnen des Düsenlochs erforderlich ist, um eine Einspritzerwiderung zu verbessern. Zum Beispiel hat ein Stellglied des Injektors ein Element, das eine Ausdehnungskraft erzeugt, wie zum Beispiel ein piezoelektrisches Element oder einen Magnetostriktor (ein Bauteil, dessen Abmessungen sich beim Anlegen eines Magnetfeldes ändern) als Einrichtung zum Erhöhen der Antriebskraft.
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Wie aus
3 ersichtlich ist, hat ein bekannter Injektor 100, der die Ausdehnungskraft einsetzt, eine Nadel 102, ein piezoelektrisches Stellglied 103, einen Kolben 104 und eine äußere Buchse 106, wie zum Beispiel in der Druckschrift
WO2005/075811A1 beschrieben ist. Die Nadel 102 öffnet oder schließt ein Düsenloch 101. Das piezoelektrische Stellglied 103 hat das piezoelektrische Element und dehnt sich in einer axialen Richtung des Injektors 100 aus oder zieht sich in dieser zusammen. Der Kolben 104 wird gemäß der Ausdehnung oder des Zusammenziehens des piezoelektrischen Stellglieds 103 in der axialen Richtung verschoben. Die äußere Buchse 106 hält den Kolben gleitbar an seiner äußeren Umfangsseite und definiert eine Druckkammer 105 des Kraftstoffs, die gemäß der Verschiebung des Kolbens 104 ausgedehnt oder zusammengezogen wird.
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Die Nadel 102 ist derart in den Injektor 100 eingebaut, dass der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 105 in einer Ventilöffnungsrichtung auf die Nadel 102 aufgebracht wird. Noch genauer ist die Nadel 102 eingebaut, um die Druckkammer 105 derart zu definieren, dass der Kraftstoffdruck an einer vorderen Endfläche 108 eines rückseitigen Endabschnitts 107 in einer Richtung zu der rückseitigen Endseite hin aufgebracht wird.
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Der Injektor 100 führt mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff, der von einer Kraftstoffzufuhrquelle wie zum Beispiel einer Common Rail empfangen wird, in eine Düsenkammer 109. Der Injektor 100 erhöht den Kraftstoffdruck in der Druckkammer 105 durch das Ausdehnen des piezoelektrischen Stellglieds 103. Als Ergebnis wird die Nadel 102 angetrieben, in die Ventilöffnungsrichtung abzuheben und das Düsenloch 101 zu öffnen, so dass der Kraftstoff in der Düsenkammer 109 eingespritzt wird.
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Gemäß dem Injektor 100 fließt der Kraftstoff in der Druckkammer 105 wegen seines Druckanstiegs aus Gleitabschnitten aus. Eine wegen des Ausfließens verringerte Kraftstoffmenge wird wieder ergänzt, wenn die äußere Buchse 106 außer Eingriff von einem vorderen endseitigen Körper 110 gerät.
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Die äußere Buchse 106 stützt in der axialen Richtung zwischen der äußeren Buchse 106 und dem Kolben 104 eine Feder 111. Die Druckkammer 105 wird ausgebildet, wenn die äußere Buchse 106 durch die Feder 111 zu der vorderen Endseite gedrängt wird, um mit dem vorderen endseitigen Körper 110 in Eingriff zu geraten. Eine äußere Umfangsseite der äußeren Buchse 106 ist mit einem mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff gefüllt, der von der Kraftstoffzufuhrquelle empfangen wird. Eine drängende Kraft der Feder 111, die auf die äußere Buchse 106 aufgebracht wird, wird gemäß der Verschiebung des Kolbens 104 in der axialen Richtung erhöht oder verringert. Wenn die drängende Kraft der Feder 111 entsprechend verringert wird, gerät die äußere Buchse 106 außer Eingriff von dem vorderen endseitigen Körper 110, und dabei wird der mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff von der äußeren Umfangsseite der äußeren Buchse 106 in der Druckkammer 105 wieder ergänzt.
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Gemäß dem bekannten Injektor 100 ist ein Spalt zwischen der Druckkammer 105 und der äußeren Umfangsseite der äußeren Buchse 106 geschlossen oder geöffnet, wenn die äußere Buchse 106 mit dem vorderen endseitigen Körper 110 in Eingriff oder außer Eingriff von diesem gerät. Entsprechend gerät die äußere Buchse 106 mit dem vorderen endseitigen Körper 110 ringförmig an einer Position in Eingriff, die weit von der Mitte des Schafts in Richtung der äußeren Umfangsseite des Injektors 100 entfernt liegt, so dass ein Eingriffsdurchmesser der äußeren Buchse 106 groß ist. Somit ist es schwierig, eine Flüssigkeitsdichtheit der Druckkammer 105 in einer Eingriffsposition der äußeren Buchse 106 mit dem vorderen endseitigen Körper 110 sicherzustellen, so dass die Feder 111, deren drängende Kraft stark ist, gezielt zu verwenden ist.
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Die vorliegende Erfindung ist an die oben geschilderten Nachteile gerichtet. Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, es zu vereinfachen, eine Flüssigkeitsdichtheit einer Druckkammer in einem Injektor sicherzustellen, der eine Nadel antreibt, sich aufgrund einer Ausdehnung eines Stellglieds zum Einspritzen von Kraftstoff zu heben.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch einen Injektor nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden gemäß den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Injektor zum Einspritzen von mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff bereitgestellt, der durch eine Kraftstoffzufuhrquelle zugeführt wird. Der Injektor hat ein Düsenloch, eine Nadel, ein Stellglied, einen Kolben, eine äußere Buchse, eine innere Buchse, eine Drängeinrichtung, eine Eingriffsfläche und eine Kraftstoffkammer. Ein mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff wird durch das Düsenloch eingespritzt. Die Nadel öffnet oder schließt das Düsenloch. Das Stellglied dehnt sich in einer axialen Richtung der Nadel aus oder zieht sich in dieser zusammen. Der Kolben wird gemäß der Ausdehnung oder dem Zusammenziehen des Stellglieds in der axialen Richtung verschoben. Die äußere Buchse hält den Kolben gleitbar an einer äußeren Umfangsseite des Kolbens und definiert eine Druckkammer des mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoffs. Die Druckkammer wird gemäß der Verschiebung des Kolbens ausgedehnt oder zusammengezogen. Ein Kraftstoffdruck in der Druckkammer wird in einer Ventilöffnungsrichtung, in der die Nadel das Düsenloch öffnet, auf die Nadel aufgebracht. Der Kraftstoffdruck in der Druckkammer wird aufgrund der Ausdehnung des Stellglieds erhöht, so dass die Nadel das Düsenloch öffnet und dabei wird ein mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff durch das Düsenloch eingespritzt. Die innere Buchse ist gleitbar mittels Passung um eine äußere Umfangsseite der Nadel eingepasst und in der Druckkammer aufgenommen. Die Drängeinrichtung dient zum Drängen der inneren Buchse in die radiale Richtung und dient zum Erhöhen oder Verringern der drängenden Kraft der Drängeinrichtung, die gemäß der Verschiebung des Kolbens auf die innere Buchse aufgebracht wird. Die innere Buchse, die durch die Drängeinrichtung gedrängt wird, gerät ringförmig mit der Eingriffsfläche in Eingriff oder außer Eingriff von dieser. Der mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff wird durch die Kraftstoffzufuhrquelle in die Kraftstoffkammer zugeführt. Ein Spalt zwischen der Kraftstoffkammer und der Druckkammer wird geschlossen oder geöffnet, wenn die innere Buchse mit der Eingriffsfläche in Eingriff bzw. außer Eingriff von dieser gerät.
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Die Erfindung wird zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen am besten durch die folgende Beschreibung, die anhängenden Ansprüche und die anhängenden Zeichnungen verstanden, in denen:
- 1A eine schematische Ansicht ist, die eine Anordnung eines Injektors gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
- 1B eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IB-IB in 1A ist;
- 2 eine schematische Ansicht ist, die eine Anordnung eines Injektors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
- 3 eine schematische Ansicht ist, die eine Anordnung eines vor kurzem vorgeschlagenen Injektors darstellt.
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Ein Injektor gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung hat eine Nadel, ein Stellglied, einen Kolben und eine äußere Buchse. Die Nadel öffnet oder schließt ein Düsenloch. Das Stellglied dehnt sich in einer axialen Richtung des Injektors aus oder zieht sich in dieser zusammen. Der Kolben wird in der axialen Richtung gemäß der Ausdehnung oder dem Zusammenziehen des Stellglieds verschoben. Die äußere Buchse hält den Kolben gleitbar an seiner äußeren Umfangsfläche und definiert eine Druckkammer des Kraftstoffs, die gemäß der Verschiebung des Kolbens ausgedehnt oder zusammengezogen wird. Die Nadel ist derart in den Injektor eingebaut, dass der Kraftstoffdruck in der Druckkammer in der Ventilöffnungsrichtung auf die Nadel aufgebracht wird. Der Injektor spritzt den mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff durch das Erhöhen des Kraftstoffdrucks in der Druckkammer aufgrund der Ausdehnung des Stellglieds ein, um dafür zu sorgen, dass die Düse das Düsenloch öffnet.
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Der Injektor hat eine innere Buchse, eine Drängeinrichtung und eine Kraftstoffkammer. Die innere Buchse ist an einer äußeren Umfangsseite der Nadel mittels Passung gleitbar eingepasst und ist in der Druckkammer aufgenommen. Die Drängeinrichtung drängt die innere Buchse in die axiale Richtung und erhöht bzw. verringert ihre auf die innere Buchse angebrachte drängende Kraft gemäß der Verschiebung des Kolbens. Der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff wird in die Kraftstoffkammer zugeführt, und ein Spalt zwischen der Kraftstoffkammer und der Druckkammer wird geschlossen oder geöffnet, wenn die innere Buchse, die durch die Drängeinrichtung gedrängt ist, ringförmig mit einer vorbestimmten Eingriffsfläche in Eingriff oder außer Eingriff von dieser gerät.
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Der Injektor hat außerdem einen Körper, der die Nadel gleitbar in der axialen Richtung hält und an einer vorderen Endseite der Nadel eine Düsenkammer definiert. Der mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff wird in die Düsenkammer geführt und dann durch das Düsenloch eingespritzt. Der mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff wird von der Düsenkammer durch einen Kraftstoff-Strömdurchtritt in die Kraftstoffkammer zugeführt, die zwischen einer äußeren Umfangsfläche der Nadel und der inneren Umfangsfläche des Körpers ausgebildet ist.
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Ein Injektor gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung hat einen Körper, der eine Eingriffsfläche aufweist. Eine äußere Umfangsseite einer äußeren Buchse ist mit dem mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff gefüllt. Der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff wird von der äußeren Umfangsseite der äußeren Buchse durch in der äußeren Buchse und dem Körper ausgebildete Kraftstoff-Strömdurchtritte in eine Kraftstoffkammer zugeführt.
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(Erste Ausführungsform)
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Eine Anordnung eines Injektors gemäß der ersten Ausführungsform wird mit Bezug auf 1A, 1B beschrieben. Der Injektor 1 ist in einer Maschine (nicht dargestellt) mit Direktkraftstoffeinspritzung wie zum Beispiel einer Dieselmaschine eingebaut, und spritzt den von einer Common Rail empfangenen Kraftstoff direkt in einen Zylinder ein bzw. führt diesen zu.
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Der Injektor 1 spritzt den Kraftstoff durch das Antreiben einer Nadel 2 ein, die zu heben ist, um ein Düsenloch 3 zu öffnen. Ein piezoelektrisches Element, das durch das Anlegen einer Spannung ausgedehnt wird, bestimmt ein Stellglied 4 des Injektors 1, und eine Ausdehnungskraft des piezoelektrischen Elements wird als Antriebskraft für die Nadel 2 verwendet.
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Der Injektor 1 hat die Nadel 2, das Stellglied 4, einen Kolben 6 und eine äußere Buchse 8. Die Nadel 2 öffnet oder schließt das Düsenloch 3. Das Stellglied 4 wird in einer axialen Richtung ausgedehnt oder zusammengezogen. Der Kolben 6 wird gemäß der Ausdehnung oder dem Zusammenziehen des Stellglieds 4 in der axialen Richtung verschoben. Die äußere Buchse 8 lagert den Kolben 6 gleitbar an seiner äußeren Umfangsseite und definiert eine Druckkammer 7 des Kraftstoffs. Die Druckkammer 7 wird gemäß der Verschiebung des Kolbens 6 ausgedehnt oder zusammengezogen.
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Die Nadel 2 hat einen vorderen Endabschnitt 11, einen axialen Abschnitt 12 und einen rückseitigen Endabschnitt 13. Der vordere Endabschnitt 11 gerät mit einem vorderen endseitigen Körper 10 in Eingriff oder von diesem außer Eingriff, um das Düsenloch 3 zu öffnen bzw. zu schließen. Der axiale Abschnitt 12 ist gleitbar durch den vorderen endseitigen Körper 10 gehalten. Der rückseitige Endabschnitt 13 ist gleitbar durch den Kolben 6 gehalten.
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Der vordere Endabschnitt 11 weist einen Sitzabschnitt 16 auf, der mit einer Sitzfläche 15 in Eingriff ist, die in einer konischen Form an einer inneren Umfangsseite des vorderen endseitigen Körpers 10 ausgebildet ist. Das Düsenloch 3 ist an einem vorderen Ende der Sitzfläche 15 ausgebildet und wird geschlossen oder geöffnet, wenn der Sitzabschnitt 16 mit der Sitzfläche 15 in Eingriff oder außer Eingriff von dieser gerät. Eine Düsenkammer 17 ist zwischen einer äußeren Umfangsfläche des vorderen Endabschnitts 11 und einer inneren Umfangsfläche des vorderen endseitigen Körpers 10 ausgebildet. Kraftstoff, der in die Düsenkammer 17 geströmt ist, wird durch das Düsenloch 3 eingespritzt. Der Kraftstoffdruck in der Düsenkammer 17 wird in einer Ventilöffnungsrichtung auf die Nadel 2 aufgebracht.
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Der axiale Abschnitt 12 weist einen größeren Durchmesser auf als der vordere Endabschnitt 11. Eine ringförmige Stufenfläche 19 ist an einer vorderen Endseite des axialen Abschnitts 12 ausgebildet, um eine Teilung zwischen dem vorderen Endabschnitt 11 und dem axialen Abschnitt 12 zu definieren. Der axiale Abschnitt 12 ist in Form einer zylindrischen Form ausgebildet, und weist in seinem Inneren einen Hohlraum auf. Der Hohlraum dient als Kraftstoff-Strömdurchtritt 20, der den mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff, der von der Common Rail empfangen wurde, in die Düsenkammer 17 führt. Ein Kraftstoff-Strömdurchtritt 21, der sich an der Stufenfläche 19 öffnet, verbindet die Düsenkammer 17 und den Kraftstoff-Strömdurchtritt 20.
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Der rückseitige Endabschnitt 13 weist einen größeren Durchmesser als der axiale Abschnitt 12 auf. Eine ringförmige Stufenfläche 23 ist an einer vorderen Endseite des rückseitigen Endabschnitts 13 ausgebildet, um eine Teilung zwischen dem axialen Abschnitt 12 und dem rückseitigen Endabschnitt 13 zu definieren. Der rückseitige Endabschnitt 13 weist einen Hohlraum auf, der koaxial zu dem Kraftstoff-Strömdurchtritt 20 liegt. Der Hohlraum öffnet sich an einer rückseitigen Endfläche des rückseitigen Endabschnitts 13 und bestimmt den Kraftstoff-Strömdurchtritt 20.
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Ein rückseitiger Endabschnitt des Stellglieds 14 ist an einem rückseitigen endseitigen Körper 25 angebracht und an diesem befestigt, und ein vorderer Endabschnitt des Stellglieds 4 ist mit einer rückseitigen Endfläche 26 des Kolbens 6 in Kontakt. Entsprechend erzeugt das Stellglied 4 aufgrund der Anbringung der Spannung eine Ausdehnungskraft in Richtung der vorderen Endseite, und der Kolben 6 wird durch die Ausdehnungskraft zu der vorderen Endseite hin gedrängt.
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Der Kolben 6 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet, die sich breit an der vorderen Endseite öffnet. Der Kolben 6 hält den rückseitigen Endabschnitt 13 der Nadel 2 gleitbar an seiner inneren Umfangsseite. Der Kolben 6 ist mit dem vorderen Endabschnitt des Stellglieds 4 in Kontakt und wird gemäß der Ausdehnung oder dem Zusammenziehen des Stellglieds 4 verschoben. Eine Feder 28 ist zwischen dem Kolben 6 und dem rückseitigen Endabschnitt 13 angeordnet, um die Nadel 2 in eine Ventilschließrichtung zu drängen.
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Die äußere Buchse 8 weist einen vorderen Endabschnitt 30 auf, der flanschförmig ausgebildet ist. Der vordere Endabschnitt 30 ist zwischen dem vorderen endseitigen Körper 10 und dem rückseitigen endseitigen Körper 25 gehalten. Noch genauer ist ein Außengewinde an der äußeren Umfangsseite eines vorderen Endabschnitts des rückseitigen endseitigen Körpers 25 ausgebildet. Die äußere Buchse 8, der vordere endseitigen Körper 10 und der rückseitige endseitigen Körper 25 sind fest durch das Aufschrauben eines Innengewindes einer Buchsenmutter 31 auf das Außengewinde des rückseitigen endseitigen Körpers einstückig ausgebildet, wobei der vordere Endabschnitt 30 zwischen dem vorderen endseitigen Körper 10 und dem rückseitigen endseitigen Körper 25 gehalten ist.
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Eine äußere Umfangsfläche der äußeren Buchse 8, eine innere Umfangsfläche des rückseitigen endseitigen Körpers 25, die rückseitige Endfläche 26 des Kolbens 6 definieren eine Hochdruckkammer 33, die mit dem mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff gefüllt ist, der von der Common Rail empfangen wird. Die Hochdruckkammer 33 und eine Kraftstoffkammer 35 sind durch einen Kraftstoff-Strömdurchtritt 34 in Verbindung, der in dem Kolben 6 ausgebildet ist. Die Kraftstoffkammer 35 ist durch den Kolben 6 und den rückseitigen Endabschnitt 13 der Nadel 2 definiert und mit einer rückseitigen Endseite des Kraftstoff-Strömdurchtritts 20 in Verbindung. Entsprechend wird der Kraftstoff in der Hochdruckkammer 33 durch den Kraftstoff-Strömdurchtritt 34, die Kraftstoffkammer 35, den Kraftstoff-Strömdurchtritt 20 und den Kraftstoff-Strömdurchtritt 21 in dieser Reihenfolge zu der Düsenkammer 17 zugeführt. Das Stellglied 4 ist in der Hochdruckkammer 33 aufgenommen, um in Kontakt mit der rückseitigen Endfläche 26 des Kolbens 6 zu sein.
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Eine innere Umfangsfläche einer vorderen Endseite der äußeren Buchse 8, eine vordere Endfläche des Kolbens 6, die Stufenfläche 23 und eine rückseitige Endfläche 37 des vorderen endseitigen Körpers 10 definieren die Druckkammer 7. Der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 7 wird in einer Richtung zu der rückseitigen Endseite auf die Stufenfläche 23 aufgebracht und wird entsprechend in der Ventilöffnungsrichtung auf die Nadel 2 aufgebracht. Mit anderen Worten, die Nadel 2 ist derart in den Injektor 1 eingebaut, dass der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 7 in der Ventilöffnungsrichtung auf die Nadel 2 aufgebracht wird. Folglich wird der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 7 erhöht, wenn der Kolben 6 aufgrund der Ausdehnung des Stellglieds 4 in Richtung der vorderen Endseite verschoben wird. Somit wird die drängende Kraft, die in der Ventilöffnungsrichtung auf die Nadel 2 aufgebracht wird, erhöht, so dass die Nadel 2 angetrieben wird, um abzuheben. Als Ergebnis wird das Düsenloch 3 zum Einspritzen von Kraftstoff geöffnet.
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Die Druckkammer 7 nimmt eine Feder 39 auf, die durch den vorderen endseitigen Körper 10 und den Kolben 6 in der axialen Richtung gehalten ist, und den Kolben 6 in Richtung der rückseitigen Endseite drängt. Wenn die Länge des Stellglieds 4 zu seiner Anfangslänge zurückkehrt, wird der Kolben 6 durch die Feder 39 gedrängt, um in Richtung der rückseitigen Endseite verschoben zu werden, und dabei der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 7 verringert. Entsprechend wird die drängende Kraft verringert, die in der Ventilöffnungsrichtung auf die Nadel 2 aufgebracht wird, und die Nadel 2 wird durch die Feder 28 gedrängt, in Richtung der vorderen Endseite verschoben zu werden, um das Düsenloch 3 zu schließen.
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Der Injektor 1 hat außerdem eine innere Buchse 41 und eine Feder 42. Die innere Buchse 41 ist gleitbar mittels Passung an einer äußeren Umfangsseite des axialen Abschnitts 12 eingepasst und ist in der Druckkammer 7 aufgenommen. Die Feder 42 ist in der Druckkammer 7 aufgenommen und drängt die innere Buchse 41 in der axialen Richtung in Richtung der vorderen Endseite.
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Die innere Buchse 41 weist einen vorderen Endabschnitt 44 auf, der eine flanschförmige Form hat. Die Feder 42 ist zwischen dem vorderen Endabschnitt 44 der inneren Buchse 41 und dem Kolben 6 gehalten. Somit wird die drängende Kraft der Feder 42, die auf die innere Buchse 41 aufgebracht wird, gemäß der Verschiebung des Kolbens 6 erhöht oder verringert. Eine äußere Umfangskante 45 des vorderen Endabschnitts 44 ist in einer Form eines spitzen Winkels derart ausgebildet, dass sie entlang ihres gesamten Umfangs zu der vorderen Endseite ragt. Die äußere Umfangskante 45 gerät ringförmig mit der rückseitigen Endfläche 37 des vorderen endseitigen Körpers 10 wegen der drängenden Kraft der Feder 42 in Eingriff. Ein Bereich innerhalb einer Eingriffsposition der äußeren Umfangskante 45 mit der rückseitigen Endfläche 37 dient als Kraftstoffkammer 46, die flüssigkeitsdicht von der Druckkammer 7 getrennt ist, die außerhalb der Eingriffsposition angeordnet ist.
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Die Kraftstoffkammer 46 ist ausgebildet, von der rückseitigen Endfläche 37 zu der vorderen Endseite ein vorherbestimmtes Volumen aufzuweisen. Noch genauer weist ein Führungsloch 48 zum Halten des axialen Abschnitts 12 einen größeren Durchmesser in einem vorbestimmten Bereich von der rückseitigen Endfläche 37 zu der vorderen Endseite auf als der axiale Abschnitt 12. Entsprechend ist das Volumen zwischen einer inneren Umfangsfläche des Führungslochs 48 und einer äußeren Umfangsfläche des axialen Abschnitts 12 sichergestellt, das die Kraftstoffkammer 46 definiert.
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Der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff wird von der Düsenkammer 17 durch einen Kraftstoff-Strömdurchtritt 50 der Kraftstoffkammer 46 zugeführt, die zwischen einer äußeren Umfangsfläche der Nadel 2 und der inneren Umfangsfläche des vorderen endseitigen Körpers 10 ausgebildet ist. Noch genauer ist die Kraftstoffkammer 46 mit der Düsenkammer 17 durch den Kraftstoff-Strömdurchtritt 50 in Verbindung, und der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff, der aus der Hochdruckkammer 33 in die Düsenkammer 17 geströmt ist, wird durch den Kraftstoff-Strömdurchtritt 50 der Kraftstoffkammer 46 zugeführt. Der Kraftstoff-Strömdurchtritt 50 ist zwischen einer ebenen Fläche 51, der an der äußeren Umfangsseite des axialen Abschnitts 12 ausgebildet ist, und der inneren Umfangsfläche ausgebildet, die das Führungsloch 48 definiert.
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Der Betrieb des Injektors 1 der ersten Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben. Wenn der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 7 aufgrund der Anlegung von Spannung an das Stellglied 4 erhöht wird, wird die Nadel 2 angetrieben, um zum Einspritzen von Kraftstoff abzuheben. In der Zwischenzeit fließt der Kraftstoff in der Druckkammer 7 von Gleitabschnitten aufgrund seines Druckanstiegs aus. Die äußere Umfangskante 45 der inneren Buchse 41 ist fest mit der rückseitigen Endfläche 37 in Eingriff, um die Druckkammer 7 flüssigkeitsdicht von der Kraftstoffkammer 46 zu trennen.
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Wenn die Anlegung der Spannung an das Stellglied beendet wird, so dass der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 7 verringert wird, wird die Nadel 2 in Richtung der vorderen Endseite verschoben, um das Düsenloch 3 zu schließen. In der Zwischenzeit wird eine Kraftstoffmenge, die wegen des Ausfließens verringert ist, aus der Kraftstoffkammer 46 in die Druckkammer 7 zugeführt. Noch genauer wird die drängende Kraft der Feder 42 klein gemacht, die auf die innere Buchse 41 aufgebracht wird, wenn der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 7 verringert ist und der Kolben 6 zu der rückseitigen Endseite hin verschoben ist. Als Ergebnis wird die innere Buchse 41 durch den Kraftstoffdruck in der Kraftstoffkammer 46 zu der rückseitigen Endseite gedrängt, um außer Eingriff von der rückseitigen Endfläche 37 zu geraten, und dabei zwischen der Kraftstoffkammer 46 und der Druckkammer 7 einen Spalt zu öffnen. Entsprechend strömt der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff in der Kraftstoffkammer 46 in die Druckkammer 7, so dass die Kraftstoffmenge, die wegen des Ausfließens verringert wurde, wieder ergänzt wird.
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Der Injektor 1 der ersten Ausführungsform spritzt den mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff durch das Erhöhen des Kraftstoffdrucks in der Druckkammer 7 aufgrund der Ausdehnung des Stellglieds 4 ein, die dafür zu sorgt, dass die Nadel 2 das Düsenloch 3 öffnet. Der Injektor 1 hat die innere Buchse 41 und die Feder 42. Die innere Buchse 41 ist gleitbar mittels Passung an der äußeren Umfangsseite der Nadel 2 eingepasst und ist in der Druckkammer 7 aufgenommen. Die Feder 42 drängt die innere Buchse 41 in die axiale Richtung und erhöht oder verringert ihre drängende Kraft, die auf die innere Buchse 41 aufgebracht wird, gemäß der Verschiebung des Kolbens 6. Wenn die innere Buchse 41, die durch die Feder 42 gedrängt wird, ringförmig mit der rückseitigen Endfläche 37 in Eingriff gerät, wird die Kraftstoffkammer 46 ausgebildet, die flüssigkeitsdicht von der Druckkammer 7 getrennt ist. Der mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff wird durch den Kraftstoff-Strömdurchtritt 50 aus der Düsenkammer 17 in die Kraftstoffkammer 46 zugeführt.
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Wenn die Ausdehnung des Stellglieds 4 beendet wird, kehrt die Menge des Stellglieds 4 zu seiner Anfangslänge zurück und der Kolben 6 wird zu der rückseitigen Endseite hin verschoben. In der Zwischenzeit wird eine drängende Kraft der Feder 42, die auf die innere Buchse 41 aufgebracht wird, klein gemacht, so dass die innere Buchse 41 außer Eingriff von der rückseitigen Endfläche 37 gerät, und dabei wird der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff aus der Kraftstoffkammer 46 wieder in der Druckkammer 7 ergänzt. Da die innere Buchse 41 ausgebildet ist, einen kleinen Durchmesser zu einem solchen Ausmaß aufzuweisen, dass die innere Buchse 41 in der Druckkammer 7 aufgenommen ist, gerät die innere Buchse 41 ringförmig in der Position mit der rückseitigen Endfläche 37 in Eingriff oder außer Eingriff von dieser, die nicht weit weg von der Schaftmitte des Injektors 1 liegt. Folglich ist ein Eingriffsdurchmesser der inneren Buchse 41 klein, so dass die Flüssigkeitsdichtheit der Druckkammer 7 einfach sichergestellt ist.
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(Zweite Ausführungsform)
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Wie aus 2 ersichtlich ist, wird in einem Injektor 1 gemäß der zweiten Ausführungsform ein mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff direkt aus einer Hochdruckkammer 33 durch einen Kraftstoff-Strömdurchtritt 53, der in einem vorderen Endabschnitt 30 einer äußeren Buchse 8 ausgebildet ist, und einem Kraftstoff-Strömdurchtritt 54, der in einem vorderen endseitigen Körper 10 ausgebildet ist, zugeführt.
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(Abänderung)
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Gemäß dem Injektor 1 der ersten und zweiten Ausführungsformen hat das Stellglied 4 das piezoelektrische Element. Alternativ kann ein Magnetostriktor, der sich aufgrund der Erzeugung eines Magnetfelds ausdehnt, in dem Stellglied 4 eingesetzt sein.
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Zusätzliche Vorteile und Abänderungsmöglichkeiten werden von Fachleuten deutlich erkannt werden. Die Erfindung ist in ihren breiteren Begriffen daher nicht auf die bestimmten Details, das dargelegte Gerät oder anschauliche Beispiele begrenzt, die gezeigt und beschrieben sind, sondern lediglich durch den Bereich der anhängenden Ansprüche definiert.
