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Die Erfindung betrifft eine Drosselscheibe, ein
Verfahren zu deren Herstellung sowie eine Drosseleinrichtung. Weiterhin
betrifft die Erfindung eine Pumpe-Düse-Einheit zum Zuführen von
Kraftstoff in einen Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine, mit
einer steuer- und/oder regelbaren Kraftstoffpumpe, mit einer Kraftstoffeinspritzdüse, die
eine zwischen einer Schließstellung
und einer Öffnungsstellung
hin und her bewegliche Düsennadel
aufweist, mit einem ersten Druckraum, der von der Kraftstoffpumpe
mit unter einem ersten Druck stehenden Kraftstoff befüllbar ist,
und mit einem zweiten Druckraum, wobei in dem zweiten Druckraum
unter einem zweiten Druck stehender Kraftstoff eine Schließkraft auf
die Düsennadel
ausübt.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Drosselscheibe
und/oder der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung
in beziehungsweise mit einer Pumpe-Düse-Einheit.
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Drosselscheiben werden bei einer
Vielzahl von technischen Anwendungen zur Durchfluss- beziehungsweise
Durchströmungsbegrenzung
eingesetzt, beispielsweise bei sogenannten Pumpe-Düse-Einheiten,
die im Zusammenhang mit druckgesteuerten Einspritzsystemen für Brennkraftmaschinen
verwendet werden. Ein wesentliches Merkmal eines druckgesteuerten
Einspritzsystems besteht darin, dass die Kraftstoffeinspritzdüse öffnet, sobald eine
zumindest von aktuell herrschenden Drücken beeinflusste Öffnungskraft
auf die Düsennadel
ausgeübt
wird. Derartige druckgesteuerte Einspritzsysteme dienen der Kraftstoffdosierung,
der Kraftstoffaufbereitung, der Formung des Einspritzverlaufs und
einer Abdichtung der Kraftstoffzuführung gegen den Verbrennungsraum
der Brennkraftmaschine. Mit druckgesteuerten Einspritzsystemen lässt sich
der zeitliche Verlauf des Mengenstroms während der Einspritzung in vorteilhafter
Weise steuern. Damit kann ein positiver Einfluss auf die Leistung,
den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemission des Motors genommen
werden. Bei Pumpe-Düse-Einheiten
ist die Kraftstoffpumpe und die Kraftstoffeinspritzdüse als integriertes
Bauteil ausgebildet. Für
jeden Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine wird zumindest eine
Pumpe-Düse-Einheit
vorgesehen, die in der Regel in den Zylinderkopf eingebaut wird.
Die Kraftstoffpumpe umfasst dabei typischerweise einen in einem
Kraftstoffpumpenzylinder hin und her beweglichen Kraftstoffpumpenkolben,
der entweder direkt über
einen Stößel oder
indirekt über
Kipphebel von einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben
wird. Der einen ersten Druckraum bildende Abschnitt des Kraftstoffpumpenzylinders
ist über
ein Steuerventil mit einem Kraftstoff-Niederdruckbereich verbindbar,
wobei bei geöffnetem
Steuerventil Kraftstoff von dem Kraftstoff-Niederdruckbereich in
den ersten Druckraum angesaugt und bei weiterhin geöffnetem
Steuerventil von dem ersten Druckraum in den Kraftstoff-Niederdruckbereich
zurückgedrückt wird. Sobald
das Steuerventil geschlossen wird, erfolgt durch den Kraftstoffpumpenkolben
eine Komprimierung des in dem ersten Druckraum befindlichen Kraftstoffs
und somit ein Druckaufbau.
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Um bei einem Einspritzvorgang neben
einer Haupteinspritzmenge eine zusätzliche Voreinspritzmenge und/oder
eine zusätzliche
Nacheinspritzmenge in den Verbrennungsraum einzubringen, ist es
bereits bekannt, während
eines Einspritzzyklus mehrere, in kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgende
Einspritzimpulse auszulösen.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, den Einspritzdruck mittels einer
Einspritzverlaufsformung so zu regeln, dass Hochdruckspitzen und
damit harte Verbrennungsschläge
vermieden werden.
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Um den Einspritzverlauf in der gewünschten Weise
beeinflussen zu können,
wurde bereits vorgeschlagen, den jeweiligen Düsennadel-Öffnungsdruck zu verändern, indem
in einem zweiten Druckraum unter einem zweiten Druck stehender Kraftstoff
eine variable Schließkraft
auf die Düsennadel
ausübt.
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Um den zweiten Druck in einem derartigen zweiten
Druckraum in der gewünschten
Weise wieder abzubauen, wurde bereits die Verwendung einer herkömmlichen
Drosselscheibe in Erwägung
gezogen, die beispielsweise eine Bohrung von 30 μm bis 40 μm bei einer Stärke der
Drosselscheibe von zirka 300 μm
aufweisen kann, wobei es erforderlich ist, dass die Kanten der Drosselbohrung
gratfrei sind.
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Während
Drosselbohrungen mit einem Durchmesser ≥ 60 μm mit EDM-Verfahren hergestellt werden
können,
lassen sich Drosselbohrungen mit kleineren Durchmesser nur durch
das sogenannten Laserstrahlbohren fertigen.
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Eine derartige unter anderem durch
Laserstrahlbohren bearbeitete Drosselscheibe ist in den 1a und 1b schematisch
dargestellt, wobei 1a eine Draufsicht
ist, während
es sich bei 1b um eine Seiten-Schnittansicht
handelt. Die insgesamt mit 1 bezeichnete bekannte Drosselscheibe
weist eine Sackbohrung 2 auf, durch die das Material verdünnt wird,
bevor die eigentliche Drosselbohrung 3 mittels Laserstrahlbohren
ausgebildet wird. Da die Kanten der Drosselbohrung wie erwähnt gratfrei
und die Oberfläche
der Drossel spritzerfrei sein müssen,
sind bei der Anwendung des Laserstrahlbohrverfahrens aufwendige
Vor- und Nacharbeiten erforderlich, wie beispielsweise das Abdecken der
Seite, auf der der Laserstrahl austritt, oder das Beschichten der
Seite, auf der der Laserstrahl eintritt.
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Zusammenfassend ist festzustellen,
dass sowohl die EDM- als auch die Laserstrahlbohrverfahren aufwendig
und daher teuer sind. Beispielsweise beim Einsatz der bekannten
Drosselscheiben im Zusammenhang mit Pumpe-Düse-Einheiten kann weiterhin
das Problem auftreten, dass die Drosselbohrung in Betrieb teilweise
oder vollständig
verstopft.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
vorstehend erläuterten
Probleme zu beseitigen oder zumindest zu verringern.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale
der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die erfindungsgemäße Drosselscheibe baut auf
dem gattungsgemäßen Stand
der Technik dadurch auf, dass sie zur Definition eines durchflussbegrenzenden Öffnungsquerschnitts
zumindest eine Vertiefung aufweist, welche die Drosselscheibe nicht durchdringt.
Dadurch kann die Drosselscheibe auf einer Seite als einfache Planscheibe
ausgelegt werden, so dass die beim Laserstrahlbohren erforderliche
Sackbohrung zur Verdünnung
des Materials entfallen kann. Die zumindest eine, vorzugsweise jedoch
mehreren Vertiefungen, können
in nahezu beliebigen Strukturen auf der Drosselscheibenoberfläche vorgesehen
werden, das heißt
der Drosselquerschnitt kann über
die Breite, Tiefe und Anzahl der Vertiefungen variiert werden. Da
die zumindest eine Vertiefung die Drosselscheibe nicht durchdringt,
ist eine gratfreie Ausbildung der zumindest einen Vertiefung problemlos
möglich,
wodurch die erwähnten aufwendigen
Vor- und Nacharbeiten
wie beispielsweise das Abdecken der Seite, auf der der Laserstrahl
austritt, oder das Beschichten der Seiten, auf der der Laserstrahl
eintritt, entfallen können.
Insbesondere wenn mehrere Vertiefungen vorgesehen werden, kann zumindest
ein vollständiges
Verstopfen der Drossel nahezu ausgeschlossen werden.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Drosselscheibe
ist vorgesehen, dass zumindest eine Vertiefung zumindest teilweise im
Randbereich der Drosselscheibe vorgesehen ist. In diesem Fall kann
die Dichtwirkung der Drossel scheibe am Rand der geschliffenen Drosselscheibe durch
Anlegen an eine Anlagefläche
oder Kante erzielt werden.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Drosselscheibe
sieht vor, dass die zumindest eine Vertiefung in Form von zumindest
einem Graben vorliegt. Obwohl prinzipiell beliebige Grabenformen
möglich
sind, werden gerade Gräben besonders
bevorzugt, da sich diese am leichtesten herstellen lassen.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Drosselscheibe ist
vorgesehen, dass mehrere Vertiefungen in Form von im Wesentlichen
sternförmig
angeordneten Gräben
vorgesehen sind. Dadurch kann ein teilweises oder vollständiges Verstopfen
der Drossel besonders wirksam vermieden werden.
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In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise weiterhin
vorgesehen, dass die sternförmig
angeordneten Gräben
sich bis zum Rand der Drosselscheibe erstrecken. Die außer im Bereich
der Gräben
erwünschte
Dichtwirkung kann in diesem Fall wieder durch die Anlage des vorzugsweise
geschliffenen Drosselscheibenrandes an eine Kante beziehungsweise
Fläche
erzielt werden.
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Weiterhin wird es als vorteilhaft
erachtet, wenn bei der erfindungsgemäßen Drosselscheibe vorgesehen
ist, dass die sternförmig
angeordneten Gräben
sich nicht bis zum Mittelpunkt der Drosselscheibe erstrecken. Diese
Lösung
ist besonders vorteilhaft, weil die Ausbildung von bis zum Mittelpunkt der
Drosselscheibe führenden
Gräben
unter Umständen
eine mehrfache Bearbeitung des Mittelpunktbereichs erfordern und
zu einer damit verbundenen Materialüberlastung führen könnte.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Drosselscheibe
ist vorgesehen, dass die zumindest eine Vertiefung durch Verdampfen
von Drosselscheibenmaterial mittels Laser gebildet ist. In diesem
Zusammenhang wird es als beson ders vorteilhaft erachtet, wenn die
Oberfläche
mittels eines Laserstrahls auf Oxidationstemperatur gebracht und
anschließend
verdampft wird. Diese Vorgehensweise ist besonders vorteilhaft,
da die Verdampfungstemperatur des Oxids vorzugsweise unter der Schmelztemperatur
des Drosselscheibenmaterials liegt, das insbesondere durch Metall
gebildet sein kann.
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Zusätzlich oder alternativ kann
vorgesehen sein, dass die zumindest eine Vertiefung durch Laserstrahlspanen
gebildet ist. Bei dieser Vorgehensweise wird beispielsweise die
Oberfläche
von Stahl aufgeschmolzen und oxidiert. Beim Abkühlen zieht sich die Schmelze
zusammen und hebt als Span von der Drosselscheibenoberfläche ab.
Durch eine geeignete Wahl der Parameter und des Drosselscheibenmaterials
(beispielsweise 1.8159) kann die Bearbeitung der Oberfläche so eingestellt
werden, dass die Oxidation der Oberfläche nur einen feinen pulverförmigen Niederschlag
erzeugt, der dann durch Wischen oder Blasen einfach entfernt werden
kann. Unabhängig
von der speziellen Wahl des Laserbearbeitungsverfahrens kann eine
eventuell erforderliche Reinigung während des Gleitschleifens der
Scheibenkanten in vorteilhafter Weise erfolgen.
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Ohne darauf beschränkt zu sein
werden mit der erfindungsgemäßen Drosselscheibe
insbesondere Vorteile erzielt, wenn vorgesehen ist, dass der durchflussbegrenzende Öffnungsquerschnitt
einer herkömmlichen
Drosselbohrung mit einem Durchmesser von weniger als 100 μm, vorzugsweise
weniger als 40 μm
entspricht.
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In ähnlicher Weise kann bei der
erfindungsgemäßen Drosselscheibe
zusätzlich
oder alternativ vorgesehen sein, dass sie eine Stärke im Bereich
von ungefähr
200 μm bis
400 μm aufweist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung
einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Drosselscheibe sieht vor, dass die zumindest eine
Vertiefung mit Hilfe eines Laser strahls ausgebildet wird, insbesondere
durch Materialverdampfen und/oder Laserstrahlspanen. Dadurch ergeben
sich die vorstehend im Zusammenhang mit der Laserstrahlbearbeitung
erwähnten
Vorteile in ähnlicher oder
gleicher Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die
entsprechenden Ausführungen
verwiesen wird.
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Die Erfindung betrifft weiterhin
eine Drosseleinrichtung mit einer im Wesentlichen planen Anlagefläche, in
der eine Bohrung vorgesehen ist. Dabei ist vorgesehen, dass eine
erfindungsgemäße Drosselscheibe
im Bereich der Bohrung derart an die Anlagefläche angelegt ist, dass die
zumindest eine Vertiefung der Anlagefläche gegenüberliegt. Der Durchmesser der
Bohrung sollte groß im
Verhältnis
zum Querschnitt der zumindest einen Vertiefung sein.
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Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung
ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass ein Spiel zwischen im
Wesentlichen senkrecht und benachbart zur Drosselscheibe vorgesehenen
Flächen
und dem Randbereich der Drosselscheibe groß im Verhältnis zum Querschnitt der zumindest
einen Vertiefung ist. Durch diese Lösung wird sichergestellt, dass
der durchflussbegrenzende Öffnungsquerschnitt
tatsächlich
durch die zumindest eine Vertiefung und nicht durch ein zu geringes
Spiel im Randbereich definiert wird.
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Ohne darauf beschränkt zu sein
kann bei der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung
weiterhin vorgesehen sein, dass die Drosselscheibe durch eine Federkraft
an die Anlagefläche
angelegt ist. Diese Lösung
kommt insbesondere im Zusammenhang mit Pumpe-Düse-Einheiten in Betracht, was
nachfolgend noch näher
erläutert
wird.
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Die erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit baut auf dem gattungsgemäßen Stand
der Technik dadurch auf, dass Kraftstoff aus dem zweiten Druckraum über eine
erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung
ausströmen
kann. Durch diese Lösung kann
der gewünschte
Druck-Auf- und -Abbau in einfacher Weise erzielt werden, wobei die
erfindungsgemäße Drosseleinrichtung
zu niedrigeren Herstellungskosten führt und darüber hinaus ein Verstopfen der
Drossel praktisch ausschließt.
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Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit
wird es als besonders vorteilhaft erachtet, wenn vorgesehen ist,
dass eine Innenseite eines Federraums die Anlagefläche bildet. In
diesem Fall wird die Drosselscheibe vorzugsweise durch eine in dem
Federraum vorgesehene Feder an die Anlagefläche angelegt.
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Die Erfindung betrifft weiterhin
allgemein die Verwendung einer erfindungsgemäße Drosselscheibe und/oder
einer erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung
in beziehungsweise mit einer Pumpe-Düse-Einheit.
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Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
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1a eine
schematische Draufsicht einer Drosselscheibe gemäß dem Stand der Technik;
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1b eine
schematische Seiten-Schnittansicht der bekannten Drosselscheibe
gemäß 1a;
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2a eine
schematische Draufsicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosselscheibe;
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2b eine
Seitenansicht der Drosselscheibe gemäß 2a;
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3 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung;
und
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4 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit.
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2a zeigt
eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosselscheibe,
während 2b eine Seitenansicht der Drosselscheibe
gemäß 2a zeigt. Die erfindungsgemäße Drosselscheibe 10 ist
bei dieser Ausführungsform
kreisförmig
ausgebildet. Zur Definition des durchflussbegrenzenden Öffnungsquerschnitts sind
drei Vertiefungen 12, 14, 16 vorgesehen,
die die Drosselscheibe 10 nicht durchdringen. Die Vertiefungen 12, 14, 16 sind
als sternförmig
angeordnete Gräben 12, 14, 16 ausgebildet,
wobei sich die Gräben 12, 14, 16 bis
zum Rand der Drosselscheibe 10, jedoch nicht bis zu deren
Mittelpunkt erstrecken. Die Gräben 12, 14, 16 werden
vorzugsweise durch Laserstrahlspanen oder durch Verdampfen von Drosselscheibenmaterial
mittels Laser gebildet. Im zuletzt genannten Fall ist es vorteilhaft,
die Oberfläche
der Drosselscheibe 10 vor der Ausbildung der Gräben 12, 14, 16 mittels
eines Laserstrahls auf Oxidationstemperatur zu bringen und das Drosselscheibenmaterial
anschließend
zu verdampfen. Diese Vorgehensweise ist wie erwähnt besonders vorteilhaft,
da die Verdampfungstemperatur des Oxids unter der Schmelztemperatur
des Metalls liegt, aus dem die Drosselscheibe 10 vorzugsweise
gebildet ist. Die in den 2a und 2b dargestellte Drosselscheibe 10 kann
beispielsweise eine Dicke beziehungsweise Stärke von 300 μm aufweise
und der durch die Gräben 12, 14, 16 definierte
durchflussbegrenzende Öffnungsquerschnitt
kann derart gewählt
werden, dass er einer herkömmlichen
Drosselbohrung mit einem Durchmesser von 30 μm bis 40 μm entspricht, wobei eine derartige
Geometrie insbesondere bei Anwendungen im Zusammenhang mit Pumpe-Düse-Einheiten vorgesehen
werden kann.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung.
Die in 3 dargestellte
erfindungsgemäße Drosseleinrichtung 26 weist
eine im Wesentlichen plane Anlagefläche 18 auf, in der
eine Bohrung 20 vorgesehen ist. Der Durchmesser der Bohrung 20 ist
derart gewählt,
dass die Drosselwirkung nicht durch diese Bohrung 20 sondern
zumindest überwiegend
durch eine erfindungsgemäße Drosselscheibe 10 erzielt
wird, die im Bereich der Bohrung 20 an die Anlagefläche 18 angelegt
ist. Bei der Drosselscheibe 10 kann es sich beispielsweise um
die in den 2a und 2b dargestellte
Drosselscheibe 10 handeln. Die Drosselscheibe 10 ist
derart an die Anlagefläche 18 angelegt,
dass die Gräben 12, 14, 16 (nur
der Graben 12 ist in 3 dargestellt) der
Anlagefläche 18 gegenüberliegen.
Die Dichtwirkung der Drosselscheibe 10 wird am Rand der
vorzugsweise geschliffenen Drosselscheibe 10 durch Anlage
an die Anlagefläche 18 erzielt.
Bei der in 3 dargestellten
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung
sind zwei Flächen 22 senkrecht
zur Anlagefläche 18 und
zur Drosselscheibe 10 vorgesehen. Damit der durchflussbegrenzende Öffnungsquerschnitt
tatsächlich über die
Anzahl, Form und Tiefe der Gräben 12, 14, 16 definiert
wird, ist es erforderlich, dass das Spiel zwischen den Flächen 22, 24 und
dem Randbereich der Drosselscheibe 10 groß im Verhältnis zum
Querschnitt der Gräben 12, 14, 16 ist.
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4 zeigt
eine schematische Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit. Die
dargestellte Pumpe-Düse-Einheit zum Zuführen von
Kraftstoff 100 in einen Verbrennungsraum 120 einer
Brennkraftmaschine weist eine Kraftstoffpumpe 140–220 auf.
Ein Kraftstoffpumpenkolben 140 ist in einem Kraftstoffpumpenzylinder 160 hin
und her bewegbar. Der Kraftstoffpumpenkolben 140 wird direkt oder
indirekt über
eine nicht dargestellte Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben.
Der Kompressionsraum des Kraftstoffpumpenzylinders 160 bildet
bei dieser Ausführungsform
den ersten Druckraum 280, der von der Kraftstoffpumpe 140–220 mit unter
dem ersten Druck p280 stehendem Kraftstoff 100 befüllbar ist.
Der erste Druckraum 280 ist über eine Kraftstoffleitung 200 mit
einem an sich bekannten piezoelektrisch betriebenen Steuerventil
220 verbunden.
Das Steuerventil 220 dient dazu, die Kraftstoffleitung 200 entweder
zu verschließen
oder mit einem Kraftstoff-Niederdruckbereich 180 zu verbinden,
aus dem Kraftstoff 100 angesaugt werden kann. In seiner geöffneten
Ruhestellung wird bei einer bezogen auf 4 nach oben gerichteten Bewegung des
Kraftstoffpumpenkolbens 140 Kraftstoff 100 aus
dem Kraftstoff-Niederdruckbereich 180 in den ersten Druckraum 280 angesaugt.
Sofern das Steuerventil 220 sich bei einer bezogen auf 4 nach unten gerichteten
Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 140 noch in seiner
geöffneten
Ruhestellung befindet, kann vorher in den ersten Druckraum 280 angesaugter
Kraftstoff 100 wieder zurück in den Kraftstoff-Niederdruckbereich 180 gedrückt werden.
Bei einer Ansteuerung des Steuerventils 220 verschließt dieses die
Kraftstoffleitung 200. Dadurch wird der in den ersten Druckraum 280 angesaugte
Kraftstoff 100 bei einer nach unten gerichteten Bewegung
des Kraftstoffpumpenkolbens 140 komprimiert, wodurch der
erste Druck p280 in dem ersten Druckraum 280 erzeugt wird.
Die dargestellte Ausführungsform
der Pumpe-Düse-Einheit
umfasst weiterhin eine insgesamt mit 240 bezeichnete Kraftstoffeinspritzdüse, die
eine zwischen einer Schließstellung
und einer Öffnungsstellung
hin und her bewegliche Düsennadel 260 aufweist.
Der bezogen auf 4 obere
Endabschnitt der Düsennadel 260 weist
einen Düsennadelkolben 500 auf,
der in einem Schließfederraum 720 geführt ist. Eine
in dem Schließfederraum 720 angeordnete
erste Feder 360 stützt
sich mit ihrem bezogen auf die Darstellung von 4 oberen Endabschnitt an einer ersten
Anlagefläche 520 ab,
die den Schließfederraum 720 begrenzt.
Mit dem anderen Endabschnitt stützt
sich die erste Feder 360 an dem Düsennadelkolben 500 ab
und übt
somit eine Schließkraft
auf die Düsennadel 260 aus.
Ein eine Schulter 580 aufweisender Abschnitt der Düsennadel 260 ist
von einem dritten Druckraum 320 umgeben, der mit dem ersten Druckraum 280 über eine
Verbindungsleitung 480 kommuniziert. In Abhängigkeit
von der Drosselwirkung der Verbindungsleitung 480 und gegebenenfalls
weiterer nicht dargestellter Drosseleinrichtungen wird in Abhängigkeit
von dem in dem ersten Druckraum 280 herrschenden ersten
Druck p280 in dem dritten Druckraum 320 ein
dritter Druck p320 aufgebaut. Der in dem
dritten Druckraum 320 unter dem dritten Druck p320 stehende Kraftstoff 100 übt eine
bezogen auf die Darstellung von 4 nach
oben gerichtete Öffnungskraft
auf die Düsennadel 260 aus.
Ein Druckbegrenzungs- und -halteventil 340 in Form eines
2/2-Ventils ist räumlich
benachbart zur Düsennadel 260 angeordnet
und steht über
die Verbindungsleitung 480 mit dem ersten Druckraum 280 in
Verbindung. Ein zweiter Druckraum 300, 420, 680 umfasst einen
Bereich 300, der einen Abschnitt der Düsennadel 260 umgibt,
der eine Ringfläche 700 aufweist.
Dadurch übt
ein in dem Bereich 300 herrschender zweiter Druck P300 eine nach unten gerichtete Schließkraft auf
die Düsennadel 260 aus,
so dass der in dem dritten Druckraum 320 herrschende dritte
Druck p320 höhere Werte annehmen muss, um
einen Einspritzvorgang auszulösen.
Der zweiten Druckraum 300, 420, 680 umfasst
neben dem die Düsennadel 360 umgebenden
Bereich 300 eine Verbindungsleitung 680 und einen
Federraum 420. Um den zweiten Druck p300 in
dem zweiten Druckraum 300, 420, 680 einzustellen
beziehungsweise zu begrenzen und zu halten, ist ein Druckbegrenzungs-
und -halteventil 340 in dessen Öffnungsrichtung vorgesehen,
das über
die Verbindungsleitung 680 mit dem Bereich 300 und über eine
Abzweigung 640 in der Verbindungsleitung 480 sowohl
mit dem ersten Druckraum 280 als auch mit dem dritten Druckraum 320 in
Verbindung steht. Somit wirkt ungefähr der dritte Druck p320 auf das Druckbegrenzungs- und -halteventil 340 ein.
Das Druckbegrenzungs- und -halteventil 340 öffnet, wenn die
Summe der bezogen auf die Darstellung von 4 nach oben auf einen Ventilteller 380 wirkenden Kräfte größer ist,
als die Summe der nach unten auf den Ventilteller 380 wirkenden
Kräfte.
Das Druckbegrenzungs- und
-halteventil ist durch eine in dem Federraum 420 angeordnete
zweite Feder 560 in seine geschlossene Stellung vorgespannt.
Das Druckbegrenzungs- und -halteventil 340 ist vorzugsweise derart
ausgebildet, dass es bereits bei dritten Drücken p320 öffnet, die
noch nicht ausreichend hoch sind, um die Düsennadel 260 in ihre Öffnungsstellung zu
bewegen. Wenn das Druckbegrenzungs- und -halteventil 340 öffnet, gelangt über die
Verbindungsleitung 480 zugeführter Kraftstoff 100 in
den zweiten Druckraum 300, 420, 680,
so dass dort ein zweiter Druck p300 aufgebaut
werden kann, der die erwähnte Schließkraft auf
die Ringfläche 700 der
Düsennadel 260 ausübt. Mit
der dargestellten Anordnung ist es bei bevorzugten Ausführungsformen
möglich,
den zweiten Druck p300 in dem zweiten Druckraum 300, 420, 680 nach
Art eines Aufpumpvorgangs zu erhöhen,
indem das Steuerventil 220 derart impulsförmig angesteuert
wird, dass zwar jeweils das Druckbegrenzungs- und -halteventil 340 öffnet, die
Düsennadel 260 jedoch
in ihrer Schließstellung
verbleibt. Beispielsweise kann es erwünscht sein, den zum Öffnen der
Düsennadel 260 erforderlichen
dritten Druck p320 in dem dritten Druckraum 320 für eine Haupteinspritzung
zu erhöhen.
Andererseits ist es in vielen Fällen erwünscht, dass
die Düsennadel 260 für Vor- und Nacheinspritzungen
bereits bei geringeren dritten Drücken p320 öffnet. Daher
muss der in dem zweiten Druckraum 300, 420, 680 herrschende
zweite Druck p300 beispielsweise nach einer
Haupteinspritzung wieder abgebaut werden, um die gewünschte Nacheinspritzung
zu ermöglichen.
Der Abbau des zweiten Drucks p300 erfolgt über eine
erfindungsgemäße Drosseleinrichtung 26,
die zwischen dem Federraum 420 und einer Leitung 660 angeordnet
ist. Bei der Drosseleinrichtung 26 kann es sich beispielsweise um
die in 3 dargestellte
Drosseleinrichtung handeln. Die Drosseleinrichtung 26 gemäß 4 umfasst eine erfindungsgemäße Drosselscheibe 10,
die an einer Anlagefläche 540 anliegt,
wobei in 4 nicht dargestellte,
jedoch in der Drosselscheibe 10 vorgesehene Vertiefungen
der Anlagefläche 540 gegenüberliegen.
Die Anlagefläche 540 weist
eine die Drosseleigenschaften vorzugsweise zumindest nicht maßgeblich
beeinflussende Bohrung zum Anschluss der Leitung 660 auf.
Bei dieser Ausführungsform
wird die Drosselscheibe 10 durch die zweite Feder 560 an die
Anlagefläche 540 angelegt.
Die Drosselscheibe 10 kann beispielsweise eine Stärke von
ungefähr
300 μm aufweisen,
wobei der durchlassbegrenzende Öffnungsquerschnitt
einer herkömmlichen
Drosselbohrung von 30 μm
bis 40 μm
entsprechen kann. Da vorzugsweise mehrere in 4 nicht dargestellte Vertiefungen 12, 14, 16 in
der Drosselscheibe 10 vorgesehen sind, ist zumindest ein
vollständiges
Verstopfen der Drosseleinrichtung 26 praktisch auszuschließen, was
gegenüber
dem Stand der Technik erhebliche Vorteile mit sich bringt. Weiterhin
ergeben sich durch die einfach herzustellende Drosseleinrichtung 26 Kostenvorteile
im Vergleich zu herkömmlichen
Drosseleinrichtungen, die eine eine Drosselbohrung aufweisende Drosselscheibe
verwenden.
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Die Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassen:
Die Erfindung betrifft eine Drosselscheibe, bei der anstelle einer
Drosselbohrung vorzugsweise mehrere die Drosselscheibe nicht durchdringenden Vertiefungen
in Form von Gräben 12, 14, 16 vorgesehen
sind, die den durchflussbegrenzenden Öffnungsquerschnitt definieren,
wenn die Drosselscheibe 10 an eine Anlagefläche 18 angelegt
wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung
der erfindungsgemäßen Drosselscheibe 10 unter
Einsatz eines Laserstrahls sowie eine Drosseleinrichtung. Darüber hinaus
betrifft die Erfindung eine Pumpe-Düse-Einheit, bei der zum Abbau
eines eine Schließkraft
auf die Düsennadel
ausübenden
Druckes eine erfindungsgemäße Drosseleinrichtung
verwendet wird.
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Die in der vorstehenden Beschreibung,
in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der
Erfindung können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung
der Erfindung wesentlich sein.