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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil.
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In einem bekannten Kraftstoffeinspritzventil ist an einer Ventilsitzseite eines bewegbaren Kerns ein Vorspannelement vorgesehen, durch welches eine Nadel aufgenommen ist, um ein Ansprechverhalten der Nadel zu verbessern. In der japanischen ungeprüften Patentoffenlegungsschrift
JP2009-150346A (die der
US20090159729A1 entspricht) ist der bewegbare Kern an einer Seite eines Flansches der Nadel vorgesehen, der sich an der Ventilsitzseite befindet. An einer dem Flansch der Nadel entgegengesetzten Seite, welche entgegengesetzt von dem Ventilsitz ist, ist ein erstes Vorspannelement vorgesehen, welches die Nadel und den bewegbaren Kern in einer Ventilschließrichtung zu einem Kraftstoffeinspritzloch vorspannt. Ein zweites Vorspannelement, welches den bewegbaren Kern und die Nadel in einer Ventilöffnungsrichtung vorspannt, ist an der Ventilsitzseite des bewegbaren Kerns vorgesehen. In einem solchen Kraftstoffeinspritzventil wird der bewegbare Kern nach dem Zusammendrücken des zweiten Vorspannelements durch den bewegbaren Kern durch das zweite Vorspannelement zurückgedrängt, wobei es wahrscheinlich ist, dass ein Aufprall des bewegbaren Kerns auf den Flansch der Nadel verursacht wird, welche zum Schließen des Kraftstoffeinspritzlochs durch die Nadel in einem Ventilschließzustand gehalten wird. Dieser Aufprall des bewegbaren Kerns an dem Flansch der Nadel kann möglicherweise ein Anheben der Nadel von dem Kraftstoffeinspritzloch weg verursachen, so dass ein ungewünschter sekundärer Ventilöffnungsvorgang des Einspritzlochs hervorgerufen wird.
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Des Weiteren lehrt die japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift
JP 2008-506 875 A (die der
US 2008 / 0 277 505 A1 ) entspricht) ein weiteres Kraftstoffeinspritzventil, in welchem zwischen einem bewegbaren Kern (Anker) und einem ersten Flansch (einem Flansch einer Nadel) eine Beschleunigungsstrecke (ein Vor-Aufschlag-Spalt) vorgesehen ist. Jedoch müssen in diesem Kraftstoffeinspritzventil der erste Flansch und ein zweiter Flansch an die Nadel geschweißt werden und an den bewegbaren Kern muss eine Hülse geschweißt werden. Daher nimmt die Anzahl der Komponenten und der Schweißpunkte ungünstigerweise zu und das Zusammenbauen des Kraftstoffeinspritzventils wird komplizierter. Außerdem kann der Verschweißungsabschnitt zwischen dem ersten Flansch und der Nadel möglicherweise beispielsweise durch eine thermische Verformung beeinflusst werden, was möglicherweise eine Änderung der Beschleunigungsstrecke hervorruft.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Hinsicht auf die vorstehend erwähnten Nachteile getätigt. Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzventil bereitzustellen, welches einen sekundären Ventilöffnungsvorgang eines Kraftstoffeinspritzlochs begrenzen kann, während eine Ventilöffnungsgeschwindigkeit verbessert wird, und welches ein einfaches Clearance Management ermöglichen kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen, welches ein Gehäuse, eine Düse, einen stationären Kern, eine Nadel, einen bewegbaren Kern, eine bewegbare Platte, ein erstes Vorspannelement, ein zweites Vorspannelement und eine Spule aufweist. Das Gehäuse ist in einer röhrenartigen Form konfiguriert. Die Düse befindet sich an einem Endabschnitt des Gehäuses und hat ein Kraftstoffeinspritzloch und einen Ventilsitz. Der stationäre Kern ist in einem Inneren des Gehäuses gehalten und ist in einer röhrenartigen Form konfiguriert. Die Nadel ist in dem Gehäuse aufgenommen und ist dazu angepasst, sich in der Achsrichtung hin und her zu bewegen. Die Nadel hat einen Hauptkörper und einen Flansch. Der Hauptkörper ist in einer länglichen Stangenform konfiguriert und hat einen Dichtungsabschnitt, der an einem Endabschnitt des Hauptkörpers ausgebildet ist und der auf den Ventilsitz aufgesetzt werden kann. Der Flansch erstreckt sich radial auswärts von dem anderen Endabschnitt des Hauptkörpers, welcher sich entgegengesetzt zu dem einen Endabschnitt des Hauptkörpers befindet. Die Nadel öffnet das Kraftstoffeinspritzloch, wenn der Dichtungsabschnitt von dem Ventilsitz in einer Öffnungsrichtung abgehoben wird. Die Nadel schließt das Kraftstoffeinspritzloch, wenn der Dichtungsabschnitt in einer Schließrichtung, die axial entgegengesetzt zu der Öffnungsrichtung ist, auf den Ventilsitz aufgesetzt wird. Der bewegbare Kern ist in Achsrichtung zwischen dem stationären Kern und der Düse im Inneren des Gehäuses platziert und ist dazu angepasst, sich in der Achsrichtung hin und her zu bewegen. Der bewegbare Kern hat ein Durchgangsloch und eine Aufnahmevertiefung. Das Durchgangsloch erstreckt sich in Achsrichtung durch den bewegbaren Kern und nimmt den Hauptkörper der Nadel durch sich hindurch auf. Die Aufnahmevertiefung ist in Achsrichtung in einer Endfläche des bewegbaren Kerns an der Seite des stationären Kerns, die sich an der axialen Seite befindet, an der der stationäre Kern platziert, in Achsrichtung vertieft. Die Aufnahmevertiefung ist in einer ringartigen Form konfiguriert und erstreckt sich von dem Durchgangsloch radial auswärts, um den Flansch der Nadel aufzunehmen. Die bewegbare Platte befindet sich an einer axialen Seite des bewegbaren Kerns, die der Düse entgegengesetzt ist. Ein Außendurchmesser der bewegbaren Platte ist größer als ein Innendurchmesser der Aufnahmevertiefung und die bewegbare Platte kann mit dem bewegbaren Kern und der Nadel in Kontakt gebracht werden. Das erste Vorspannelement spannt die bewegbare Platte vor, um den bewegbaren Kern in der Schließrichtung vorzuspannen. Das zweite Vorspannelement hat eine Vorspannkraft, die kleiner als eine Vorspannkraft des ersten Vorspannelements ist. Das zweite Vorspannelement spannt den bewegbaren Kern vor, um die bewegbare Platte in der Öffnungsrichtung vorzuspannen. Die Spule erzeugt eine magnetische Kraft nach dem Empfangen einer elektrischen Energie, um den bewegbaren Kern magnetisch zu der Seite des stationären Kerns anzuziehen. Eine axiale Länge des Flansches ist kleiner als eine axiale Strecke zwischen einer Kontaktfläche der bewegbaren Platte, die mit der Nadel in Kontakt gebracht werden kann, und einer Bodenwand der Aufnahmevertiefung in einem Kontaktzustand, in dem der bewegbare Kern und die bewegbare Platte in der Achsrichtung miteinander in Kontakt sind.
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Die Erfindung kann zusammen mit ihren zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen am Besten aus der folgenden Beschreibung, den beiliegenden Ansprüchen und den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen:
- 1 eine schematische Schnittansicht ist, die einen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 eine schematische Schnittansicht ist, die ein Hauptmerkmal des Kraftstoffeinspritzventils des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
- 3A bis 3C schematische Schaubilder sind, die ein Zusammenbauverfahren des Kraftstoffeinspritzventils des ersten Ausführungsbeispiels zeigen;
- 4A bis 4C schematische Schaubilder sind, die einen Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils des ersten Ausführungsbeispiels zeigen;
- 5A bis 5C schematische Schaubilder sind, die den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils des ersten Ausführungsbeispiels zeigen;
- 6A bis 6C schematische Schaubilder sind, die den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils des ersten Ausführungsbeispiels zeigen;
- 7 eine schematische Schnittansicht ist, die ein Hauptmerkmal eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 8 eine schematische Schnittansicht ist, die ein Hauptmerkmal eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 9 eine schematische Schnittansicht ist, die ein Hauptmerkmal eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 10 eine schematische Schnittansicht ist, die ein Hauptmerkmal eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 11 eine schematische Schnittansicht ist, die ein Hauptmerkmal eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 12 eine schematische Schnittansicht ist, die ein Hauptmerkmal eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 13A bis 13C schematische Schaubilder sind, die einen Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel zeigen; und
- 14 eine schematische Schnittansicht ist, die ein Hauptmerkmal eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen werden verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den folgenden Ausführungsbeispielen sind gleiche Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden zum Zwecke der Vereinfachung nicht redundant beschrieben. Auch Komponenten, die eine ähnliche Funktion haben, werden durch die folgenden Ausführungsbeispiele mit einem gemeinsamen Komponentennamen bezeichnet.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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1 zeigt ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist in einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) installiert und spritzt Kraftstoff in die Brennkraftmaschine ein.
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Das Kraftstoffeinspritzventil 1 hat ein Gehäuse 20, eine Düse 10, einen stationären Kern 60, einen bewegbaren Kern 40, eine Nadel 30, eine bewegbare Platte 50, eine erste Feder (die als ein erstes Vorspannelement dient) 80, eine zweite Feder (die als ein zweites Vorspannelement dient) 90 und eine Spule 70.
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Wie dies in 1 gezeigt ist, hat das Gehäuse 20 ein erstes rohrartiges Element 21, ein zweites rohrartiges Element 22, ein drittes rohrartiges Element 23, ein Außenumfangselement 25 und einen geformten Harzabschnitt 26. Das erste rohrartige Element 21, das zweite rohrartige Element 22 und das dritte rohrartige Element 23 sind jeweils in einer im Wesentlichen zylindrischen rohrartigen Form konfiguriert und sind in dieser Reihenfolge koaxial aneinander gefügt. Das Außenumfangselement 25 ist mit einer Außenumfangsfläche des ersten rohrartigen Elements 21 und einer Außenumfangsfläche des dritten rohrartigen Elements 23 in Kontakt.
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Das erste rohrartige Element 21, das dritte rohrartige Element 23 und das Außenumfangselement 25 sind aus einem magnetischen Material, etwa aus ferritischem Edelstahl gefertigt und sind durch einen magnetischen Stabilisationsprozess magnetisch stabilisiert. Das zweite rohrartige Element 22 ist aus einem nichtmagnetischen Material, etwa aus austenitischem Edelstahl gefertigt.
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Die Düse 10 ist an einem Endabschnitt des ersten rohrartigen Elements 21 des Gehäuses 20 installiert, welcher axial entgegengesetzt zu dem zweiten rohrartigen Element 22 ist. Die Düse 10 ist aus einem metallenen Material, etwa aus martensitischem Edelstahl gefertigt. Die Düse 10 ist abgeschreckt, so dass sie eine vorbestimmte Festigkeit hat.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Düse 10 als ein im Wesentlichen kreisartiger Plattenkörper konfiguriert. Ein Kraftstoffeinspritzloch 11 ist in einem mittleren Abschnitt der Düse 10 ausgebildet, so dass er sich durch die Düse 10 in einer Richtung der Dicke (in der Achsrichtung) der Düse 10 erstreckt, welche im Wesentlichen senkrecht zu einer Ebene der Düse 10 verläuft. Ein ringförmiger Ventilsitz 12 ist in einer Innenendfläche der Düse 10 ausgebildet, so dass er den Umfang des Kraftstoffeinspritzlochs 11 umgibt. Die Düse 10 ist so mit dem ersten ringförmigen Element 21 verbunden, dass eine Außenumfangswand der Düse 10 in eine Innenumfangswand des ersten ringförmigen Elements 21 eingesetzt ist. Eine Verbindung zwischen der Düse 10 und dem ersten ringförmigen Element 21, die aneinander gepasst sind, ist verschweißt.
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Der stationäre Kern 60 ist aus einem magnetischen Material, etwa aus ferritischem Edelstahl gefertigt, und ist so konfiguriert, dass er eine im Wesentlichen zylindrische, röhrenartige Form hat. Der stationäre Kern 60 ist durch den magnetisch stabilisierenden Prozess magnetisch stabilisiert. Der stationäre Kern 60 ist im Inneren des Gehäuses 20 vorgesehen. Der stationäre Kern 60 und das dritte röhrenförmige Element 23 des Gehäuses 20 sind miteinander verschweißt.
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Die Nadel 30 ist aus einem metallenen Material, etwa aus martensitischem Edelstahl gefertigt und ist in der Form einer länglichen Stange konfiguriert.
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Die Nadel 30 ist in dem Gehäuse 20 so aufgenommen, dass die Nadel 30 dazu angepasst ist, sich in der Achsrichtung des Gehäuses 20 hin und her zu bewegen. Ein Dichtungsabschnitt 31, der auf den Ventilsitz 12 aufgesetzt werden kann, ist in einem Endabschnitt des Hauptkörpers 32 der Nadel 30 ausgebildet. Der Hauptkörper 32 der Nadel 30 ist in der Form einer länglichen Stange konfiguriert und befindet sich benachbart zu der Düse 10. Die Nadel 30 hat einen Flansch 33.
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Der Flansch 33 erstreckt sich von einem Endabschnitt der Nadel 30, der in Achsrichtung entgegengesetzt zu der Düse 10 ist, in Richtung der Innenumfangswand 24 des Gehäuses 20 radial auswärts. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Flansch 33 in einer im Wesentlichen kreisartigen Scheibenform konfiguriert. Die Nadel 30 ist dazu angepasst, das Kraftstoffeinspritzloch 11 zu öffnen oder zu schließen, wenn der Dichtungsabschnitt 31 von dem Ventilsitz 12 angehoben wird oder darauf aufsitzt. Im weiteren Verlauf wird eine Bewegungsrichtung der Nadel 30 von dem Ventilsitz 12 weg als eine Ventilöffnungsrichtung bezeichnet (oder einfach als eine Öffnungsrichtung bezeichnet), und eine entgegengesetzte Bewegungsrichtung der Nadel 30 zu dem Ventilsitz 12 hin wird als eine Ventilschließrichtung bezeichnet (oder wird einfach als eine Schließrichtung bezeichnet). Der Abschnitt des Hauptkörpers 32 an der Seite des Flansches 33 ist in einer hohlen, röhrenartigen Form konfiguriert und ein Radialloch 34 ist in dem Hauptkörper 32 so ausgebildet, dass es radial eine Verbindung zwischen einer Innenumfangswand 321 und einer Außenumfangswand 322 des Hauptkörpers 32 herstellt.
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Der bewegbare Kern 40 ist aus einem magnetischen Material, etwa aus einem ferritischen Edelstahl gefertigt und ist in einer im Wesentlichen zylindrischen, röhrenartigen Form konfiguriert. Der bewegbare Kern 40 ist durch den magnetisch stabilisierenden Prozess magnetisch stabilisiert. Diesbezüglich ist in einer Endfläche (die auch als eine Endfläche an der Seite des stationären Kerns bezeichnet wird) 41 des bewegbaren Kerns 40, welche sich an der Seite des stationären Kerns 60 befindet, eine harte Beschichtung durch einen Hartbeschichtungsprozess ausgebildet.
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Der bewegbare Kern 40 ist im Inneren des Gehäuses 20 derart platziert, dass der bewegbare Kern 40 dazu angepasst ist, sich zwischen dem stationären Kern 60 und der Düse 10 in Achsrichtung hin und her zu bewegen. Ein Durchgangsloch 44 ist so ausgebildet, dass es sich in Achsrichtung durch einen zentralen Abschnitt des bewegbaren Kerns 40 hindurch erstreckt. Eine Innenumfangswand 441 des Durchgangslochs 44 des bewegbaren Kerns 40 und die Außenumfangswand 322 des Hauptkörpers 32 der Nadel 30 sind relativ zueinander verschiebbar und eine Außenumfangswand 42 des bewegbaren Kerns 40 und eine Innenumfangswand 24 des Gehäuses 20 sind relativ zueinander verschiebbar. Auf diese Weise ist der bewegbare Kern 40 dazu angepasst, sich im Inneren des Gehäuses 20 in Achsrichtung hin und her zu bewegen, so dass sich der bewegbare Kern 40 relativ zu der Nadel 30 und dem Gehäuse 20 verschiebt bzw. gleitet.
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Der bewegbare Kern 40 hat eine Aufnahmevertiefung 45, die in der Endfläche 41 des bewegbaren Kerns 40 ausgebildet ist, die sich an der Seite des stationären Kerns 60 befindet, so dass die Aufnahmevertiefung 45 in der Endfläche 41 des bewegbaren Kerns 40 in Achsrichtung vertieft ist. Die Aufnahmevertiefung 45 ist in einer ringartigen Form konfiguriert und erstreckt sich von der Innenumfangswand 441 des Durchgangslochs 44 radial auswärts. Der bewegbare Kern 40 hat ferner eine Einsetznut 46 in der Endfläche 41 des bewegbaren Kerns 40, die sich an der Seite des stationären Kerns 60 befindet, so dass die Einsetznut 46 in der Endfläche 41 des bewegbaren Kerns 40 an einer radial äußeren Seite der Aufnahmevertiefung 45 in der Achsrichtung vertieft ist. Die Einsetznut 46 ist in einer ringartigen Form konfiguriert und erstreckt sich von einem Endabschnitt einer Innenumfangswand 451 der Aufnahmevertiefung 45, die zu einer Bodenwand 452 der Aufnahmevertiefung 45 entgegengesetzt ist, radial auswärts. Der Flansch 33 der Nadel 30 ist in der Aufnahmevertiefung 45 aufgenommen und die bewegbare Platte 50, die später ausführlich beschrieben wird, ist in die Einsetznut 46 eingesetzt.
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Die bewegbare Platte 50 ist aus einem metallenen Material gefertigt, etwa aus martensitischem Edelstahl, und ist in der Form einer kreisartigen Scheibe konfiguriert, die einen Außendurchmesser hat, der größer als ein Innendurchmesser der Aufnahmevertiefung 45 ist, und ein Loch 51 erstreckt sich radial durch einen mittleren Abschnitt der bewegbaren Platte 50. Die bewegbare Platte 50 ist an der dem stationären Kern 60 zugewandten Seite des bewegbaren Kerns 40 platziert, welche der Düse 10 entgegengesetzt ist, so dass die bewegbare Platte 50 mit dem bewegbaren Kern 40 und dem Flansch 33 der Nadel 30 in Kontakt gebracht werden kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die bewegbare Platte 50 dazu angepasst, dass sie in der Einsetznut 46 aufgenommen wird.
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Die Spule 70 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen, röhrenartigen Form konfiguriert und umgibt die Außenumfangswand des Gehäuses 20, insbesondere das zweite röhrenartige Element 22 und das dritte röhrenartige Element 23. Der geformte Harzabschnitt 26 ist zwischen den ersten bis dritten röhrenartigen Elemente 21-23 und dem Außenumfangselement 25 eingefüllt. Ein Außenumfangsabschnitt des geformten Harzabschnitts 26 ragt von dem Außenumfangselement 25 radial auswärts vor, um einen (nicht gezeigten) Anschluss auszubilden, der eine Vielzahl von Energiezufuhranschlüssen empfängt, die mit der Spule 70 elektrisch verbunden sind. Die Spule 70 erzeugt eine magnetische Kraft, wenn durch den Anschluss eine elektrische Leistung zu der Spule 70 zugeführt wird.
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Wenn die magnetische Kraft durch die Spule 70 erzeugt wird, dann wird in dem stationären Kern 60, dem bewegbaren Kern 40, dem ersten röhrenartigen Element 21, dem dritten röhrenartigen Element 23 und dem Außenumfangselement 25 ein Magnetkreis ausgebildet. Auf diese Weise wird der bewegbare Kern 40 an den stationären Kern 60 angezogen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Bodenwand 425 der Aufnahmevertiefung 45 mit dem Flansch 33 der Nadel 30 in Kontakt, so dass die Nadel 30 zusammen mit dem bewegbaren Kern 40 in der Ventilöffnungsrichtung zur Seite des stationären Kerns 60 geschleppt und bewegt wird. Auf diese Weise wird der Dichtungsabschnitt 31 von dem Ventilsitz 12 angehoben und dadurch wird das Kraftstoffeinspritzloch 11 geöffnet, so dass der Kraftstoff dort hindurch eingespritzt wird. Dann kommt die Endfläche 41 des bewegbaren Kerns 40 mit dem stationären Kern 60 in Kontakt, so dass die Bewegung des bewegbaren Kerns 40 in der Ventilöffnungsrichtung begrenzt wird.
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Ein Endabschnitt der ersten Feder 80 ist mit einer Endfläche 52 der bewegbaren Platte 50 in Kontakt, welche in Achsrichtung entgegengesetzt zu der Nadel 30 ist. Der andere Endabschnitt der ersten Feder 80 ist mit einem Endabschnitt eines Einstellrohrs 61 in Kontakt, welches sicher in eine Innenumfangswand des stationären Kerns 60 pressgepasst ist, d.h. befestigt ist. Die erste Feder 80 übt eine axiale Ausdehnungskraft (axiale Federkraft, d.h. axiale Vorspannkraft) aus. Dadurch spannt die erste Feder 80 die bewegbare Platte 50 in Achsrichtung vor, um den bewegbaren Kern 40 und die Nadel 30 in der Ventilschließrichtung in Achsrichtung vorzuspannen.
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Ein Endabschnitt der zweiten Feder 90 ist mit einer Bodenfläche der Nut 431 in Kontakt, welche in einer ringartigen Form konfiguriert ist, und ist in einer Endfläche 43 des bewegbaren Kerns 40 ausgebildet, die sich an einer zu dem stationären Kern 60 entgegengesetzten Seite befindet. Der andere Endabschnitt der zweiten Feder 90 ist mit einer ringartigen Stufenfläche 211 in Kontakt, die in der Innenwand des ersten ringartigen Elements 21 des Gehäuses 20 ausgebildet ist. Die zweite Feder 90 übt eine axiale Ausdehnungskraft (eine axiale Federkraft, d.h. eine axiale Vorspannkraft) aus. Dadurch spannt die zweite Feder 90 den bewegbaren Kern 40 in Achsrichtung vor, so dass die bewegbare Platte 50 zusammen mit dem bewegbaren Kern 40 in Richtung zu der Seite des stationären Kerns 60 vorgespannt wird.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Vorspannkraft der ersten Feder 80 so festgelegt, dass sie größer als die Vorspannkraft der zweiten Feder 90 ist. Dadurch ist in dem entregten Zustand der Spule 70, d.h., in dem Zustand (im weiteren Verlauf als ein nicht betätigter Zustand bezeichnet) des Kraftstoffeinspritzventils 1, in welchem das Kraftstoffeinspritzventil 1 nicht betätigt wird, der Dichtungsabschnitt 31 der Nadel 30 mit dem Ventilsitz 12 in Kontakt und ist dadurch in einen Ventilschließzustand gebracht, in welchem der Dichtungsabschnitt 31 das Kraftstoffeinspritzloch 11 schließt, um die Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzloch 11 zu stoppen.
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Wie dies in 2 gezeigt ist, ist in dem betriebsfreien Zustand des Kraftstoffeinspritzventils 1 infolge der Vorspannkräfte der ersten und der zweiten Feder 80 und 90 eine nadelseitige Endfläche 53 der bewegbaren Platte 50, die sich an der Seite der Nadel 30 befindet, mit einer Endfläche 331 des Flansches 33 der Nadel 30 und einer Bodenwand 461 der Einsetznut 46 des bewegbaren Kerns 40 in Kontakt. Der Flansch 33, die bewegbare Platte 50, die Aufnahmevertiefung 45 und die Einsetznut 46 sind so ausgebildet, dass sie eine Beziehung von L1<L2 erfüllen, wobei L1 eine axiale Länge des Flansches 33 bezeichnet und L2 eine axiale Strecke zwischen der nadelseitigen Endfläche 53 der bewegbaren Platte 50 und der Bodenwand 452 der Aufnahmevertiefung 45 bezeichnet. Die nadelseitige Endfläche 53 dient als eine kontaktfähige Fläche der bewegbaren Platte 50, die mit der Nadel 30 in Kontakt gebracht werden kann.
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Ferner sind in dem in 2 gezeigten Zustand der Flansch 33, die bewegbare Platte 50, die Aufnahmevertiefung 45, die Einsetznut 46, der bewegbare Kern 40 und der stationäre Kern 60 so ausgebildet, dass sie eine Beziehung von G1<G2 und eine Beziehung von G1=L2-L1 erfüllen, wobei G1 eine axiale Strecke zwischen einer Endfläche 332 des Flansches 33, die entgegengesetzt zu der Endfläche 331 ist, und der Bodenwand 452 der Aufnahmevertiefung 45 bezeichnet, G2 eine axiale Strecke zwischen der Endfläche 41 des bewegbaren Kerns 40 und der Endfläche des stationären Kerns 60 bezeichnet, die sich an der Seite des bewegbaren Kerns 40 befindet.
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Ein Kraftstoffzuführrohr 62, das in einer im Wesentlichen zylindrischen, röhrenartigen Form konfiguriert ist, ist in einen Endabschnitt des dritten röhrenartigen Elements 23, welcher entgegengesetzt zu dem zweiten röhrenartigen Element 22 ist, pressgepasst und daran geschweißt.
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Der Kraftstoff, der durch eine Zuführöffnung des Kraftstoffzuführrohrs 62 in das Gehäuse 20 zugeführt wird, strömt durch das Innere des stationären Kerns 60, das Innere des Einstellrohrs 61, das Loch 51 der bewegbaren Platte 50, das Innere des Hauptkörpers 32 der Nadel 30, das Loch 34 der Nadel 30, einen Spalt zwischen dem ersten röhrenartigen Element 21 und der Nadel 30 und einen Spalt zwischen dem Dichtungsabschnitt 31 der Nadel 30 und dem Ventilsitz 12 der Düse 10 und wird schließlich in das Kraftstoffeinspritzloch 11 geführt. Das heißt, im Inneren des Gehäuses 20 ist ein Kraftstoffdurchlass 100 ausgebildet, der den Kraftstoff leitet.
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Nun wird ein Zusammenbauverfahren des Kraftstoffeinspritzventils 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
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Zuerst wird unter Bezugnahme auf 3A die Nadel 30 in das Durchgangsloch 44 des bewegbaren Kerns 40 eingesetzt, so dass der Flansch 33 der Nadel 30 in der Aufnahmevertiefung 45 aufgenommen wird.
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Als Nächstes wird, wie dies in 3B gezeigt ist, die bewegbare Platte 50 in die Einsetznut 46 des bewegbaren Kerns 40 eingesetzt und der eine Endabschnitt der ersten Feder 80 wird mit der federseitigen Endfläche 52 der bewegbaren Platte 50, die der Nadel 30 axial entgegengesetzt ist, in Eingriff gebracht. Dann wird die zweite Feder 90 über die Nadel 30 engesetzt, so dass der eine Endabschnitt der zweiten Feder 90 mit der Bodenfläche der Nut 431 des bewegbaren Kerns 40 von der axialen Seite, an der sich der Dichtungsabschnitt 31 der Nadel 30 befindet, in Eingriff gebracht wird, und dadurch die Nadel 30 im Inneren der zweiten Feder 90 platziert wird.
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Wie dies in 3C ist, wird die Baugruppe (Unterbaugruppe) aus der ersten Feder 80, der bewegbaren Platte 50, der Nadel 30, dem bewegbaren Kern 40 und der zweiten Feder 90 in das Gehäuse 20 eingesetzt und der andere Endabschnitt der zweiten Feder 90 wird mit der abgestuften Fläche 211 des Gehäuses 20 in Eingriff gebracht.
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Schließlich werden der stationäre Kern 60 und das Einstellrohr 61 in das Gehäuse 20 pressgepasst, so dass der andere Endabschnitt der ersten Feder 80 mit dem Einstellrohr 61 in Eingriff gebracht wird. Die Position des stationären Kerns 60 wird so eingestellt, dass die Beziehung G1<G2 erfüllt ist. Ferner wird die Position des Einstellrohrs 61 so eingestellt, dass die Vorspannkraft der ersten Feder 80 größer als die Vorspannkraft der zweiten Feder 90 wird.
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Als Nächstes wird der Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf 4A bis 6C beschrieben.
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Wie dies in 4A gezeigt ist, wird die bewegbare Platte 50 in dem betriebsfreien Zustand durch die erste Feder 80 vorgespannt, so dass die Nadel 30 durch die erste Feder 80 über die bewegbare Platte 50 in der Ventilschließrichtung vorgespannt wird. Ferner wird der bewegbare Kern 40 durch die zweite Feder 90 in Richtung der Seite des stationären Kerns 60 vorgespannt. Die nadelseitige Endfläche 53 der bewegbaren Platte 50, die sich an der Seite der Nadel 30 befindet, ist mit der Endfläche 331 des Flansches 33 der Nadel 30 und der Bodenwand 461 der Einsetznut 46 des bewegbaren Kerns 40 in Kontakt. Zu diesem Zeitpunkt ist die axiale Strecke L2 zwischen der nadelseitigen Endfläche 53 der bewegbaren Platte 50 und der Bodenwand 452 der Aufnahmevertiefung 45 größer als die axiale Länge L1 des Flansches 33. Ferner ist die vorbestimmte axiale Strecke G1 zwischen der Endfläche 332 des Flansches 33 und der Bodenwand 452 der Aufnahmevertiefung 45 kleiner als die axiale Strecke G2 zwischen dem bewegbaren Kern 40 und dem stationären Kern 60.
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Ferner sitzt der Dichtungsabschnitt 31 der Nadel 30 auf dem Ventilsitz 12 auf, so dass das Kraftstoffeinspritzloch 11 der Düse 10 in den geschlossenen Zustand gebracht ist.
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Wenn elektrischer Strom zu der Spule 70 zugeführt wird, dann wird der bewegbare Kern 40 in Richtung der Seite des stationären Kerns 60 angezogen, wie dies in 4B gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die bewegbare Platte 50 durch den bewegbaren Kern 40 vorgespannt und wird dadurch gegen die Vorspannkraft der ersten Feder 80 in Richtung der Seite der ersten Feder 80 bewegt. Außerdem wird der bewegbare Kern 40 über die vorbestimmte Strecke G1 beschleunigt und prallt dadurch gegen die Endfläche 332 des Flansches 33 der Nadel 30 während er eine Bewegungsenergie beibehält, die der über die vorbestimmte Strecke G1 durchgeführten Beschleunigung des bewegbaren Kerns 40 entspricht.
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Zu diesem Zeitpunkt wird die Nadel 30 in der Ventilöffnungsrichtung schnell bewegt und der Dichtungsabschnitt 31 der Nadel 30 wird von dem Ventilsitz 12 abgehoben. Dadurch wird das Kraftstoffeinspritzloch 11 der Düse 10 schnell geöffnet. Der Kraftstoff, der durch das Kraftstoffzuführrohr 62 zugeführt wird, strömt zu dem Kraftstoffdurchlass 100 und wird durch das Kraftstoffeinspritzloch 11 eingespritzt.
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Wie dies in 4C gezeigt ist, ist die Bewegung des bewegbaren Kerns 40 beschränkt, wenn der bewegbare Kern 40 gegen den stationären Kern 60 prallt.
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Zu diesem Zeitpunkt ist der Hubbetrag der Nadel 30 maximiert, so dass das Kraftstoffeinspritzloch 11 der Düse 10 in einen maximal geöffneten Zustand gebracht ist.
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Wenn die Zufuhr des elektrischen Stroms zu der Spule 70 gestoppt wird, dann wird die durch die Spule 70 erzeugte Anziehungskraft klein. Unmittelbar nach dem Stopp der Zufuhr des elektrischen Stroms zu der Spule 70 behalten der bewegbare Kern 40 und der stationäre Kern 60 den Kontaktzustand zwischen sich für eine kurze Zeitspanne bei, wie dies in 5A gezeigt ist.
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Wenn dann die durch die Spule 70 erzeugte Anziehungskraft niedriger als die Haltekraft zum Halten des Ventilöffnungszustands wird, dann werden die bewegbare Platte 50, der bewegbare Kern 40 und die Nadel 30 in der Ventilschließrichtung bewegt, wie dies in 5B gezeigt ist.
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Wenn der Dichtungsabschnitt 31 der Nadel 30 mit dem Ventilsitz 12 der Düse 10 in Kontakt kommt, dann wird die Bewegung der Nadel 30 gestoppt. Wie dies in 5C gezeigt ist, wird die Bewegung der beweglichen Platte 50 gestoppt, wenn die bewegbare Platte 50 mit der Endfläche 331 der Nadel 30 in Kontakt kommt, und die bewegbare Platte 50 wird durch die erste Feder 80 gegen die Nadel 30 vorgespannt.
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Danach drängt der bewegbare Kern 40 die zweite Feder 90 in Richtung der Seite der Düse 10 mit der Trägheitskraft des bewegbaren Kerns 40 vor, wie dies in 6A gezeigt ist.
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Die zweite Feder 90, die durch den bewegbaren Kern 40 vorgespannt ist, wird bis zu ihrer Grenze zusammengedrückt und springt dann zurück, so dass sie den bewegbaren Kern 40 in Richtung der Seite der bewegbaren Platte 50 antreibt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Bodenwand 452 der Aufnahmevertiefung 45 des bewegbaren Kerns 40 nicht mit der Endfläche 332 des Flansches 33 der Nadel 30 in Kontakt, wie dies in 6B gezeigt ist, und die Bodenwand 461 der Einsetznut 46 ist mit der nadelseitigen Endfläche 53 der bewegbaren Platte 50 in Kontakt.
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Dann wird der bewegbare Kern 40 wieder gegen die Vorspannkraft der ersten Feder 80 in Richtung der Seite der Stufenfläche 211 bewegt.
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Der bewegbare Kern 40 oszilliert in Achsrichtung bis zum Zeitpunkt der Erschöpfung der Bewegungsenergie des bewegbaren Kerns 40 und wird schließlich in den bewegungsfreien Zustand (stationären Zustand) gebracht, wie dies in 6C gezeigt ist.
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Wie dies vorstehend erörtert wurde, sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Flansch 33, die bewegbare Platte 50, die Aufnahmevertiefung 45 und die Einsetznut 46 so ausgebildet, dass sie in dem Zustand des Kontakts zwischen dem bewegbaren Kern 40 und der bewegbaren Platte 50, in welchem der bewegbare Kern 30 und die bewegbare Platte 50 miteinander in der Achsrichtung in Kontakt sind, die Beziehung L1<L2 erfüllen. Auf diese Weise wird der Spalt, der die vorbestimmte axiale Strecke G1 hat, zwischen der Endfläche 332 des Flansches 33 und der Bodenwand 452 der Aufnahmevertiefung 45 ausgebildet. Wenn der bewegbare Kern 40 durch die magnetische Kraft der Spule 70 nach dem Zuführen von elektrischer Energie zu der Spule 70 in der Ventilöffnungsrichtung angezogen wird, dann wird daher der bewegbare Kern 40 über die vorbestimmte axiale Strecke G1 beschleunigt und prallt gegen den Flansch 33 der Nadel 30. Daher kann die Nadel 30 unter Verwendung der Prallenergie des bewegbaren Kerns 40 schnell angehoben werden.
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Ferner ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der vorbestimmte Spalt G1 zwischen der Endfläche 332 des Flansches 33 und der Bodenwand 452 der Aufnahmevertiefung 45 ausgebildet. Daher ist es möglich, das Anliegen des bewegbaren Kerns 40 zu begrenzen, der nach dem Drängen der zweiten Feder 90 durch die zweite Feder 90 gegen den Flansch 33 der in dem Ventilschließzustand gehaltenen Nadel 30 zurück angetrieben wird. Daher ist es möglich, das Auftreten des sekundären Ventilöffnungsvorgangs zu begrenzen, der anderenfalls durch den bewegbaren Kern 40 verursacht würde, der durch die zweite Feder 90 zurückgedrängt wird.
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Ferner ist die vorbestimmte Strecke G1 durch die axiale Länge L1 des Flansches 33 und die axiale Strecke L2 zwischen der bewegbaren Platte 50 und der Bodenwand 452 der Aufnahmevertiefung 45 bestimmt. Daher kann die vorbestimmte Strecke G1 eingestellt werden, indem die axiale Länge L1 des Flansches 33 und/oder die axiale Strecke L2 zwischen der bewegbaren Platte und der Bodenwand 452 der Aufnahmevertiefung 45 eingestellt wird/werden. Somit kann der Abstand einfach gesteuert werden.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der bewegbare Kern 40 die Einsetznut 46, die in der Endfläche 41 des bewegbaren Kerns 40 ausgebildet ist, welche sich an der Seite des stationären Kerns 60 befindet, und die dazu angepasst ist, die bewegbare Platte 50 darin aufzunehmen. Somit ist es zum Zeitpunkt des in Kontaktkommens der bewegbaren Platte 50 mit dem bewegbaren Kern 40 möglich, das Anheben der bewegbaren Platte 50 durch die Endfläche 41 des bewegbaren Kerns 40 zu begrenzen.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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7 zeigt ein Kraftstoffeinspritzventil 2 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In der folgenden Diskussion werden Komponenten, die ähnlich wie die in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel diskutierten Komponenten sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden zum Zwecke der Vereinfachung nicht auf redundante Weise beschrieben. Wie dies in 7 gezeigt ist, hat ein bewegbarer Kern 420 des Kraftstoffeinspritzventils 2 lediglich eine Aufnahmevertiefung 450 an der Seite des stationären Kerns 60 des bewegbaren Kerns 420, und ein Innendurchmesser der Aufnahmevertiefung 440 ist größer als jener des Durchgangslochs 44. Die bewegbare Platte 50 kann mit dem Flansch 33 der Nadel 30 und der Endfläche 421 des bewegbaren Kerns 420, die sich an der Seite des stationären Kerns 60 befindet, in Kontakt gebracht werden.
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Mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion kann die Nadel 30 in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel zum Öffnen des Kraftstoffeinspritzlochs 11 schnell angehoben werden. Ferner ist es möglich, das Auftreten des sekundären Ventilöffnungsvorgangs zu begrenzen, welches andernfalls durch den bewegbaren Kern 40 hervorgerufen würde, der durch die zweite Feder 90 zurückgedrängt wird.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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8 zeigt ein Kraftstoffeinspritzventil 3 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In der folgenden Diskussion sind Komponenten, die ähnlich wie die in den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen diskutierten Komponenten sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden zum Zwecke der Einfachheit nicht auf redundante Weise beschrieben.
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Wie dies in 8 gezeigt ist, ist ein Außenumfangskantenabschnitt 533 der bewegbaren Platte 530 des Kraftstoffeinspritzventils 3 so abgeschrägt, dass ein Außendurchmesser der bewegbaren Platte 530 von der Seite der Nadel 30 in Richtung der Seite der ersten Feder 80 in der Achsrichtung fortschreitend zunimmt. Das heißt, der Außenumfangskantenabschnitt 533 der bewegbaren Platte 530 ist so abgeschrägt, dass der Außendurchmesser der federseitigen Endfläche 531 der bewegbaren Platte 530, die sich an der Seite der ersten Feder 80 befindet, größer als der Außendurchmesser der nadelseitigen Endfläche 532 der bewegbaren Platte 530 ist, die sich an der Seite der Nadel 30 befindet. Die nadelseitige Endfläche 532 dient als eine kontaktfähige Fläche der bewegbaren Platte 530, die mit der Nadel 30 in Kontakt gebracht werden kann.
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Ein Innenumfangskantenabschnitt (der auch als ein öffnungsseitiger Innenumfangskantenabschnitt bezeichnet wird) 454, der an einer Öffnung der Aufnahmevertiefung 45 in der Endfläche 41 des bewegbaren Kerns 430 ausgebildet ist, die sich an der Seite des stationären Kerns 60 befindet, ist derart abgeschrägt, dass ein Innendurchmesser des Innenumfangskantenabschnitts 454 der Aufnahmevertiefung 45 von der Seite der Bodenwand 452 der Aufnahmevertiefung 45 in Richtung der Seite des stationären Kerns 60 in der Achsrichtung fortschreitend zunimmt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Außenumfangskantenabschnitt 533 der bewegbaren Platte 530 zum Zeitpunkt des Inkontaktkommens der beweglichen Platte 530 mit dem bewegbaren Kern 430 dem Innenumfangskantenabschnitt 454 der Aufnahmevertiefung 45 in Achsrichtung entgegengesetzt und ist damit in Eingriff.
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Da in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Außenumfangskantenabschnitt 533 der bewegbaren Platte 530 abgeschrägt ist, ist es möglich, eine Positionsabweichung zwischen der bewegbaren Platte 530 und dem bewegbaren Kern 40 zu begrenzen. Da ferner der Innenumfangskantenabschnitt 454 der Aufnahmevertiefung 45 des bewegbaren Kerns 430 abgeschrägt ist, ist es möglich, die Positionsabweichung zwischen der bewegbaren Platte 530 und dem bewegbaren Kern 40 weiter zu beschränken. Der Innenumfangskantenabschnitt 454 der Aufnahmevertiefung 45 kann als eine Einsetznut dienen, die dazu angepasst ist, den Außenumfangskantenabschnitt 533 der bewegbaren Platte 530 aufzunehmen.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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9 zeigt ein Kraftstoffeinspritzventil 4 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In der folgenden Diskussion sind Komponenten, die ähnlich wie jene in den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen diskutierte Komponenten sind, zum Zwecke der Vereinfachung mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine redundante Beschreibung ist nicht gegeben.
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Wie dies in 9 gezeigt ist, ist ein Außendurchmesser einer bewegbaren Platte 540 des Kraftstoffeinspritzventils 4 größer als ein Innendurchmesser des stationären Kerns 60. Ferner ist eine axiale Höhe (ein axiales Ausmaß) eines Außenumfangskantenabschnitts 543 der bewegbaren Platte 540 größer als eine axiale Höhe (ein axiales Ausmaß) einer Innenumfangswand 465 einer Einsetznut 464. In einem Kontaktzustand, in dem eine nadelseitige Endfläche 542 der bewegbaren Platte 540 und eine Bodenwand 462 der Einsetznut 464 miteinander in Kontakt sind, ist daher eine federseitige Endfläche 541 der bewegbaren Platte 540, die sich an der Seite des stationären Kerns 60 befindet, in Achsrichtung an einer dem stationären Kern 60 zugewandten Seite einer Endfläche 442 des bewegbaren Kerns 440 platziert, die sich an der Seite des stationären Kerns 60 befindet. Die nadelseitige Endfläche 542 dient als eine kontaktfähige Fläche der bewegbaren Platte 540, die mit der Nadel 30 in Kontakt gebracht werden kann.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser der bewegbaren Platte 540 größer als der Innendurchmesser des stationären Kerns 60 gefertigt und die axiale Höhe (das axiale Ausmaß) des Außenumfangskantenabschnitts 543 der bewegbaren Platte 540 ist größer als die axiale Höhe (das axiale Ausmaß) der Innenumfangswand 465 der Einsetznut 464 gefertigt. Auf diese Weise kommt der stationäre Kern 60 nicht mit dem bewegbaren Kern 440 in Kontakt sondern kommt nur mit der bewegbaren Platte 540 in Kontakt. Daher kann ein Härtungsprozess lediglich an der Oberfläche der bewegbaren Platte 540 durchgeführt werden, um die Fläche der bewegbaren Platte 540 zu härten, anstatt die Fläche des bewegbaren Kerns 440 zu härten, so dass die Fläche der bewegbaren Platte 540 aus dem harten Material gefertigt ist, welches härter als jenes des bewegbaren Kerns 440 ist. Als ein Ergebnis kann im Vergleich mit den vorherigen Ausführungsbeispielen der bewegbare Kern 440 in der einfachen Form ausgebildet werden, und dadurch ist es möglich, die Kosten zu reduzieren oder zu minimieren.
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(Fünftes Ausführungsbeispiel)
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10 zeigt ein Kraftstoffeinspritzventil 5 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In der folgenden Diskussion werden Komponenten, die ähnlich wie jene in den vorherigen Ausführungsbeispielen diskutierten Komponenten sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und zum Zwecke der Vereinfachung wird eine redundante Beschreibung nicht gegeben. Wie dies in 10 gezeigt ist, hat der bewegbare Kern 420 des Kraftstoffeinspritzventils 5 nur die Aufnahmevertiefung 450 in der Endfläche 401 des bewegbaren Kerns 420 an der Seite des stationären Kerns 60 und der Innendurchmesser der Aufnahmevertiefung 450 ist größer als jener des Durchgangslochs 44. Ferner ist der Außendurchmesser der bewegbaren Platte 540 größer als der Innendurchmesser des stationären Kerns 60. In diesem Ausführungsbeispiel muss ähnlich wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel ein Härtungsprozess lediglich an der Oberfläche der bewegbaren Platte 45 durchgeführt werden, um die Fläche der bewegbaren Platte 540 zu härten, anstelle die Fläche des bewegbaren Kerns 420 zu härten, so dass die Fläche des bewegbaren Kerns 540 aus dem harten Material gefertigt ist, welches härter als jenes des bewegbaren Kerns 420 ist.
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Mit der vorstehenden Konstruktion des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann der bewegbare Kern 420 verglichen mit dem vierten Ausführungsbeispiel in einer einfacheren Form ausgebildet werden und daher können die Kosten weiter verringert oder minimiert werden.
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(Sechstes Ausführungsbeispiel)
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11 zeigt ein Kraftstoffeinspritzventil 6 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In der folgenden Diskussion sind Komponenten, die ähnlich wie die in den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und zum Zwecke der Vereinfachung werden sie nicht auf redundante Weise beschrieben.
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Wie dies in 11 gezeigt ist, hat ein bewegbarer Kern 460 des Kraftstoffeinspritzventils 6 eine Vielzahl von Primärlöchern 47. Die Primärlöcher 47 sind symmetrisch um die Mittelachse des bewegbaren Kerns 460 angeordnet. Die Primärlöcher 47 stellen in Achsrichtung eine Verbindung zwischen einer Bodenwand 457 einer Aufnahmevertiefung 456 und einer sich an der Seite der Düse 10 befindlichen Endfläche 463 des bewegbaren Kerns 460 her.
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Ferner hat eine bewegbare Platte 560 eine Vielzahl von Sekundärlöchern 563, die sich in eine Richtung der Plattendicke der bewegbaren Platte 560 durch die bewegbare Platte 560 in Achsrichtung hindurch erstrecken und die sich an einem Kontaktbereich der bewegbaren Platte 560 befinden, der dazu angepasst ist, mit dem Flansch 33 der Nadel 30 in Kontakt zu kommen. Die Sekundärlöcher 563 verbinden eine federseitige Endfläche 561 der bewegbaren Platte 560, die sich an der Seite des stationären Kerns 60 befindet, mit einer nadelseitigen Endfläche 562 der bewegbaren Platte 560, die sich an der Seite der Nadel 30 befindet. Die nadelseitige Endfläche 562 dient als eine kontaktfähige Fläche der bewegbaren Platte 50, die mit der Nadel 30 in Kontakt gebracht werden kann.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Primärlöcher 47 derart in dem bewegbaren Kern 460 ausgebildet, dass es möglich ist, eine Adhäsion (ein Anhaften) zwischen dem Flansch 33 der Nadel 30 und der Bodenwand 457 der Aufnahmevertiefung 456 zu begrenzen, was durch eine Anhaftkraft hervorgerufen wird, die dazwischen ausgeübt wird, nachdem der Flansch 33 der Nadel 30 mit der Bodenwand 457 der Aufnahmevertiefung 456 in Kontakt gekommen ist. Ferner sind die Sekundärlöcher 563 in der bewegbaren Platte 560 ausgebildet, so dass es möglich ist, die Adhäsion (das Anhaften) zwischen der bewegbaren Platte 560 und dem Flansch 33 der Nadel 30 zu begrenzen, was durch eine Anhaftkraft verursacht wird, die dazwischen ausgeübt wird, nachdem der Flansch 33 der Nadel 30 mit der bewegbaren Platte 560 in Kontakt gekommen ist.
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(Siebtes Ausführungsbeispiel)
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12 zeigt ein Kraftstoffeinspritzventil 7 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In der folgenden Beschreibung werden Komponenten, die ähnlich wie jene des ersten Ausführungsbeispiels sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht weiter beschrieben.
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12 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Ventilschließzustand eines Kraftstoffeinspritzventils 7 zeigt. Wie dies in 12 gezeigt ist, ist ein Eingriffsabschnitt 35 an der Nadel 30 vorgesehen. Der Eingriffsabschnitt 35 ragt von der Außenumfangswand 322 des Hauptkörpers 32 an einer axialen Stelle zwischen dem Flansch 33 und dem Sitzabschnitt 31 radial auswärts vor. Dadurch ist eine zweite Feder 97 zwischen dem bewegbaren Kern 40 und dem Eingriffsabschnitt 35 in der Achsrichtung vorgesehen und spannt die Nadel 30 in Achsrichtung in der Ventilschließrichtung durch den Eingriffabschnitt 35 vor.
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Nun wird der Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 7 zum Zeitpunkt des Ventilöffnungsvorgangs unter Bezugnahme auf 13A-13C beschrieben.
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Wie dies in 13A gezeigt ist, wird die bewegbare Platte 50 in dem betriebsfreien Zustand durch eine erste Feder 80 in Achsrichtung vorgespannt, so dass die Nadel 30 durch die erste Feder 80 über die bewegbare Platte 50 in der Ventilschließrichtung in Achsrichtung gedrängt wird. Ferner ist ein Endabschnitt der zweiten Feder 97 mit dem Eingriffsabschnitt 35 in Eingriff und der andere Endabschnitt der zweiten Feder 97 ist mit dem bewegbaren Kern 40 in Eingriff. Dadurch spannt die zweite Feder 97 die Nadel 30 über den Eingriffsabschnitt 35 in der Ventilschließrichtung vor und der bewegbare Kern 40 wird durch die zweite Feder 97 in Richtung des stationären Kerns 60 vorgespannt.
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Zu diesem Zeitpunkt sitzt der Dichtungsabschnitt 31 der Nadel 30 auf dem Ventilsitz 12 auf, so dass das Kraftstoffeinspritzloch 11 der Düse 10 in den geschlossenen Zustand gebracht ist.
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Wenn zu der Spule 70 elektrischer Strom zugeführt wird, dann wird der bewegbare Kern 40 zu der Seite des stationären Kerns 60 angezogen, wie dies in 13B gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die bewegbare Platte 50 durch den bewegbaren Kern 40 gedrängt und wird dadurch in Richtung der Seite der ersten Feder 80 gegen die Vorspannkraft der ersten Feder 80 bewegt. Außerdem prallt der bewegbare Kern 40 gegen die Endfläche 332 des Flansches 33 der Nadel 30, während die Bewegungsenergie beibehalten wird, die der Beschleunigung des bewegbaren Kerns 40 entspricht, die über die vorbestimmte Strecke ausgeübt wird (d.h., die axiale Strecke zwischen der Endfläche 332 des Flansches 33 und der Bodenwand 452 der Aufnahmevertiefung 45, die in 13A gezeigt sind).
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Zu diesem Zeitpunkt wird die Nadel 30 schnell in der Ventilöffnungsrichtung bewegt und der Dichtungsabschnitt 31 der Nadel 30 wird von dem Ventilsitz 12 abgehoben. Dadurch wird das Ventilseinspritzloch 11 der Düse 10 schnell geöffnet. Der Kraftstoff, der durch das Kraftstoffzuführrohr 62 zugeführt wird, strömt durch den Kraftstoffdurchlass 100 und wird durch das Kraftstoffeinspritzloch 11 eingespritzt.
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Wie dies in 13C gezeigt ist, wird die axiale Bewegung des bewegbaren Kerns 40 beim Aufprall des bewegbaren Kerns 40 gegen den stationären Kern 60 begrenzt.
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Zu diesem Zeitpunkt ist der Hubbetrag der Nadel 30 maximiert, so dass das Kraftstoffeinspritzloch 11 der Düse 10 auf einen maximal geöffneten Zustand gebracht ist. Außerdem wird die Nadel 30 durch einen Druck f des Kraftstoffs in die Ventilschließrichtung gedrängt und wird zudem durch die Vorspannkraft der zweiten Feder 97 in der Ventilschließrichtung gedrängt bzw. vorgespannt.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Eingriffsabschnitt 35 an der Nadel 30 vorgesehen und die zweite Feder 97 spannt die Nadel 30 durch den Eingriffsabschnitt 35 vor. Auf diese Weise wird die Nadel 30 zu dem in 13C gezeigten Zeitpunkt, zu dem der Ventilöffnungszustand gehalten wird, durch den Druck f des Kraftstoffs in der Ventilschließrichtung gedrängt und wird zudem durch die Vorspannkraft der zweiten Feder 97 in der Ventilschließrichtung gedrängt. Somit ist die Oszillation der Nadel 30 in Achsrichtung beschränkt und dadurch wird die Aufsitzstabilität der Nadel 30 verbessert.
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(Achtes Ausführungsbeispiel)
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14 zeigt ein Kraftstoffeinspritzventil 8 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In der folgenden Beschreibung sind Komponenten, die ähnlich wie jene des ersten Ausführungsbeispiels sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht weiter beschrieben.
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Wie dies in 14 gezeigt ist, ist der stationäre Kern 60 des Kraftstoffeinspritzventils 8 in der röhrenartigen Form konfiguriert und hat eine Innenumfangswand 63 und einen düsenseitigen Endabschnitt 64.
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Ein bewegbarer Kern 480 hat eine erste Vertiefung 481 und eine zweite Vertiefung 482, die in dem Teil des bewegbaren Kerns 480 an der Seite des stationären Kerns 60 ausgebildet sind. Die erste Vertiefung 481 ist von der Endfläche 41 des bewegbaren Kerns 480 in Achsrichtung vertieft und hat einen ersten Boden 483. Die zweite Vertiefung 482 ist in Achsrichtung von dem ersten Boden 483 der ersten Vertiefung 481 an der radial inneren Seite der ersten Vertiefung 481 in Achsrichtung vertieft und hat einen zweiten Boden (der als eine Bodenwand dient) 484. Das Durchgangsloch 44 ist in dem zweiten Boden 484 ausgebildet.
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Der zweite Boden 484 dient als eine Bodenwand der Aufnahmevertiefung, mit der der Flansch 33 der Nadel 30 in Kontakt gebracht werden kann.
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Eine bewegbare Platte 580 hat eine federseitige Endfläche 581, eine düsenseitige Endfläche 582 und einen Aufnahmeabschnitt 583. Der Aufnahmeabschnitt 583 ist von der düsenseitigen Endfläche 582 in Achsrichtung vertieft und hat einen Boden 584 und eine Innenumfangswand 585. Ein Loch 586 ist in dem Boden 584 ausgebildet, so dass es sich in Achsrichtung dort hindurch erstreckt. Eine Fläche des Bodens 584 dient als eine kontaktfähige Fläche der bewegbaren Platte 580, welche mit der Nadel 30 in Kontakt gebracht werden kann. Die federseitige Endfläche 581 dient als eine Endfläche der bewegbaren Platte 580 an der Seite des ersten Vorspannelements.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die bewegbare Platte 580 entlang der Innenumfangswand 63 des stationären Kerns 60 geführt und ist dazu angepasst, sich in der Achsrichtung hin und her zu bewegen. Hierbei erfüllen eine axiale Strecke d2 zwischen der federseitigen Endfläche 581 der bewegbaren Platte 580 und dem Kraftstoffeinspritzloch 11 (genauer gesagt in diesem Fall ein stromabwärtiges Ende des ersten Einspritzlochs 11) und eine axiale Strecke d1 zwischen dem düsenseitigen Endabschnitt 64 des stationären Kerns 60 und dem Kraftstoffeinspritzloch 11 (genauer gesagt in diesem Fall dem stromabwärtigen Ende des Kraftstoffeinspritzlochs 11) eine Beziehung von d1<d2.
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Die bewegbare Platte 580 ist so ausgebildet, dass die düsenseitige Endfläche 582 der bewegbaren Platte 580 und der erste Boden 483 der ersten Vertiefung 481 des bewegbaren Kerns 480 miteinander in Kontakt sind. Mit dieser Konfiguration ist der Endabschnitt der Nadel 30 an der Seite des Flansches 33, der in dem Durchgangsloch 44 des bewegbaren Kerns 480 aufgenommen ist, in dem Aufnahmeabschnitt 583 aufgenommen und wird durch die Innenumfangswand 585 des Aufnahmeabschnitts 583 so geführt, dass der Endabschnitt der Nadel 30 an der Seite des Flansches 33 in Achsrichtung bewegbar ist. Zu dem Zeitpunkt des Ventilschließvorgangs ist die Endfläche 331 des Flansches 33 mit dem Boden 584 des Aufnahmeabschnitts 583 in Kontakt. Zum Zeitpunkt des Ventilöffnungsvorgangs, sind die Endfläche 332 des Flansches 33 und der zweite Boden 484 der zweiten Vertiefung 482 miteinander in Kontakt.
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In dem achten Ausführungsbeispiel ist die bewegbare Platte 580 durch die Innenumfangswand 63 des stationären Kerns 60 geführt und ist dazu angepasst, sich in der Achsrichtung hin und her zu bewegen. Außerdem wird der Flansch 33 der Nadel 30 von der Innenumfangswand 585 des Aufnahmeabschnitts 583 so geführt, dass der Flansch 33 der Nadel 30 dazu angepasst ist, sich in der Achsrichtung hin und her zu bewegen. Mit diesem Aufbau wird die Nadel 30 über die bewegbare Platte 580 von der Innenumfangswand 63 des stationären Kerns 60 geführt. Dieser Aufbau ist darin von Vorteil, die Koaxialität des stationären Kerns 60, der bewegbaren Platte 580 und der Nadel 300 verglichen mit dem Fall zu verbessern, in dem die Nadel 30 über den bewegbaren Kern 480 von der Innenumfangswand 24 des Gehäuses 20 geführt wird. Somit ist es möglich, eine Schrägstellung der Nadel 30 in der Radialrichtung während des Hin-und-Her-Bewegens der Nadel 30 in der Achsrichtung zu begrenzen. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Stabilität des axialen Hin-und-Her-Bewegens der Nadel 30 zu verbessern.
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Ferner ist die bewegbare Platte 580 so aufgebaut, dass die axiale Strecke d2 zwischen der federseitigen Endfläche 581 der bewegbaren Platte 580 und dem Kraftstoffeinspritzloch 11 länger als die axiale Strecke d1 zwischen dem düsenseitigen Endabschnitt 64 des stationären Kerns 60 und dem Kraftstoffeinspritzloch 11 ist. Auf diese Weise ist es beispielsweise zum Zeitpunkt des Ventilschließvorgangs möglich, ein Ablösen der bewegbaren Platte 580 von der Innenumfangswand 63 des stationären Kerns 60 zu begrenzen. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Stabilität des axialen Hin-Und-Her-Bewegens der Nadel 30 weiter zu verbessern.
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Die vorstehenden Ausführungsbeispiele können folgendermaßen modifiziert werden.
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In den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist die Aufnahmevertiefung in dem bewegbaren Kern ausgebildet. Alternativ kann die Aufnahmevertiefung in dem nadelseitigen Teil der bewegbaren Platte ausgebildet sein. In einem solchen Fall können der Flansch der Nadel und die Aufnahmevertiefung der bewegbaren Platte so konstruiert sein, dass die axiale Länge des Flansches der Nadel kürzer als die axiale Strecke zwischen der sich an der Seite des stationären Kerns befindlichen Endfläche des bewegbaren Kerns und der Bodenwand der Aufnahmevertiefung ist.
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In dem vorgenannten Ausführungsbeispiel sind die axialen Durchgangslöcher in dem bewegbaren Kern und der bewegbaren Platte ausgebildet. Alternativ können axiale Durchgangslöcher in dem Flansch der Nadel ausgebildet sein.
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In den vorgenannten Ausführungsbeispielen sind das Gehäuse und die Nadel getrennt ausgebildet. Alternativ können das Gehäuse und die Nadel integral als ein einstückiger Körper ausgebildet sein.
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In dem vorgenannten Ausführungsbeispiel ist der Innenumfangskantenabschnitt der Aufnahmevertiefung abgeschrägt. Alternativ kann ein öffnungsseitiger Innenumfangskantenabschnitt der Einsetznut in einem oder mehreren der anderen Ausführungsbeispiele abgeschrägt sein.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorgenannten Ausführungsbeispiele und mit deren Modifikationen beschränkt, die vorstehend erörtert wurden, und die vorgenannten Ausführungsbeispiele können innerhalb des Wesens und des Umfangs der vorliegenden Erfindung weiter modifiziert werden.
