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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffversorgungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei einer bekannten Kraftstoffversorgungseinrichtung dieser Art (
DE 10 2008 002 462 A1 ) ist zwischen dem Druckspeicher und der Kraftstoffzuleitung ein z. B. als 3/2-Wege-Magnetventil ausgebildetes, von einem Motorsteuergerät über eine Steuersignalleitung betätigtes Absperrventil angeordnet. Das Absperrventil wird von dem Motorsteuergerät derart gesteuert, dass es während des Betriebs des Verbrennungsmotors geöffnet ist und mit Abstellen des Verbrennungsmotors schließt, so dass der im Druckspeicher aufgebaute Speicherdruck erhalten, also der Druckspeicher gespannt, bleibt. Das 3/2Wege-Magnetventil befindet sich dabei in seiner Grundstellung, in welcher der Druckspeicher über einen ersten Anschluss abgesperrt und die Kraftstoffzuleitung über einen zweiten Anschluss mit dem Kraftstoffrücklauf verbunden und damit drucklos ist. Beim Starten des Verbrennungsmotors schaltet das Motorsteuergerät das 3/2-Wege-Magnetventil in dessen Arbeitsstellung um, in welcher der Druckspeicher und die Kraftstoffzuleitung miteinander verbunden sind und der Kraftstoffrücklauf abgesperrt ist. Der Druck im gespannten Druckspeicher trägt jetzt zu einem verbesserten Startverhalten des Verbrennungsmotors bei. Um den Druck im Druckspeicher über längere Zeit aufrecht zu erhalten sind an die Dichtheit des 3/2-Wege-Magnetventils hohe Anforderungen gestellt.
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Ein bekannter Druckspeicher zum schnellen Druckaufbau in einer Kraftstoffversorgungseinrichtung eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug (
DE 199 49 514 A1 ) ist ausgangsseitig einer Hochdruck-Förderpumpe an einer von der Hochdruck-Förderpumpe zu einem Kraftstoffverteiler führenden Hochdruckleitung angeschlossen. Der als Federspeicher ausgebildete Druckspeicher besitzt einen Speicherkolben, der einen gegen die Kraft einer gegen ihn vorspannten Speicherfeder vergrößerbaren Speicherraum begrenzt, und eine auf den Speicherkolben wirkende Verriegelungs- oder Rastvorrichtung, durch die der Speicherkolben selbsttätig verriegelt wird, sobald er von dem durch die Hochdruck-Förderpumpe im Speicherraum aufgebauten Druck unter Spannen der Speicherfeder in eine Verriegelungsstellung gebracht worden ist. Die Entriegelung der Rastvorrichtung erfolgt elektromagnetisch. Mit Entriegeln wird der Speicherkolben durch die gespannte Speicherfeder in eine den Speicherraum verkleinernde Stellung zurückgeschoben. Das Signal zur Bestromung des Elektromagneten wird beim Start des Verbrennungsmotors durch das Motorsteuergerät erzeugt. Da im Augenblick des Starts noch kein nennenswerter Druck von der Hochdruck-Förderpumpe aufgebaut ist, herrscht im Speicherraum ein nur geringer Druck. Die mit dem zurückgeschobenen Speicherkolben einhergehende Verkleinerung des Speicherraums führt zu einem Druckanstieg in der Hochdruckleitung, durch welchen der Kraftstoffdruck im Kraftstoffverteiler schnell auf ein ausreichendes Niveau gebracht wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die Integration einer elektrisch ansteuerbaren Rastvorrichtung in den Druckspeicher ein zusätzliches Absperrventil zwischen Druckspeicher und Kraftstoffzuleitung, an das hohe Anforderungen bezüglich seiner Dichtheit im Sperrzustand gestellt ist, entfallen kann. Anders als bei der bekannten Kraftstoffversorgungseinrichtung mit diesem Absperrventil wird bei der erfindunsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung der Speicherraum des Druckspeichers nach Abstellen des Verbrennungsmotors drucklos, jedoch bleibt der auf den Speicherkolben wirkende Gegendruck langzeitig erhalten. Beim Start des Verbrennungsmotors und dem damit verbundenen Entriegeln des Speicherkolbens verschiebt der auf den Speicherkolben wirkende Gegendruck bei fehlendem Druck im Speicherraum den Speicherkolben. Infolge des sich dadurch verkleinernden Speicherraums wird in der Kraftstoffzuleitung ein Kraftstoffdruck aufgebaut, der den Verbrennungsmotor ohne das Einschalten der Niederdruck-Förderpumpe starten lässt. Das dem Start erst folgende Einschalten der Niederdruck-Förderpumpe entlastet das Bordnetz beim Start, was der Startsicherheit des Kraftfahrzeugs an strengen Frosttagen und bei schwacher Batterie zugute kommt. Die Druckfreiheit des Speicherraums im Abstellfall des Verbrennungsmotors verhindert auch einen Druckanstieg im Kraftstoffsystem, der bei Undichtigkeiten des Absperrventils in der eingangs beschriebenen, bekannten Kraftstoffversorgungseinrichtung auftreten und zu unerwünschten Verdampfungsemissionen führen würde.
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Dadurch, dass die Rastvorrichtung den Speicherkolben nicht selbsttätig verriegelt, sondern dass es zur Verriegelung des Speicherkolbens in dessen den maximalen Speicherraum begrenzenden Spannposition eines gesonderten Aktivierungssignals bedarf, das nur im Abstellfall des Verbrennungsmotors erzeugt wird, kann wie bei der bekannten Kraftstoffversorgungseinrichtung gemäß
DE 10 2008 002 462 A1 das vorteilhafte, intervallmäßige Ein- und Ausschalten der Niederdruck-Förderpumpe in Abhängigkeit von dem Überfahren einer oberen und unteren Druckschwelle des Drucks in der Kraftstoffzuleitung während des Betriebs des Verbrennungsmotors ebenso beibehalten werden, wie das zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs erfolgende Einschalten der Niederdruck-Förderpumpe im Schubbetrieb des Verbrennungsmotors, sobald der Druck in der Kraftstoffzuleitung um ein vorgegebenen Betrag unter die obere Druckschwelle absinkt. Der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffzuleitung kann dabei wie bisher durch einen Drucksensor erfasst werden. Möglich ist aber auch das Vorsehen von Reedkontakten im Druckspeicher, die direkt oder indirekt bestimmte Verstellpositionen des Speicherkolbens erfassen, und das Schätzen des Speicherdrucks anhand der von den Reedkontakten ausgegebenen Signale mittels eines Modells.
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Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Kraftstoffversorgungseinrichtung möglich.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Druckspeicher als Federspeicher ausgebildet und weist die Rastvorrichtung mindestens eine eine Rastkugel tragende Kugelhülse, die im Speichergehäuse festgelegt ist, eine in der Kugelhülse axial verschiebbar gehaltene Rasthülse, die mindestens eine mit der Rastkugel zusammenwirkende Rastmulde besitzt, mindestens einen mit der mindestens einen Rastkugel zusammenwirkenden, am Speicherkolben festgelegten Rasthaken, der eine dem Speicherkolben zugekehrte hintere und eine dazu spitzwinklig verlaufende vordere Anlagefläche für die Rastkugel besitzt, einen Elektromagneten mit einem an der Rasthülse festgelegten Magentanker und eine die Rasthülse mit Magnetanker an den Speicherkolben anlegende Rückstellfeder auf. Die Anordnung von Kugelhülse mit Rastkugel, Rasthülse mit Rastmulde und Rasthaken mit seinen Anlageflächen ist so getroffen, dass in der Spannposition des Speicherkolbens der axiale Abstand zwischen der Rastkugel in der Kugelhülse und der Rastmulde in der in Anlage am Speicherkolben befindlichen Rasthülse gleich dem Hub des Magnetankers ist und durch Bestromen des Elektromagneten der Rasthaken unter mittels seiner Anlageflächen erfolgendem Einschieben der Rastkugel in die Rastmulde die Rastkugel zu überfahren vermag. Diese konstruktive Gestaltung der Rastvorrichtung hat den Vorteil, dass im Abstellfall und im Startfall des Verbrennungsmotors nur eine kurze Bestromung des Elektromagneten erforderlich ist und im übrigen die Aktivierung der Rastvorrichtung nicht aufrechterhalten werden muss, auch nicht für die Dauer des Abstellens des Verbrennungsmotors. Nach Ver- und Entriegelung des Sperrkolbens ist die Rastvorrichtung stromlos und trägt nicht zum Stromverbrauch des Bordnetzes bei.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild einer Kraftstoffversorgungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs,
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2 einen Halb-Längsschnitt eines Druckspeichers in der Kraftstoffversorgungseinrichtung gemäß 1 mit Speicherkolben und Rastvorrichtung für den Speicherkolben bei verriegeltem Speicherkolben und drucklosem Druckspeicher,
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3 eine gleiche Darstellung wie in 2 bei nicht verriegeltem Speicherkolben und drucklosem Druckspeicher,
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4 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts IV-IV in 2 bei nicht verriegeltem Speicherkolben und gespanntem Druckspeicher.
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Die in 1 dargestellte Kraftstoffversorgungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor 10 eines Kraftfahrzeugs weist einen mit Kraftstoff befüllbaren Kraftstofftank 11 und eine Niederdruck-Förderpumpe 12 auf, die Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 11 in eine Kraftstoffzuleitung 13 fördert. Bei Verbrennungsmotoren mit Kraftstoff-Direkteinspritzung ist an der Kraftstoffzuleitung 13 eine Hochdruck-Förderpumpe 14 angeschlossen, die einen Kraftstoffverteiler 15 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoffversorgt. Mit dem Kraftstoffverteiler 15 sind wiederum Kraftstoffeinspritzventile oder Injektoren 16 verbunden, über die Kraftstoff in Verbrennungszylinder des Verbrennungsmotors 10 eingespritzt wird. Bei Verbrennungsmotoren mit Saugrohreinspritzung entfällt die Hochdruck-Förderpumpe 14, und der Kraftstoff wird über Kraftstoffeinspritzventile in die zu den Verbrennungszylindern führenden Saugrohre eingespritzt. Ein Motorsteuergerät 25 übernimmt die Regelung und Steuerung der Einspritzung und sonstiger Motorfunktionen. Ausgangsseitig der Niederdruck-Förderpumpe 12 ist ein Druckspeicher 17 angeordnet, der mit einem Anschlussstück 18 an die Kraftstoffzuleitung 13 angeschlossen ist. Zwischen dem Anschlusspunkt des Druckspeichers 17 an der Kraftstoffzuleitung 13 und dem Pumpenausgang der Niederdruck-Förderpumpe 12 ist ein Rückschlagventil 19 angeordnet, das ausschließlich in Förderrichtung öffnet. Anstelle eines Rückschlagventils 19 kann aber auch ein anderes Absperrventil mit gleicher Funktion verwendet werden. Der Druckspeicher 17 ist im Ausführungsbeispiel als Federspeicher ausgeführt, kann alternativ aber auch als Gasdruckspeicher konzipiert sein.
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Der in 2 und 3 im Längshalbschnitt dargestellte, als Federspeicher ausgebildete Druckspeicher 17 weist ein vorzugsweise zylindrisches Speichergehäuse 20 und einen im Speichergehäuse 20 zum Befüllen oder Aufladen oder Spannen und Entleeren des Druckspeichers 17 axial gegensinnig verschiebbaren Speicherkolben 21 auf, der mittels einer Ringdichtung 22 gegen die Innenwand des Speichergehäuses 20 abgedichtet ist und einen variablen Speicherraum 50 begrenzt. Im Ausführungsbeispiel ist das Speichergehäuse 20 zweiteilig ausgebildet und weist einen vorderen Gehäuseteil 201 und einen hinteren Gehäuseteil 202 auf. Der vordere Gehäuseteil 201 ist mit einem Deckel 23 abgeschlossen, in dem zentral das Anschlussstück 18 zur Kraftstoffzuleitung 13 eingesetzt und befestigt ist. Der hintere Gehäuseteil 202 ist kappenförmig ausgebildet und auf das vom Deckel 23 mit Anschlussstück 18 abgekehrte Ende des vorderen Gehäuseteils 201 aufgeschoben und mit diesem dicht verbunden, z. B. verschweißt. Der Speicherkolben 21 ist im vorderen Gehäuseteil 201 axial verschieblich geführt und wird auf voneinander abgekehrten Kolbenflächen einerseits vom Förderdruck der Niederdruck-Förderpumpe 12 und andererseits von einem Gegendruck beaufschlagt, der im Falle des Federspeichers der 2 von einer Speicherfeder 24 erzeugt wird, die sich am Kappenboden des hinteren Gehäuseteils 202 abstützt und auf den Speicherkolben 21 wirkt. Das Befüllen, Spannen oder Laden und das Entleeren des Druckspeichers 17 wird von einer in das Motorsteuergerät integrierten, elektronischen Steuereinheit 26 (1) gesteuert, die abhängig vom Förderdruck in der Kraftstoffzuleitung 13 die Niederdruck-Förderpumpe 12 zum Spannen des Druckspeichers 17 einschaltet und bei gespanntem oder aufgeladenem Druckspeicher 17 wieder ausschaltet. Hierzu ist die elektronische Steuereinheit 26 mit einem an der Kraftstoffzuleitung 13 angeschlossenen Drucksensor 27 (1) verbunden, der den in der Kraftstoffzuleitung 13 und damit im Speicherraum 50 des Druckspeichers 17 herrschenden Druck sensiert und als elektrisches Signal an die Steuereinheit 26 meldet.
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Der auch als rastierbarer Druckspeicher bezeichnete Druckspeicher 17 weist eine elektrisch ansteuerbare – hier von dem Motorsteuergerät 25 ansteuerbare – Rastvorrichtung 28 zur Verrastung oder Verriegelung des Speicherkolbens 21 und zur Freigabe oder Entriegelung des Speicherkolbens 21 auf. Die Verrastung oder Verriegelung des Speicherkolbens 21 erfolgt dabei ausschließlich in der bei gespanntem Druckspeicher 17, also bei im Speicheraum 50 herrschenden maximalem Druck, eingenommenen Spannposition des Speicherkolbens 21. Die Rastvorrichtung 28 ist so angesteuert, dass sie den Speicherkolben 21 mit Abstellen des Verbrennungsmotors in dessen Spannposition verriegelt und mit Start des Verbrennungsmotors entriegelt.
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Zum Ausführen dieser Funktionen weist die Rastvorrichtung 18 eine Kugelhülse 29, die mindestens eine Rastkugel 30 trägt und im Speichergehäuse 20 festgelegt ist, eine relativ zur Kugelhülse 29 axial verschiebbare Rasthülse 31 mit mindestens einer mit der Rastkugel 30 zusammenwirkenden Rastmulde 32, mindestens einen mit der Rastkugel 30 zusammenwirkenden Rasthaken 33, der eine dem Speicherkolben 21 zugekehrte hintere Anlagefläche 331 und eine davon abgekehrte, zur hinteren Anlagefläche 331 spitzwinklig verlaufende vordere Anlagefläche 332 für die Rastkugel 30 sowie einen am Speicherkolben 21 festgelegten Rasthakenfuß 34 besitzt, einen Elektromagneten 35 mit einem an der Rasthülse 31 festgelegten Magnetanker 36 sowie eine Rückstellfeder 37 auf, die die mit dem Magnetanker 36 fest verbundene Rasthülse 31 an den Speicherkolben 21 andrückt. Die Anordnung von Kugelhülse 29 mit Kugeln 30, Rasthülse 21 mit Rastmulden 32 und Rasthaken 33 mit den Anlageflächen 331, 332 für die Rastkugel 30 ist so getroffen, dass in der in 2 und 4 dargestellten Spannposition des Speicherkolbens 21 der axiale Abstand a (4) zwischen Rastkugel 30 in der Kugelhülse 29 und der zugeordneten Rastmulde 32 in der in Anlage am Speicherkolben 21 sich befindlichen Rasthülse 31 gleich dem Hub h (2) des Magnetankers 36 ist und durch Bestromen des Elektromagneten 35 der Rasthaken 33 unter mittels seiner Anlageflächen 331, 332 bewirktem Einschieben der Rastkugel 31 in die zugeordnete Rastmulde 32 die Rastkugel 30 zu überfahren vermag. In der mindestens einen Rastmulden 32 ist ein Ausschiebeelement 38 zum Ausschieben der Rastkugel 30 aus der Rastmulde 32 nach deren Überfahren durch den Rasthaken 33 angeordnet. Das Ausschiebeelement 28 ist von einem elastisch verformbaren Kunststoffring 39 gebildet, der in einer die Rastmulden 32 schneidenden Umlaufnut 40 einliegt, die in die innere Hülsenwand der Rasthülse 31 eingestochen ist. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Rasthülse 31 mehrere, über den Umfang verteilt angeordnete Rastmulden 32 mit Ausschiebeelementen 38 aufweist. Die Rastkugel 30 ist in einer Radialbohrung 41 in der Kugelhülse 29 aufgenommen und stützt sich radial einerseits an der in der Kugelhülse 29 verschiebbar gehaltenen Rasthülse 31 und andererseits in der verriegelten Position des Speicherkolbens 21 am Rasthaken 33 (2) und bei nicht verriegeltem Speicherkolben 21 an einem die Kugelhülse 29 konzentrisch umschließenden Keilring 42 ab (3 und 4). Der Keilring 42 weist eine mit der vorderen Anlagefläche 332 des Rasthakens 33 zusammenwirkende Keilfläche 421 auf und stützt sich mit seiner von der Keilfläche 421 abgekehrten Rückseite über eine koaxial ausgerichtete Druckfeder 49 an der Kugelhülse 29, genauer gesagt an einem Radialflansch der Kugelhülse 29 ab, mit dem die Kugelhülse 29 am Stirnende des vorderen Gehäuseteils 201 festgelegt ist. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel der Rastvorrichtung 28 sind mehrere, z. B. drei Rastkugeln 30 in der Kugelhülse 29, mehrere, z. B. drei Rastmulden 32 in der Rasthülse 31 sowie mehrere, z. B. drei Rasthaken 33 vorhanden, die jeweils um gleiche Umfangswinkel gegeneinander versetzt angeordnet sind.
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Der Elektromagnet 35 weist in bekannter Weise neben dem Magnetanker 36 einen hohlzylindrischen Magnetkern 43 und eine auf dem Magnetkern 43 sitzende Magnetspule 44 auf. Der Magnetanker 36 ist im Innern des Magnetkerns 43 angeordnet und begrenzt zusammen mit einem Vorsprung am Magnetkern 43 eine axialen Arbeitsluftspalt 45. Magnetspule 44 und Magnetkern 43 sind mit einem Kunststoffmantel 46 umspritzt, und der Elektromagnet 35 sitzt auf einem Bolzen 47, der fest mit dem Speicherkolben 21, z. B. durch Presssitz, verbunden ist. Die Rasthülse 31 ist an ihrem dem Speicherkolben 21 zugekehrten Stirnende mit einer Bodenplatte 48 abgeschlossen, die fest mit dem Magnetanker 36 verbunden ist. Die Bodenplatte 48 kann dabei einstückig mit der dann becherförmigen Rasthülse 31 ausgeführt sein oder als separates Teil gefertigt und mit der dann hohlzylindrischen Rasthülse 31, z. B. durch Schweißen, fest verbunden sein. Die Festlegung der Rasthaken 33 an dem Speicherkolben 21 erfolgt durch die Speicherfeder 24, die sich einerseits am Haubenboden des hinteren Gehäuseteils 202 und andererseits am Rasthakenfuß 34 abstützt und den Rasthakenfuß 34 an den Speicherkolben 21 anpresst. Die Rasthülse 31 wird mittels der Rückstellfeder 37, die sich zwischen dem am Speicherkolben 21 festgelegten Elektromagneten 35 und der Bodenplatte 48 abstützt, an den Speicherkolben 21 angepresst und ist um den Hub h des Elektromagneten 35 (2) gegenüber den am Speicherkolben 21 festgelegten Rasthakenfuß 34 axial verschiebbar.
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Im Abstellfall des Verbrennungsmotors, also bei dessen Stillstand, ist die Niederdruck-Förderpumpe 12 abgeschaltet und der Speicherkolben 21 des Druckspeichers 17 befindet sich in seiner in 2 dargestellten verriegelten Position. Der vom Speicherkolben 21 begrenzte Speicherraum 50 nimmt sein größtes Volumen ein und ist drucklos mit Kraftstoff gefüllt.
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Wird der Verbrennungsmotor gestartet, so aktiviert das Motorsteuergerät 25 die Rastvorrichtung 28, wodurch der Speicherkolben 21 entriegelt wird und sich unter dem Druck der gespannten Speicherfeder 24 in 2 nach rechts in Richtung Verkleinerung des Speicherraums 50 verschiebt. Der Kraftstoff wird damit aus dem Speicherraum 50 über das Anschlussstück 18 in die Kraftstoffzuleitung 13 ausgeschoben. Der mit dem Ausschieben des Kraftstoffs einhergehende Druckanstieg in der Kraftstoffzuleitung 13 ist ausreichend, den Verbrennungsmotor zu starten, bevor die Förderpumpen 12, 14 eingeschaltet werden.
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Die Entriegelung des in 2 sich in verriegelter Position befindlichen Speicherkolbens 21 auf ein Signal des Motorsteuergeräts hin, geht wie folgt vor sich:
Der Elektromagnet 35 wird kurzzeitig bestromt. Der anziehende Magnetanker 36 hebt die Rasthülse 31 gegen die Kraft der Rückstellfeder 37 vom Speicherkolben 21 ab, wobei die mit dem Magnetanker 36 fest verbundene Rasthülse 31 sich um den Hub h des Magnetankers 36 in 2 nach links verschiebt, so dass die Rastmulde 32 unter der Rastkugel 30 zu liegen kommt. Der von der Speicherfeder 24 beaufschlagte Rasthaken 33 drückt über die hintere Anlagefläche 331 die Rastkugel 30 in die Rastmulde 32. Der Rasthaken 33 kann die Rastkugel 30 überfahren, und die Speicherfeder 24 schiebt den Speicherkolben 21 mit Rasthaken 33 in 2 nach rechts. Mit Aufheben der Verriegelung endet die Bestromung des Elektromagneten 35, und die Rückstellfeder 37 legt die Rasthülse 31 wieder an den Speicherkolben 21 an. Am Ende des Vorgangs nehmen Speicherkoben 21 und Rastvorrichtung 28 die in 3 dargestellte Endposition ein.
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Wird nunmehr die Niederdruck-Förderpumpe 12 über das Motorsteuergerät 25 eingeschaltet, so steigt der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffzuleitung 13 auf Systemdruck an. Durch diesen Druckanstieg wird der Speicherkolben 21 aus seiner in 3 dargestellten Endposition unter Spannen der Speicherfeder 24 nach links verschoben, wobei der Speicherkolben 21 den maximalen Speicherraum 50 freigibt. Während des Motorbetriebs wird die Rastvorrichtung 28 nicht angesteuert. Die Niederdruck-Förderpumpe 12 wird von der Steuereinheit 26 so gesteuert, dass sie bei Erreichen oder Übersteigen einer oberen Druckschwelle des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoffzuleitung 13, bei der der Druckspeicher 17 seinen maximalen Fülldruck aufweist, abgeschaltet wird und nach Absinken des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoffzuleitung 13 auf oder unter eine untere Druckschwelle zum Füllen oder Wiederaufladen des Druckspeichers 17 wiedereingeschaltet wird. Beispielhaft kann die obere Druckschwelle 6 bar und die untere Druckschwelle 4 bar betragen. Zusätzlich können zum Füllen des Druckspeichers 17 vornehmlich Betriebsphasen des Verbrennungsmotors 10, in denen dieser im Schubbetrieb arbeitet, genutzt werden, indem in jeder Phase des Schubbetriebs die Niederdruck-Förderpumpe 12 dann eingeschaltet wird, wenn der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffzuleitung 13 unter die obere Druckschwelle absinkt, genauer gesagt, mindestens um einen vorgegebenen Betrag kleiner wird als die obere Druckschwelle. Auf diese Weise wird die im Schubbetrieb des Verbrennungsmotors ohne zusätzlichen Kraftstoffverbrauch zur Verfügung stehende Energie für den Pumpenstrom der Niederdruck-Förderpumpe 12 ausgenutzt, um dem Druckspeicher 17 wieder auf seinen maximalen Fülldruck aufzuladen. Die Druckschwellen sind in der Steuereinheit 26 abgelegt, und der Schubbetrieb wird im Motorsteuergerät 25 sensiert und ein entsprechendes Schubsignal an die Steuereinheit 26 gelegt.
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Vor Abstellen des Verbrennungsmotors wird vom Motorsteuergerät 25 sichergestellt, dass der Druckspeicher 17 gespannt ist, d. h. der Druck in dem mit Kraftstoff gefüllten Speicherraum 50 maximal ist. Die von Speicherkolben 21 und Rastvorrichtung 28 bei gespanntem Druckspeicher 17 eingenommene Stellung, hier als Spannposition des Speicherkolbens 21 bezeichnet, ist ausschnittweise in 4 skizziert. Der Rasthaken 33 liegt mit seiner vorderen Anlagefläche 332 an der Rastkugel 30 und an der Keilfläche 421 des Keilrings 42 an. Mit Abstellen des Verbrennungsmotors wird der Elektromagnet 35 vom Motorsteuergerät 25 kurzzeitig bestromt, wodurch die Rasthülse 31 wiederum um den Hub h des Magnetankers 36 verschoben wird und die Rastmulde 32 den Verschiebeweg a in 4 zurücklegt und unter der Rastkugel 30 zu liegen kommt. Durch den auf den Speicherkolben 21 wirkende Fülldruck im Speicherraum 50 wird der Speicherkolben 21 mit Rasthaken 33 in 4 nach links verschoben und drückt über seine vordere Anlagefläche 332 die Rastkugel 30 unter Verformung des Ausschiebeelements 38 in die Rastmulde 32. Der Rasthaken 33 überfährt die Rastkugel 30, wobei er den Keilring 42 über dessen Keilfläche 421 gegen die Kraft der Druckfeder 49 in 4 nach links verschiebt. Hat der Rasthaken 33 die Rastkugel 30 überfahren, so drückt das Ausschiebeelement 38 die Rastkugel 30 wieder aus der Rastmulde 32 in der Rasthülse 31 heraus. Damit endet die Bestromung des Elektromagneten 35. Die Rasthülse 31 wird von der Rückstellfeder 37 um die Wegstrecke h zurückgeschoben, so dass sie wieder am Speicherkolben 21 anliegt und die Rastmulde 32 wieder vor dem Rasthaken 33 liegt. Die Rastkugel 30 liegt an der hinteren Anlagefläche 331 des Rasthakens 33 an, wodurch der Speicherkolben 21 in seiner bei gespanntem Druckspeicher 17 eingenommenen, in 2 skizzierten Spannposition arretiert ist. Wird nunmehr der Verbrennungsmotor abgestellt, so wird der kraftstoffgefüllte Speicherraum 50 bei verriegeltem Sperrkolben 21 und gespannter Speicherfeder 24 durch Leckagen und Abkühlung drucklos.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008002462 A1 [0002, 0005]
- DE 19949514 A1 [0003]
