DE102009002742A1 - Kraftstoff-Injektor - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoff-Injektor (1) zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere Common-Rail-Injektor, umfassend ein ein- oder mehrteiliges Einspritzventilelement (11) zum Öffnen und Schließen mindestens einer Einspritzöffnung, wobei dem Einspritzventilelement (11) ein ein entgegen der Kraft einer Feder verstellbares Steuerventilelement (29) aufweisendes Steuerventil (25) zugeordnet ist, mit dem ein mit dem Einspritzventilelement (11) wirkverbundener Steuerraum (17) mit einem Niederdruckbereich (27) des Kraftstoff-Injektors (1) hydraulisch verbindbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Steuerventilelement (29) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass durch den Druck im Steuerraum (17) keine oder nur eine geringe resultierende hydraulische Kraft in axialer Richtung auf das Steuerventilelement (29) ausgeübt wird, wenn die hydraulische Verbindung zwischen dem Steuerraum (17) und dem Niederdruckbereich (27) mittels des Steuerventilelementes (29) unterbrochen ist, und dass die Feder als Tellerfeder (32) ausgebildet ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen Kraftstoff-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere einen Common-Rail-Injektor, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der DE 10 2004 030 445 A1 ist ein Kraftstoff-Injektor bekannt, der ein Steuerventil (Servoventil) aufweist. Das Steuerventil ist als sogenanntes 3/2-Wege-Ventil ausgeführt und steuert die Verbindung zwischen einem von einem Einspritzventilelement unmittelbar begrenzten Steuerraum und einem Niederdruckbereich (Leckölraum) des Kraftstoff-Injektors. Das Steuerventil weist ein Steuerventilelement auf, das mittels eines Aktuators, beispielsweise eines elektromagnetischen oder piezoelektrischen Aktuators, innerhalb eines Steuerventilraums axial verstellt werden kann und so mit einem ersten Steuerventilsitz und einem zweiten Steuerventilsitz zusammenwirkt. Befindet sich das Steuerventilelement in der Anlage am ersten Steuerventilsitz, so wird die Verbindung zwischen dem von dem Einspritzventilelement begrenzten Steuerraum und dem Niederdruckbereich des Kraftstoff-Injektors geschlossen. Gleichzeitig ist eine Bypass-Drossel geöffnet, über die der Steuerraum rückbefüllt wird. Liegt das Steuerventilelement am zweiten Steuerventilsitz an, ist die Bypass-Drossel geschlossen und die hydraulische Verbindung zwischen dem Steuerraum und dem Niederdruckbereich des Kraftstoff-Injektors hergestellt, wodurch der Druck im Steuerraum abfällt, was wiederum dazu führt, dass das Einspritzventilelement von seinem Einspritzventilelementsitz abhebt und so den Kraftstofffluss durch eine Düsenlochanordnung in den Brennraum der Brennkraftmaschine freigibt. Nachteilig bei dem axial nicht druckausgeglichenen Steuerventil ist, dass die Belastung des Aktuators bei steigendem Raildruck immer weiter zunimmt. Dies führt dazu, dass bei gegebenem Aktuator mit dem bekannten Prinzip kein Potential für eine weitere Systemdrucksteigerung vorhanden ist.
  • Aus der zum Anmeldezeitpunkt der vorliegenden Anmeldung noch nicht offengelegten DE 10 2008 001 330 der Anmelderin ist ein alternatives Injektorkonzept mit einem druckausgeglichenen Steuerventil (Servoventil) bekannt. Dieses öffnet prinzipbedingt nicht gegen Raildruck, sondern es ist konstruktiv eine Niederdruckanbindung unter das Steuerventilelement geführt. Dies führt dazu, dass die Öffnungskraft des Steuerventils, je nach Grad des Druckausgleichs, geringer und weniger stark vom Raildruck abhängig ist. Damit bietet das neue Injektorkonzept, ohne die Aktuatorbelastung unzulässig zu erhöhen, das Potential einer weiteren Systemdruckanhebung. Das neue Injektorkonzept umfasst eine dauerhaft geöffnete Fülldrossel, die zu einer erhöhten, sich negativ auf den hydraulischen Wirkungsgrad des Gesamtsystems auswirkenden Steuermenge führt. Verbesserungswürdig erscheint zudem das vergleichsweise große Steuerventilvolumen (Schadvolumen). Je größer das Kraftstoffvolumen im Steuerventilraum ist, umso länger dauert der Druckaufbau nach dem Schließen des Steuerventils im Steuerraum. Dies verzögert das Nadelschließen und führt so zu vergleichsweise steilen Kennlinien im Ansteuerdauerkennfeld des Kraftstoff-Injektors.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Technische Aufgabe
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoff-Injektor anzugeben, der einerseits ausreichend Potential für Systemdrucksteigerungen und andererseits ein minimiertes Schadvolumen aufweist.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Kraftstoff-Injektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das Schadvolumen des Steuerventils, also ein Steuerventilraumvolumen, dadurch zu minimieren, dass die im Stand der Technik zum Einsatz kommende Schraubenfeder durch eine wesentlich flacher bauende Tellerfeder ersetzt wird. Durch die Reduzierung des Schadvolumens kann die Kennfeldsteilheit abgesenkt und dadurch eine verbesserte Kleinstmengenfähigkeit realisiert werden. Die Kombination der Tellerfeder mit einem in axialer Richtung zumindest näherungsweise druckausgeglichenen Steuerventilelement eröffnet zudem ein hohes Potential für eine weitere Systemdrucksteigerung, da die auf den, vorzugsweise piezoelektrischen, Aktuator wirkende hydraulische Kraft beherrschbar bleibt. Auf die Offenbarung der DE 10 2008 001 330 (Anmeldetag: 23.04.2008) wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen, derart, dass der Inhalt dieser Anmeldung als zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung zugehörig offenbart gelten soll, so dass ein beliebiges Merkmal der DE 10 2008 001 330 mit einem beliebigen Merkmal der vorliegenden Anmeldung kombinierbar und beanspruchbar sein soll.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Steuerventil (Servoventil) derart ausgebildet ist, dass mit diesem ein in einen Steuerraum des Steuerventils mündender Verbindungskanal aus dem Hochdruckbereich des Injektors schaltbar, d. h. schließbar und öffenbar ist, um im geöffneten Zustand eine schnellere Rückbefüllung des, vorzugsweise unmittelbar von dem ein- oder mehrteiligen Einspritzventilelement begrenzten, Steuerraums zu ermöglichen und um andererseits Leckagemenge zu reduzieren. Die Reduzierung der Leckagemenge erhöht den hydraulischen Wirkungsgrad des Gesamtsystems. Anders ausgedrückt ist das Steuerventil derart ausgebildet, dass der Verbindungskanal geschlossen ist, wenn die hydraulische Verbindung zwischen dem Steuerraum und dem Niederdruckbereich des Kraftstoff-Injektors hergestellt ist, und geöffnet ist, wenn die Verbindung zwischen Steuerraum und Niederdruckbereich geschlossen ist. Ganz besonders bevorzugt ist das Steuerventil hierzu als 3/2-Wege-Ventil realisiert.
  • Im Hinblick auf die konkrete Ausbildung des Steuerventils gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsvariante, bei der der den Steuerraum mit dem Hochdruckbereich, insbesondere einem Versorgungskanal oder einem Druckraum, verbindende Verbindungskanal unmittelbar mittels der Tellerfeder verschließbar ist. Bei dieser Variante verschließt die Tellerfeder, wenn die hydraulische Verbindung zwischen Steuerraum und Niederdruckbereich geschlossen ist, den vorzugsweise als Bohrung in einer Drosselplatte ausgebildeten Verbindungskanal unmittelbar. Alternativ ist eine Ausführungsform realisierbar, bei der der Verbindungskanal nicht mittels der Tellerfeder, sondern mittels des Steuerventilelementes, vorzugsweise mittels eines Umfangsbundes (Ringschulter) des Steuerventilelementes, verschließbar ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Steuerventilhub unabhängig von den Toleranzlagen des als Tellerfeder ausgebildeten Federelementes eingestellt werden kann, wodurch die Anforderungen an das Tellerfederelement geringer sind. Die Tellerfeder muss bei einer derartigen Ausführungsform nämlich lediglich eine definierte Kraft auf das Steuerventilelement aufbringen, jedoch nicht unmittelbar abdichtend wirken. Bevorzugt wird bei der beschriebenen Variante, insbesondere im Gegensatz zu der Variante, bei der die Tellerfeder unmittelbar den Verbindungskanal abdichtet, die Tellerfeder nicht vollständig plattgedrückt, d. h. zu einer ebenen Platte verformt. Insgesamt ergibt sich eine vereinfachte Einstellung der Federkraft und des Steuerventilhubes, insbesondere in einem Serienprozess. Des Weiteren ist die Herstellbarkeit der letztgenannten Variante kostengünstiger, da auf eine Bearbeitung der Oberflächen der Tellerfeder zu Abdichtungszwecken verzichtet werden kann.
  • Um den Bauraum bei einer Ausführungsvariante mit von dem Steuerventilelement verschließbaren Verbindungskanal zu minimieren, ist in Weiterbildung der Erfindung mit Vorteil vorgesehen, dass die Tellerfeder mindestens eine seitliche Ausnehmung aufweist, in die eine Drosselplatte eingreift, wobei in dem in die Ausnehmung eingreifenden Bereich der Drosselplatte ein Verbindungskanalabschnitt angeordnet ist. Auf diese Weise kann die radiale Ausdehnung des Steuerventilelementes minimiert werden.
  • Besonders zweckmäßig ist eine Variante des Kraftstoff-Injektors, bei der der mindestens eine mittels des Steuerventils verschließbare Verbindungskanal als Drosselbohrung, vorzugsweise in einer Drosselplatte, ausgeführt ist. Alternativ ist auch eine Variante ohne Drossel als verschließbarer Bypass realisierbar.
  • Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsvariante, bei der das Steuerventilelement, insbesondere mit seinem unteren Abschnitt, in einer Führungshülse geführt ist, die radial außen einen Druckausgleichsraum auf der vom Aktuator abgewandten Seite des Steuerventilelementes begrenzt. Bevorzugt ist dieser Ausgleichsraum über einen Niederdruckkanal an den Niederdruckbereich des Kraftstoff-Injektors angebunden, um bei in der oberen Schaltlage befindlichem Steuerventilelement die gleichen Druckverhältnisse oberhalb sowie unterhalb des Steuerventilelementes zu realisieren. Das Vorsehen einer Tellerfeder anstelle einer Schraubendruckfeder ermöglicht eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante, nach der die Führungshülse in einer stirnseitigen Ausnehmung einer vorzugsweise den Verbindungskanal aufweisenden Drosselplatte aufgenommen ist, insbesondere derart, dass die Führungshülse den oberen Ausnehmungsrand nicht überragt. Grundsätzlich sind hier wieder zwei Alternativen realisierbar – nämlich zum einen eine erste Alternative, nach der die Führungshülse axial in der Flächenerstreckung der Stirnseite der Drosselplatte endet. Diese Ausführungsform ist insbesondere für den Fall interessant, dass die Tellerfeder unmittelbar den Verbindungskanal verschließend angeordnet ist. Bei der zweiten alternativen Ausführungsform ist zusätzlich zur Führungshülse auch die Tellerfeder innerhalb einer stirnseitigen, vorzugsweise dann als Stufenbohrung ausgebildeten, Ausnehmung aufgenommen, um zu ermöglichen, dass das Steuerventilelement und nicht die Tellerfeder den Verbindungskanal verschließt.
  • Besonders zweckmäßig ist es, wenn in dem Steuerventilelement eine, vorzugsweise umlaufende, ganz besonders bevorzugt in einem Umfangsbund des Steuerventilelementes angeordnete, Entlastungsnut vorgesehen ist, die an den Anlageflächen bzw. Kontaktbereichen zwischen Tellerfeder und Steuerventilelement Drosselstellen und damit undefinierte Druckverhältnisse am Steuerventilelement verhindert. Anders ausgedrückt sorgt die Entlastungsnut bevorzugt für eine kreislinienförmige Kontaktfläche zwischen Tellerfeder und Steuerventilelement. Zusätzlich oder alternativ kann eine Entlastungsnut an der Führungshülse für das Steuerventilelement realisiert werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
  • Diese zeigen in:
  • 1: eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftstoff-Injektors mit einem in axialer Richtung druckausgeglichenen Steuerventil, welches mittels eines piezoelektrischen Aktuators zwischen zwei Schaltstellungen verstellbar ist,
  • 2: ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Kraftstoff-Injektors, bei dem ein Verbindungskanal nicht wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 mittels einer Tellerfeder, sondern unmittelbar mittels eines Steuerventilelementes des Steuerventils abdichtbar ist, und
  • 3a3b: zwei klapprichtige Darstellungen einer Tellerfeder mit seitlichen Ausnehmungen.
  • In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • In 1 ist ein als Common-Rail-Injektor ausgebildeter Kraftstoff-Injektor 1 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen nicht gezeigten Brennraum einer ebenfalls nicht gezeigten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Darstellung gezeigt. Eine Hochdruckpumpe 2 fördert Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 3 in einen Kraftstoff-Hochdruckspeicher 4 (Rail). In diesem wird Kraftstoff, insbesondere Diesel oder Benzin, unter hohem Druck, von in diesem Ausführungsbeispiel etwa 2000 bar, gespeichert. An den Kraftstoff-Hochdruckspeicher 4 ist der Kraftstoff-Injektor 1 neben anderen, nicht gezeigten Injektoren über eine Versorgungsleitung 5 angeschlossen. Die Versorgungsleitung 5 mündet in einen Versorgungskanal 6, welcher wiederum in einen Druckraum 7, der wie der Versorgungskanal 6 zu einem Hochdruckbereich 8 des Kraftstoff-Injektors 1 gehört, mündet. Der in den Druckraum 7 einströmende Kraftstoff strömt bei einem Einspritzvorgang unmittelbar in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Der Kraftstoff-Injektor 1 ist über einen Injektorrücklaufanschluss 9 an eine Rücklaufleitung 10 angeschlossen. Über die Rücklaufleitung 10 kann eine später noch zu erläuternde Steuermenge an Kraftstoff von dem Kraftstoff-Injektor 1 zu dem Vorratsbehälter 3 abfließen und von dort aus dem Hochdruckkreislauf wieder zugeführt werden.
  • Innerhalb eines Injektorkörpers ist ein Einspritzventilelement 11 angeordnet. Dieses kann einteilig ausgebildet sein oder mehrteilig und beispielsweise aus einer Steuerstange und einer mit dieser gekoppelten Düsennadel bestehen. Jedenfalls ragt das Einspritzventilelement 11 bis in einen brennraumseitigen Düsenkörper 12 und wirkt dort dichtend mit einem Einspritzventilelementsitz 13 zusammen. Wenn das Einspritzventilelement 11 an seinem Einspritzventilelementsitz 13 anliegt, d. h. sich in einer Schließstellung befindet, ist der Kraftstoffaustritt aus einer mehrere Einspritzöffnungen 14 umfassenden Düsenlochanordnung gesperrt. Ist es dagegen von seinem Einspritzventilelementsitz 13 abgehoben, kann Kraftstoff aus dem Druckraum 7 in einen Bereich unterhalb des Einspritzventilelementes 11 und von dort aus durch die Einspritzöffnungen 14, im Wesentlichen unter Hochdruck (Raildruck) stehend, in den Brennraum gespritzt werden.
  • Von einer oberen Stirnseite 15 des Einspritzventilelementes 11 und einer in der Zeichnungsebene nach oben federkraftbelasteten Hülse 16 wird ein Steuerraum 17 begrenzt, der über eine in eine Drosselplatte 18 eingebrachte Zulaufdrossel 19 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich 8, hier dem Versorgungskanal 6, versorgt wird. Die Hülse 16 mit darin eingeschlossenem Steuerraum 17 ist radial außen von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff umschlossen, sodass ein ringförmiger Führungsspalt zwischen der Hülse 16 und dem Einspritzventilelement 11 vergleichsweise kraftstoffdicht ist.
  • Die Hülse 16 stützt sich in axialer Richtung von unten an der Drosselplatte 18 ab, in der ein eine Ablaufdrossel 20 aufweisender Ablaufkanal 21 eingebracht ist, der näherungsweise parallel zu dem die Zulaufdrossel 19 aufweisenden Zulaufkanal 22 verläuft. Über den die Ablaufdrossel 20 aufweisenden Ablaufkanal 21 ist der Steuerraum 17 dauerhaft mit einem Steuerventilraum 23 verbunden, der radial außen von einer axial an die Drosselplatte 18 angrenzenden Platte 24 begrenzt ist. Der Steuerventilraum 23 ist Teil eines Steuerventils 25 (Servoventil). Der Steuerraum 17 ist hydraulisch mit einem einen piezoelektrischen Aktuator 26 aufnehmenden Niederdruckbereich 27 des Kraftstoff-Injektors 1 verbindbar. Der Niederdruckbereich 27 ist hydraulisch an den Injektorrücklaufanschluss 9 angebunden und liegt somit auf Niederdruck.
  • In den Steuerventilraum 23 mündet ein in die Drosselplatte 18 eingebrachter Verbindungskanal 28, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Drosselbohrung ausgeführt ist, wobei der Verbindungskanal 28 den Steuerventilraum 23 mit dem Hochdruckbereich 8, genauer mit dem Druckraum 7, verbindet.
  • Wie sich aus 1 ergibt, handelt es sich bei dem Steuerventil 25 um ein 3/2-Wege-Ventil, dessen nicht-hülsenförmiges Steuerventilelement 29 zwischen einer unteren, ersten Schaltstellung und einer gezeigten, oberen, zweiten Schaltstellung axial verstellbar ist. In der gezeigten zweiten Schaltstellung liegt das Steuerventilelement 29 mit einer zweiten Dichtfläche 30 an einem zweiten Steuerventilsitz 31 an, der von einer Kante der Platte 24 gebildet ist. Die zweite Dichtfläche 30 ist dabei an einer zweiten, von dem Einspritzventilelement 11 abgewandten, Seite des Steuerventilelements 29 angeordnet. Wie sich weiter aus 1 ergibt, ist das Steuerventilelement 29 mittels einer Tellerfeder 32 in Richtung zweiter (oberer) Schaltstellung federkraftbeaufschlagt. Wie erwähnt, ist in der gezeigten zweiten Schaltstellung eine hydraulische Verbindung zwischen dem Steuerraum 17 und dem Injektorrücklaufanschluss 9 unterbrochen. Gleichzeitig ist der Steuerraum 17 über den Ablaufkanal 21 mit Ablaufdrossel 20, den Steuerventilraum 23 sowie den Verbindungskanal 28 hydraulisch mit dem Hochdruckbereich 8, genauer dem Druckraum 7, verbunden, sodass Kraftstoff über den Verbindungskanal 28 in den Steuerraum 17 zur schnelleren Rückbefüllung strömen kann.
  • In der ersten, nicht dargestellten, unteren Schaltstellung liegt die Tellerfeder 32 planeben auf der oberen Stirnseite 33 der Drosselplatte 18 auf und verschließt damit den Verbindungskanal 28 unmittelbar, dichtet diesen also ab, sodass der Steuerventilraum 23 nicht mehr unmittelbar mit dem Hochdruckbereich 8 verbunden ist. Anders ausgedrückt weist die Tellerfeder 32 eine erste Dichtfläche 34 auf, die mit einem ersten Steuerventilsitz 35 (Flachsitz) zusammenwirkt. Bei in der ersten Schaltstellung befindlichen Steuerventilelement 29 kann Kraftstoff aus dem Steuerraum 17 über den Ablaufkanal 21 und den Steuerventilraum 23 in den Niederdruckbereich 27 und von dort aus zum Injektorrücklaufanschluss 9 strömen. Die Durchflusswerte der Zulaufdrossel 19 und der Ablaufdrossel 20 sind dabei derart aufeinander abgestimmt, dass in der ersten Schaltstellung des Steuerventils 25 ein Nettoabfluss von Kraftstoff aus dem Steuerraum 17 resul tiert, wodurch der Druck im Steuerraum 17 abnimmt und das Einspritzventil 11 entgegen der Federkraft einer nicht dargestellten Federkraft vom Einspritzventilelementsitz 13 abhebt, sodass Kraftstoff durch die Einspritzöffnungen 14 in den Brennraum strömen kann.
  • Bei dem Steuerventilelement 29 handelt es sich um ein in axialer Richtung druckausgeglichenes Steuerventilelement; dies bedeutet, dass, wenn sich das Steuerventilelement 29 in der gezeigten zweiten Schaltstellung befindet, wirken in axialer Richtung keine (oder nur geringe) resultierenden hydraulischen Kräfte. Dies wird dadurch erreicht, dass das einen Umfangsbund 36 aufweisende bolzenförmige Steuerventilelement 29 an einer unteren Stirnseite 37 mit Niederdruck beaufschlagt ist. Die untere Stirnseite 37 begrenzt in axialer Richtung nach oben einen Ausgleichsraum 38, der zum Niederdruckbereich des Injektors gehört bzw. über einen Niederdruckkanal 39 hydraulisch mit dem Injektorrücklaufanschluss 9 verbunden ist. Der Ausgleichsraum 38 wird radial außen von einer Führungshülse 40 begrenzt, die vollständig in einer stirnseitigen Ausnehmung 41 in der Drosselplatte 18 aufgenommen ist und die bündig abschließt mit der in der Zeichnungsebene oberen Stirnseite der Drosselplatte 18. Der Innendurchmesser der Führungshülse 40 bzw. der Außendurchmesser eines zylindrischen, unteren Führungsabschnitts 42 des Steuerventilelementes 29 entspricht, zumindest näherungsweise, dem Durchmesser des zweiten Steuerventilsitzes 31 bzw. der kreisringförmigen Dichtfläche 30.
  • Die Tellerfeder 32 stützt sich axial unten an der oberen Stirnseite 33 der vollständig in der Ausnehmung 41 aufgenommenen Führungshülse 40 ab, wenn sich das Steuerventilelement 29 in der zweiten (oberen) Schaltstellung befindet. Gleichzeitig stützt sich die Tellerfeder 32 axial oben an der Unterseite des Umfangsbundes 36 ab, genauer an einer kreisringförmigen Kante 43. Wenn sich das Steuerventilelement 29 in der unteren ersten Schaltstellung befindet, ist die Tellerfeder 32 im Wesentlichen plattgedrückt und liegt zusätzlich auf der Stirnseite 33 der Drosselplatte 18 an und dichtet dabei den Verbindungskanal 28 ab.
  • Die Kante 43 auf der Unterseite des Umfangsbundes 36 ist gebildet durch das Vorsehen einer kreisringförmigen Entlastungsnut 44 in der Unterseite des Umfangsbundes 36. Eine vergleichbare Entlastungsnut 45 ist auch in der Führungs hülse 40 vorgesehen, sodass Drosselstellen und damit undefinierbare Druckverhältnisse am Steuerventilelement 29 vermieden werden.
  • Zu erkennen ist aus 1 ferner eine oben offene Ringnut 46 in der Drosselplatte 18. An die Ringnut 46 mündet der Verbindungskanal 28, wodurch eine gleichmäßige Druckverteilung auf die Tellerfeder 32 erreicht wird.
  • 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Kraftstoff-Injektors, wobei zur Vermeidung von Wiederholungen im Wesentlichen nur auf die Unterscheide zu dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eingegangen wird. Im Hinblick auf die Gemeinsamkeiten wird auf 1 mit zugehöriger Beschreibung verwiesen.
  • Zu erkennen ist, dass die Führungshülse 40 für das Steuerventilelement 29 in einer tieferen Ausnehmung 41 sitzt und nicht bündig mit der oberen Stirnseite 33 der Drosselplatte 18 abschließt. Auch ist die Ausnehmung 41 nicht als Zylinderbohrung, sondern als gestufte Bohrung ausgebildet und bietet zusätzlich Platz für die Tellerfeder 32, die im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 geschlitzt ausgeführt ist, d. h. seitliche Ausnehmungen aufweist (vgl. 3a und 3b).
  • In der ersten (unteren) Schaltstellung wird der Verbindungskanal 28 nicht wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 von der Tellerfeder 32, sondern unmittelbar von dem Steuerventilelement 29, genauer von der Unterseite des Umfangsbundes 36 abgedichtet. Um den Verbindungskanal 28 möglichst weit nach radial innen in Bezug auf das Steuerventilelement 29 verlegen zu können, weist die Tellerfeder 32 die erwähnten Ausnehmungen 47 auf, wobei die Drosselplatte 18 in den Bereich dieser Ausnehmungen 47 hineinragt, in der Zeichnungsebene links mit einem den Verbindungskanal 28 aufnehmenden, d. h. von diesem durchsetzten, Bereich.
  • Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 wird die Tellerfeder 32 bei in der ersten Schaltstellung befindlichem Steuerventil nicht vollständig plattgedrückt und es kann auf eine Bearbeitung der Tellerfeder im Hinblick auf eine optimierte Abdichtung des Verbindungskanals 28 verzichtet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102004030445 A1 [0002]
    • - DE 102008001330 [0003, 0006, 0006]

Claims (10)

  1. Kraftstoff-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere Common-Rail-Injektor, umfassend ein ein- oder mehrteiliges Einspritzventilelement (11) zum Öffnen und Schließen mindestens einer Einspritzöffnung, wobei dem Einspritzventilelement (11) ein ein entgegen der Kraft einer Feder verstellbares Steuerventilelement (29) aufweisendes Steuerventil (25) zugeordnet ist, mit dem ein mit dem Einspritzventilelement (11) wirkverbundener Steuerraum (17) mit einem Niederdruckbereich (27) des Kraftstoff-Injektors (1) hydraulisch verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventilelement (29) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass durch den Druck im Steuerraum (17) keine oder nur eine geringe resultierende hydraulische Kraft in axialer Richtung auf das Steuerventilelement (29) ausgeübt wird, wenn die hydraulische Verbindung zwischen dem Steuerraum (17) und dem Niederdruckbereich (27) mittels des Steuerventilelementes (29) unterbrochen ist, und dass die Feder als Tellerfeder (32) ausgebildet ist.
  2. Kraftstoff-Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Steuerventil (25), wenn die hydraulische Verbindung zwischen dem Steuerraum (17) und dem Niederdruckbereich (27) geöffnet ist, ein in einen Steuerventilraum (23) mündender Verbindungskanal (28) aus einem Hochdruckbereich (8) des Kraftstoff-Injektors (1) geschlossen ist, über den der Steuerraum (17), wenn der Verbindungskanal (28) geöffnet ist, rückbefüllbar ist.
  3. Kraftstoff-Injektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal (28) mittels der Tellerfeder (32) abdichtbar ist.
  4. Kraftstoff-Injektor nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal (28) mittels des Steuerventilelementes (29) abdichtbar ist.
  5. Kraftstoff-Injektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (32) eine seitliche Ausnehmung (41, 47) aufweist, in die eine Drosselplatte (18) mit einem Bereich eingreift, durch den der Verbindungskanal (28) verläuft.
  6. Kraftstoff-Injektor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal (28) als Drosselbohrung ausgebildet ist.
  7. Kraftstoff-Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungshülse (40) zum Führen des Steuerventilelementes (29) bei seiner Axialbewegung, vorzugsweise vollständig, in einer stirnseitigen Ausnehmung (41, 47) einer Drosselplatte (18) aufgenommen ist.
  8. Kraftstoff-Injektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (40) eben mit der einem Aktuator (26) zugewandten Stirnseite (33) der Drosselplatte (18) abschließt.
  9. Kraftstoff-Injektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (32) zusammen mit der Führungshülse (40) in der stirnseitigen Ausnehmung (41, 47) aufgenommen ist.
  10. Kraftstoff-Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Steuerventilelement (29), vorzugsweise an einem Umfangsbund (36), auf einer der Tellerfeder (32) zugewandten Seite eine Entlastungsnut (44, 45) eingebracht ist.
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