DE19737125A1

DE19737125A1 - Volume flow control device and injection system with such a control device

Info

Publication number: DE19737125A1
Application number: DE1997137125
Authority: DE
Inventors: Hinrich Dr Krueger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1997-08-26
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 1999-03-18
Anticipated expiration: 2017-08-27
Also published as: DE19758532A1; FR2767932B1; FR2769954B1; DE19737125C2; DE19758532C2; FR2769954A1; FR2767932A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Volumenstromre geln eines Mediums gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so wie ein Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.The invention relates to a device for volume flow apply a medium according to the preamble of claim 1 so as an injection system for an internal combustion engine according to the Preamble of claim 12.

Common-Rail-Einspritzsysteme enthalten im wesentlichen eine Hochdruckpumpe, einen Hochdruckspeicher, Einspritzventile und eine elektronische Steuereinrichtung mit den notwendigen Sen soren. Dem Hochdruckspeicher wird von der Hochdruckpumpe Kraftstoff zugeführt, wodurch die Hochdruckpumpe einen Druck im Hochdruckspeicher aufbaut. Die Hochdruckpumpe steht dabei über eine Vorförderpumpe mit einem Kraftstofftank in Verbin dung, wobei zwischen die Vorförderpumpe und die Hochdruckpum pe jeweils ein Durchflußquerschnitt-Regelventil und Vordruck- Regelventil geschaltet sein können, um den Volumenstrom zur Hochdruckpumpe bedarf abhängig zu regeln. Das Durchflußquer schnitt-Regelventil und das Vordruck-Regelventil sind weiter hin vorzugsweise so ausgelegt, daß sich mit einer Vergröße rung des Durchflußquerschnitts eine Vordruckerhöhung auf der Zulaufseite der Hochdruckpumpe einstellt, bzw. sich umgekehrt bei einer Verminderung des Durchflußquerschnitts der Vordruck auf der Zulaufseite verringert. Durch diesen gleichzeitigen Anstieg bzw. Abfall von Druck und Durchfluß-querschnitt im Zulauf der Hochdruckpumpe ergibt sich eine progressiv stei gende Steuerungskennlinie des Volumenstroms über seiner An steuergröße, wodurch sich eine hohe Regelgüte unter Verringe rung des Energieverbrauchs der Vorförderpumpe erreichen läßt.Common rail injection systems essentially contain one High pressure pump, a high pressure accumulator, injection valves and an electronic control device with the necessary sen soren. The high pressure accumulator is from the high pressure pump Fuel is supplied, causing the high pressure pump to pressurize builds up in the high pressure accumulator. The high pressure pump is there via a pre-feed pump with a fuel tank in connection dung, being between the prefeed pump and the high pressure pump pe a flow cross-section control valve and pre-pressure Control valve can be switched to the volume flow High-pressure pump needs to be regulated depending on. The flow cross cut control valve and the admission pressure control valve are further out preferably designed so that with a magnification tion of the flow cross section an increase in pressure on the Inlet side of the high pressure pump adjusts, or vice versa if the flow cross-section is reduced, the admission pressure reduced on the inlet side. Through this simultaneous Rise or fall in pressure and flow cross-section in the Inlet of the high pressure pump results in a progressively steep control characteristic curve of the volume flow over its an control variable, which results in a high control quality under reduction tion of the pre-feed pump can be achieved.

In der DE 196 05 247 C1 sind Volumenstrom-Regelventile offen bart, die eine solche progressiv steigende Kennlinie des Vo lumenstroms über seiner Ansteuergröße zeigen. Bei diesen be kannten Ventilen ist im Ventilgehäuse ein gegen die Kraft ei ner Feder bewegliches Durchflußquerschnitt-Stellglied ange ordnet, mit dem sich die Größe eines Durchflußquerschnitts im Ventilgehäuse verändern läßt. Weiterhin ist ein eine Absteu eröffnung verschließendes Druckstellglied vorgesehen, das mit einer weiteren Feder gegen das Ventilgehäuse abgestützt ist. Das Durchflußquerschnitt-Stellglied, die Absteueröffnung und das Druckstellglied sind dabei so angeordnet, daß das Durch flußquerschnitt-Stellglied, wenn es den Durchflußquerschnitt vergrößert, die Lage der Absteueröffnung bzw. die Position des Druckstellglieds derart verändert, daß der Druck auf den Volumenstrom erhöht wird. Bei diesen bekannten Ventilen ist jedoch nachteilhaft, daß eine Veränderung des Drucks im Ven til, wie sie z. B. auch von der Vorförderpumpe ausgehen kann, auf die Lage des Durchflußquerschnitt-Stellglieds im Ventil rückwirkt, so daß jede Druckänderung eine unerwünschte Durch flußquerschnittsänderung zur Folge hat.Volume flow control valves are open in DE 196 05 247 C1 beard that such a progressively increasing characteristic of the Vo Show lumen flow above its control size. With these be Known valves is in the valve housing against the force ner spring movable flow section actuator arranges with which the size of a flow cross section in Valve housing can be changed. Another is a tax opening closing pressure actuator provided with another spring is supported against the valve housing. The flow cross section actuator, the discharge opening and the pressure actuator are arranged so that the through flow cross section actuator if it is the flow cross section enlarged, the position of the discharge opening or the position of the pressure actuator changed so that the pressure on the Volume flow is increased. In these known valves however disadvantageous that a change in pressure in the Ven til how they z. B. can also start from the pre-feed pump, on the position of the flow cross-section actuator in the valve reacts, so that every pressure change is an undesirable changes in the cross-section of the river.

Bei den in Brennkraftmaschinen eingesetzten Common-Rail- Einspritzsystemen ist weiterhin zwischen die Hochdruckpumpe und den Hochdruckspeicher ein Hochdruck-Regelventil geschal tet, das für eine schnelle Druckentlastung im Hochdruckspei cher bei Betriebspunktänderungen, z. B. beim Übergang vom Vollast- in den Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine, sorgt. Dieses Hochdruck-Regelventil ermöglicht es auch, nach Abschalten der Brennkraftmaschine den Überdruck aus dem Hoch druckspeicher abzuführen.In the common rail used in internal combustion engines Injection systems is still between the high pressure pump and the high pressure accumulator a high pressure control valve tet, for rapid pressure relief in high-pressure fuel cher when operating point changes, z. B. at the transition from Full load in the idle mode of the internal combustion engine, worries. This high pressure control valve also allows after Switching off the internal combustion engine the excess pressure from the high discharge pressure accumulator.

Bei den Common-Rail-Einspritzsystemen ergibt sich also die Notwendigkeit, neben einer Volumenstromregelung im Zulauf vor der Hochdruckpumpe auch eine Druckregelung im Hochdruckspei cher selbst durchzuführen. Da bei den bekannten Einspritzsy stemen zumindest zwei getrennte Regelorgane vorgesehen sind, hat dies einen hohen konstruktiven Aufwand und damit auch ho he Kosten zur Folge. Weiterhin muß die Ansteuerung dieser Re gelorgane genau aufeinander abgestimmt werden, um eine aus reichende Regelgüte zu erreichen.This is the result of the common rail injection systems Necessity in addition to a volume flow control in the inlet the high pressure pump also has a pressure control in the high pressure pump Carry out yourself. As with the well-known injection systems at least two separate control units are provided, this has a high design effort and therefore also ho he costs. Furthermore, the control of this Re gel organs are precisely matched to one another to achieve sufficient control quality.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kostengünsti ge Druck- und Volumenstromregelung in einem Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die sich durch eine hohe Regelgüte auszeichnet.The object of the present invention is an inexpensive Pressure and volume flow control in an injection system to provide for an internal combustion engine that is characterized by is characterized by a high control quality.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.This object is achieved by the features of claims 1 and 12 solved. Preferred embodiments are in the dependent ones Claims disclosed.

Die Regelvorrichtung gemäß Anspruch 1 zeichnet sich durch ei ne verbesserte Integration von Druck- und Druckflußquer schnittsregelung aus, die sowohl für einen kompakten und da mit kostengünstigen Aufbau als auch für eine verbesserte Re gelgüte sorgt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Druckstellglied in der Regelvorrichtung ausschließ lich gegen das Durchflußquerschnitt-Stellglied abgestützt ist, so daß das Durchflußquerschnitt-Stellglied sich immer im Druckgleichgewicht befindet und damit seine Lage unempfind lich gegen Druckschwankungen ist.The control device according to claim 1 is characterized by egg ne improved integration of pressure and pressure flow cross cut out, both for a compact and there with inexpensive construction as well as for improved re gel quality ensures. This is achieved according to the invention by that the pressure actuator in the control device excludes Lich supported against the flow cross-section actuator is, so that the flow cross-section actuator is always in Pressure equilibrium is located and thus its position is insensitive is against pressure fluctuations.

Gemäß der im Anspruch 9 offenbarten bevorzugten Ausführungs form der Regelvorrichtung ist es weiterhin möglich, die ge samte Druck- und Volumenstrom-Regelung eines Common-Rail- Einspritzsystems mittels einer einzelnen Regelvorrichtung durchzuführen, die sich darüber hinaus durch eine sehr ge naue, gegen Druckveränderungen unempfindliche Regelung aus zeichnet. Diese kombinierte Regelvorrichtung kann dabei wei ter gemäß Anspruch 11 so ausgelegt werden, daß die Anzahl der Anschlüsse an die Regelvorrichtung zur Vordruck- und Druck flußquerschnitts- bzw. Hochdruckregelung auf ein Minimum re duziert ist. According to the preferred embodiment disclosed in claim 9 form of the control device, it is still possible to ge entire pressure and volume flow control of a common rail Injection system using a single control device perform, which is also characterized by a very ge exact regulation, insensitive to pressure changes draws. This combined control device can be white ter be designed according to claim 11 so that the number of Connections to the control device for pre-pressure and pressure flow cross-section or high pressure control to a minimum right is induced.

Gemäß dem in Anspruch 12 offenbarten Einspritzsystem ist durch die Kombination von Volumenstromregelung mit der Hoch druckregelung nur ein einzelner Aktor für die Systemregelung erforderlich.According to the injection system disclosed in claim 12 by combining volume flow control with the high pressure control only a single actuator for system control required.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert; es zeigen:The invention is illustrated by the figures; it demonstrate:

Fig. 1 ein erstes Regelventil gemäß der Erfindung, Fig. 1 a first control valve according to the invention,

Fig. 2 ein zweites Regelventil gemäß der Erfindung, Fig. 2 shows a second control valve according to the invention,

Fig. 3 ein drittes Regelventil gemäß der Erfindung, Fig. 3 shows a third control valve according to the invention,

Fig. 4 ein viertes Regelventil gemäß der Erfindung, Fig. 4 shows a fourth control valve according to the invention,

Fig. 5 ein fünftes Regelventil gemäß der Erfindung und Fig. 5 shows a fifth control valve according to the invention and

Fig. 6 ein Einspritzsystem gemäß der Erfindung. Fig. 6 shows an injection system according to the invention.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt ein Regelventil gemäß einer er sten Ausführungsform der Erfindung, das axialsymmetrisch be züglich der Achse 19 ausgebildet ist, wobei in Fig. 1 nur ei ne Hälfte des Regelventils dargestellt ist. Fig. 1 shows in cross section a control valve according to a first embodiment of the invention, which is axially symmetrical with respect to the axis 19 , wherein only one half of the control valve is shown in Fig. 1.

Das Regelventil weist ein Ventilgehäuse 10 auf, das mit einer Abdeckkappe 12 an einer Aufnahme 11, die Teil eines Gehäuses eines Verbrauchers 50 sein kann, angeflanscht ist. In dem Ventilgehäuse 10 sind einander gegenüberliegend zwei Einsätze 13, 14 eingepaßt, wobei zwischen den beiden Einsätzen im Be reich der Abdeckkappe 12 eine Magnetspule 15 angeordnet ist. Der untere Einsatz 13 und der obere Einsatz 14 sind dabei je weils topfförmig mit einer zylindrischen Innenbohrung ausge bildet, in denen ein Durchflußquerschnitt-Stellglied 20 steckt, das in Längsrichtung, parallel zur Achse 19 beweglich angeordnet ist.The control valve has a valve housing 10 which is flanged to a receptacle 11 , which can be part of a housing of a consumer 50 , with a cover cap 12 . In the valve housing 10 , two inserts 13 , 14 are fitted opposite one another, a magnetic coil 15 being arranged between the two inserts in the area of the covering cap 12 . The lower insert 13 and the upper insert 14 are each pot-shaped with a cylindrical inner bore, in which a flow cross-section actuator 20 is inserted, which is arranged in the longitudinal direction, parallel to the axis 19 movable.

Das Durchflußquerschnitt-Stellglied 20 setzt sich aus einem oberen Führungskolben 21 und einem unteren Steuerkolben 22 mit einem dazwischenliegenden, längsgestreckten Verbindungs stück 23 zusammen, wobei eine durchgehende Innenbohrung 28 im Durchflußquerschnitt-Stellglied 20 ausgebildet ist. Am Füh rungskolben 21 ist weiterhin im Bereich der Magnetspule 15 ein Magnetanker 24 angeordnet. Das Durchflußquerschnitt- Stellglied 20 wird an seinem Steuerkolben 22 durch eine in der Bohrung des unteren Einsatzes 13 angeordnete erste Feder 25 abgestützt, deren Federkraft das Durchflußquerschnitt- Stellglied 20 gegen die Stirnfläche des oberen Einsatzes 14 drückt. Aus dieser Ruhestellung wird das Durchflußquer schnitt-Stellglied 20 durch Bestromung der Magnetspule 15 mittels des am Steuerkolben 22 angeordneten Magnetankers 24 längs der Achse 19 in Richtung auf den unteren Einsatz 13 be wegt.The flow cross-section actuator 20 is composed of an upper guide piston 21 and a lower control piston 22 with an intermediate, elongated connecting piece 23 , wherein a continuous inner bore 28 is formed in the flow cross-section actuator 20 . On Füh approximately piston 21 , a magnet armature 24 is also arranged in the region of the solenoid 15 . The flow cross-section actuator 20 is supported on its control piston 22 by a first spring 25 arranged in the bore of the lower insert 13 , the spring force of which presses the flow cross-section actuator 20 against the end face of the upper insert 14 . From this rest position, the flow cross-section actuator 20 is moved by energizing the solenoid 15 by means of the armature 24 arranged on the control piston 22 along the axis 19 in the direction of the lower insert 13 be.

Zwischen dem unteren Einsatz 13 und dem Durchflußquerschnitt- Stellglied 20 ist im Bereich des Verbindungsstücks 23 ein länglicher, vorzugsweise ringförmig um das Verbindungsstück umlaufender Hohlraum ausgebildet, in dem ein ebenfalls vor zugsweise ringförmig um das Verbindungsstück umlaufendes Druckstellglied 30 angeordnet ist, das mit einer zweiten Fe der 31 gegen den zwischen dem Führungskolben 21 und dem Ver bindungsstück 23 des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 aus geformten Absatz abgestützt ist. Das Druckstellglied 30 ist parallel zur Achse 19 gegen die Federkraft der zweiten Feder 31 verschiebbar, wobei das Druckstellglied 30 im Hohlraum ei nen Steuerraum 32 dicht gegen einen Federraum 33, in dem sich die zweite Feder 31 befindet, abschließt.Between the lower insert 13 and the flow cross-section actuator 20 in the area of the connecting piece 23, an elongated, preferably annular around the connector cavity is formed, in which a likewise preferably circular around the connecting piece pressure actuator 30 is arranged, which with a second Fe the 31 against the between the guide piston 21 and the United connecting piece 23 of the flow cross-section actuator 20 is supported from molded paragraph. The pressure actuator 30 is parallel to the axis 19 against the spring force of the second spring 31 , the pressure actuator 30 in the cavity egg nen control chamber 32 tight against a spring chamber 33 , in which the second spring 31 is located.

In der Aufnahme 11 sind weiterhin seitlich voneinander beab standet drei Bohrungen 40, 41, 42 angebracht, wobei die unte re Bohrung 40 als Ventilauslaß für den Verbraucher 50 dient, die mittlere Bohrung 41 als Ventileinlaß für einen über eine Pumpe 51 angeschlossenen Tank 52 verwendet wird und die obere Bohrung 42 als Absteueröffnung zur Rückführung in den Tank 52 ausgebildet ist. Die Auslaßbohrung 40, die Einlaßbohrung 41 und die Absteuerbohrung 42 enden jeweils in zwischen dem un teren Einsatz 13 und der Aufnahme 11 ausgebildeten Ringkanä len 43, 44, 45, wobei sich der untere Ringkanal 43, in den die Auslaßbohrung 40 vorzugsweise zwischen dem ersten Einsatz 13 und der Aufnahme 11 mündet, bis zur Sockelstirnfläche er streckt. Über jedem Ringkanal ist in einer entsprechenden Stufenbohrung der Aufnahme 11 ein Dichtring 16, vorzugsweise in Form eines O-Rings, angebracht, der eine radiale Abdich tung des jeweiligen Ringkanals gewährleistet.In the receptacle 11 are further laterally beab each other standet three bores 40, 41, attached to 42, wherein the unte re bore 40 serves as a valve outlet to the consumer 50, the center hole 41 is used as a valve inlet for a connected via a pump 51 tank 52 and the upper bore 42 is designed as a discharge opening for returning into the tank 52 . The outlet bore 40 , the inlet bore 41 and the control bore 42 each end in between the un lower insert 13 and the receptacle 11 formed Ringkanä len 43 , 44 , 45 , with the lower ring channel 43 , in which the outlet bore 40 preferably between the first use 13 and the receptacle 11 opens up to the base face he stretches. Above each ring channel, a sealing ring 16 , preferably in the form of an O-ring, is attached in a corresponding stepped bore of the receptacle 11 , which ensures a radial sealing device of the respective ring channel.

Von den Ringkanälen 43, 44, 45 führen Verbindungsbohrungen 46, 47, 48, 49 durch den unteren Einsatz 13 in den Ventilin nenraum. Die erste Verbindungsbohrung 46, die an den unteren Ringkanal 43, in dem die Auslaßbohrung 40 endet, angeschlos sen ist, ist so angeordnet, daß der Steuerkolben 22 des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 in der Ruhestellung des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 die erste Verbindungsboh rung 40 gerade noch verschließt und von einem zwischen Ver bindungsstück 23 und Steuerkolben 22 umlaufenden Absatz trennt. Die darüberliegende zweite Verbindungsbohrung 47, die über den mittleren Ringkanal 44 mit der Einlaßbohrung 41 ver bunden ist, mündet in den Steuerraum 32, wobei gewährleistet ist, daß die zweite Verbindungsbohrung 47 für alle möglichen Stellungen des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 zum Steu erraum 32 hin offen ist. Von dem längsgestreckten oberen Ringkanal 45, an den die zum Tank 52 zurückführende Absteuer bohrung 42 mittig angeschlossen ist, führen die dritten und vierten Verbindungsbohrungen 48, 49, die jeweils an den bei den äußeren Enden von dem oberen Ringkanal 42 abzweigen, in den zwischen dem Verbindungsstück 23 des Durchflußquer schnitt-Stellglieds 20 und dem unteren Einsatz 13 ausgebilde ten Hohlraum. Die dritte Verbindungsbohrung 48 ist dabei so angeordnet, daß ihre Öffnung durch das Druckstellglied 30 in Ruhestellung verschlossen und gerade noch vom Steuerraum 32 abgetrennt wird. Die vierte Verbindungsbohrung 49 dagegen ist so ausgelegt, daß sie in jeder Stellung des Durchflußquer schnitt-Stellglieds 20 und des Druckstellglieds 30 Verbindung zu dem zwischen dem Führungskolben 21 des Durchflußquer schnitt-Stellglieds und dem Druckstellglied ausgebildeten Fe derraum 33, in dem sich die zweite Feder 31 befindet, hat, um diesen Raum des Regelventils ständig drucklos zu halten.From the ring channels 43 , 44 , 45 lead connecting holes 46 , 47 , 48 , 49 through the lower insert 13 in the valve interior. The first connecting bore 46 , which is ruled out at the lower annular channel 43 , in which the outlet bore 40 ends, is arranged so that the control piston 22 of the flow cross-section actuator 20 in the rest position of the flow cross-section actuator 20, the first Verbindungsboh tion 40 straight still closes and separates from a connecting piece between Ver 23 and control piston 22 circulating paragraph. The overlying second communication hole 47, the ver through the intermediate annular passage 44 with the inlet bore 41 connected is, opens into the control chamber 32, wherein it is assured that the second connecting bore 47 for all possible positions of the flow cross-actuator 20 erraum to STEU 32 open is. Of the elongated upper annular channel 45, to which the leading back to the tank 52 spill bore 42 is connected centrally to lead the third and fourth connecting holes 48, 49 which branch off respectively on the at the outer ends of the upper ring channel 42 in between the Connector 23 of the flow cross-section actuator 20 and the lower insert 13 formed th cavity. The third connecting bore 48 is arranged so that its opening is closed by the pressure actuator 30 in the rest position and is just separated from the control chamber 32 . The fourth connecting bore 49, however, is designed so that it is in each position of the flow cross-section actuator 20 and the pressure actuator 30 connection to the formed between the guide piston 21 of the flow cross-section actuator and the pressure actuator Fe derraum 33 , in which the second spring 31 has, in order to keep this space of the control valve constantly depressurized.

Die vierte Verbindungsbohrung 49 kann jedoch auch, statt in den oberen Ringkanal 45 zu münden, direkt durch den unteren Einsatz 13 und die Aufnahme 11 nach außen geführt werden, um einen Druckaufbau im Federraum 33 zu verhindern. Der Feder raum 33 ist weiterhin vorzugsweise über eine zusätzliche Boh rung 29 mit der durchgehenden Innenbohrung 28 des Durch flußquerschnitt-Stellglieds 20 verbunden, um auch die übrigen Innenräume des Regelventils - außer dem Steuerraum 32 - druck los zu halten. Weiterhin sind in dem Steuerkolben 21 des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 beiderseits des Magnetan kers 15 zwei Kanäle 26, 27 ausgebildet, um den sich im Be reich zwischen dem unteren Einsatz 13 und dem oberen Einsatz 14 ansammelnden Kraftstoff bei einer Bewegung des Durch flußquerschnitt-Stellglieds 20 verdrängen zu können. Der Ka nal 27 kann hierbei auch als Nut im Durchflußquerschnitt- Stellglied 20 ausgeführt werden.However, instead of opening into the upper ring channel 45, the fourth connecting bore 49 can also be passed directly through the lower insert 13 and the receptacle 11 in order to prevent pressure build-up in the spring chamber 33 . The spring chamber 33 is preferably connected via an additional drilling 29 with the through inner bore 28 of the flow cross-section actuator 20 in order to keep the other interiors of the control valve - apart from the control chamber 32 - pressure-free. Furthermore, two channels 26 , 27 are formed in the control piston 21 of the flow cross-section actuator 20 on both sides of the Magnetan core 15 , around which fuel accumulates in the area between the lower insert 13 and the upper insert 14 when the flow cross-section actuator 20 moves to be able to displace. The Ka channel 27 can also be designed as a groove in the flow cross-section actuator 20 .

Im folgenden soll die Funktionsweise des in Fig. 1 gezeigten Regelventils näher erläutert werden:
In der Ausgangsstellung des Regelventils verschließt das Durchflußquerschnitt-Stellglied 20 mit seinem Steuerkolben 22 die über die Auslaßbohrung 40 und den unteren Ringkanal 43 mit dem Verbraucher 50 in Verbindung stehende erste Verbin dungsbohrung 46 vollständig. Weiterhin wird in dieser Aus gangsstellung auch die dritte Verbindungsbohrung 48, die über den oberen Ringkanal 45 und die Absteuerbohrung 42 in den Tank 52 mündet, durch das Druckstellglied 30 verschlossen. Der Steuerraum 32 ist über die zweite Verbindungsbohrung 47, den mittleren Ringkanal 44, die Einlaßbohrung 41 und die Pum pe 51 an den Tank 52 angeschlossen und wird hieraus mit Kraftstoff versorgt. Anstelle von Kraftstoff kann jedoch auch eine andere Flüssigkeit oder ein Gas, insbesondere ein Flüs siggas, eingesetzt werden.The mode of operation of the control valve shown in FIG. 1 will be explained in more detail below:
In the starting position of the control valve, the flow cross-section actuator 20 closes with its control piston 22, the first connection bore 46, which is connected to the consumer 50 via the outlet bore 40 and the lower annular channel 43, completely. Furthermore, in this starting position, the third connecting bore 48 , which opens into the tank 52 via the upper annular channel 45 and the control bore 42 , is closed by the pressure actuator 30 . The control chamber 32 is connected to the tank 52 via the second connecting bore 47 , the central annular channel 44 , the inlet bore 41 and the pump 51 and is supplied with fuel therefrom. Instead of fuel, however, another liquid or a gas, in particular a liquid gas, can be used.

Wird bei der Versorgung des Steuerraums 32 mit Kraftstoff der Druck im Steuerraum durch die Pumpe 51 so weit erhöht, daß der Kraftstoffdruck auf die dem Steuerraum 32 zugewandte Sei te des Druckstellglieds 30 größer als die das Druckstellglied auf der entgegengesetzten Seite beaufschlagende Federkraft der zweiten Feder 31 wird, so wird das Druckstellglied 30 ge gen die zweite Feder 31 gedrückt und eine Verbindung des Steuerraums 32 mit der dritten Verbindungsbohrung 48 herge stellt. Über die geöffnete dritte Verbindungsbohrung 48, den oberen Ringkanal 45 und die Absteuerbohrung 42 kann dann Kraftstoff in den Tank 52 zurückgeführt werden.If the control chamber 32 is supplied with fuel, the pressure in the control chamber is increased by the pump 51 to such an extent that the fuel pressure on the control chamber 32 facing the pressure actuator 30 is greater than the spring force of the second spring 31 acting on the pressure actuator on the opposite side is, the pressure actuator 30 ge pressed against the second spring 31 and a connection of the control chamber 32 with the third connection bore 48 Herge provides. Fuel can then be returned to the tank 52 via the opened third connection bore 48 , the upper ring channel 45 and the control bore 42 .

Der sich im Steuerraum 32 aufbauende Kraftstoffdruck wird durch die Geometrie des Druckstellglieds 30, insbesondere durch die Größe der dem Steuerraum 32 zugewandten Fläche, die Anordnung des Druckstellglieds 30 in bezug auf die dritte Verbindungsbohrung 48 und die Federkraft der zweiten Feder 31 bestimmt.The fuel pressure building up in the control chamber 32 is determined by the geometry of the pressure actuator 30 , in particular by the size of the surface facing the control chamber 32 , the arrangement of the pressure actuator 30 in relation to the third connecting bore 48 and the spring force of the second spring 31 .

Wird das Durchflußquerschnitt-Stellglied 20 durch Bestromen der Magnetspule 15 mittels des am Führungskolben 21 angeord neten Magnetankers 24 von der Ruheposition in eine Arbeitspo sition gegen die Kraft der ersten Feder 25 verschoben, so wird der Steuerraum 32 gleichzeitig gegen die erste Verbin dungsbohrung 46 mitverschoben und der Steuerkolben 22 gibt die erste Verbindungsbohrung 46 zum Steuerraum 32 hin frei, wodurch Kraftstoff über die erste Verbindungsbohrung 46, den unteren Ringkanal 43 und die Auslaßbohrung 40 zum Verbraucher 50 fließt.If the flow cross-section actuator 20 is moved by energizing the solenoid 15 by means of the armature 24 arranged on the guide piston 21 from the rest position into a working position against the force of the first spring 25 , the control chamber 32 is simultaneously moved against the first connec tion bore 46 and the control piston 22 is the first connecting bore 46 to the control chamber 32 towards free, whereby fuel through the first communication hole 46, the lower annular channel 43 and the outlet bore 40 flows to the consumers 50th

Mit dem Verschieben des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 aus der Ruheposition in die Arbeitsposition gegen die Feder kraft der ersten Feder 25 wird auch das Druckstellglied 30, das über die Feder 31 am Durchflußquerschnitt-Stellglied 20 abgestützt ist, in Richtung auf die erste Feder 25 verscho ben, so daß das Druckstellglied 30 einen größeren Weg gegen die erste Feder 31 bewegt werden muß, um die dritte Verbin dungsbohrung 48 zum Absteuern von Kraftstoff zu öffnen. Dies hat zur Folge, daß sich ein höherer Druck in dem Steuerraum 32 aufbaut.With the displacement of the flow cross-section actuator 20 from the rest position into the working position against the spring force of the first spring 25 , the pressure actuator 30 , which is supported by the spring 31 on the flow cross-section actuator 20 , ben in the direction of the first spring 25 ben , so that the pressure actuator 30 must be moved a greater distance against the first spring 31 in order to open the third connec tion bore 48 for the control of fuel. The result of this is that a higher pressure builds up in the control chamber 32 .

Je weiter das Durchflußquerschnitt-Stellglied 20 beim Bewegen in die Arbeitsposition in Richtung auf die erste Feder 25 verschoben wird, um so größer wird der Bereich des Öffnungs querschnitts der ersten Verbindungsbohrung 46, der zum Steu erraum 32 hin freigegeben wird, und damit der Durchflußquer schnitt zum Verbraucher 50. Gleichzeitig mit der Zunahme des Durchflußquerschnitts nimmt auch der Druck im Steuerraum 32 zu, da das Druckstellglied 30 immer weiter von der dritten Verbindungsbohrung 48 weg verschoben wird. Es ergibt sich so eine progressive Kennlinie des dem Verbraucher 50 zugeführten Volumenstroms über dem Magnetansteuerstrom. Der maximale Druck im Steuerraum 32 wird weiterhin nur dann aufgebaut, wenn der maximale Durchflußquerschnitts erreicht werden soll.The further the flow cross-section actuator 20 is moved when moving into the working position in the direction of the first spring 25 , the larger the area of the opening cross-section of the first connecting bore 46 , which is released to the control chamber 32 , and thus the flow cross-section to the consumer 50 . Simultaneously with the increase in the flow cross-section, the pressure in the control chamber 32 also increases, since the pressure actuator 30 is shifted further and further away from the third connection bore 48 . The result is a progressive characteristic curve of the volume flow supplied to the consumer 50 over the magnet drive current. The maximum pressure in the control chamber 32 continues to be built up only if the maximum flow cross section is to be reached.

Dadurch, daß der Federraum 33, in dem sich die Feder 31 be findet, ständig über die vierte Verbindungsbohrung 49 druck los gehalten wird, bleibt der Kraftstoffdruck im Steuerraum 32 von einer Veränderung der Federraumgröße durch ein Zusam mendrücken der Feder 31 unbeeinflußt. Weiterhin befindet sich das Durchflußquerschnitt-Stellglied 20 in jeder Betriebsstel lung im Druckgleichgewicht, da das Druckstellglied 30 über die Feder 31 ausschließlich auf dem Durchflußquerschnitt- Stellglied 20 abgestützt ist. Die Betriebsstellung des Durch flußquerschnitt-Stellglieds 20 ist also nur durch die gegen die Federkraft der ersten Feder 25 von der Magnetspule 15 be aufschlagte Magnetkraft bestimmt. Das Regelventil ist somit absolut unempfindlich gegenüber Druckschwankungen des Kraft stoffs im Regelventil, wie sie z. B. durch die Pumpe 51 her vorgerufen werden können und zu einer Beeinträchtigung der Regelgüte führen würden.Characterized in that the spring chamber 33 , in which the spring 31 be found, is constantly kept pressure-free via the fourth connecting bore 49 , the fuel pressure in the control chamber 32 remains unaffected by a change in the spring chamber size by a compression of the spring 31 . Furthermore, the flow cross-section actuator 20 is in each operating position in the pressure equilibrium, since the pressure actuator 30 is supported by the spring 31 exclusively on the flow cross-section actuator 20 . The operating position of the flow cross-section actuator 20 is thus determined only by the magnetic force 15 be imposed against the spring force of the first spring 25 by the magnetic coil. The control valve is thus absolutely insensitive to pressure fluctuations in the fuel in the control valve, as z. B. can be called here by the pump 51 and would lead to an impairment of the control quality.

Zur Optimierung des Regelverhaltens ist der Öffnungsquer schnitt der ersten Verbindungsbohrung 46 vorzugsweise recht eckig ausgeführt und erstreckt sich in die Bewegungsrichtung des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20. Dieser Öffnungsquer schnitt sorgt dafür, daß der Durchflußquerschnitt in Abhän gigkeit vom Verschiebweg des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 für kleine Werte des Verschiebwegs nur geringfügig zunimmt und auf diese Weise eine hohe Genauigkeit bei der Einstellung von kleinen Volumenströmen möglich ist. Noch genauer lassen sich kleine Volumenströme aber durch einen dreieckförmigen Öffnungsquerschnitt der ersten Verbindungsbohrung 46 einstel len. Auch die dritte Verbindungsbohrung 48 wird bevorzugt nicht mit einem runden Querschnitt, sondern als möglichst breiter Schlitz senkrecht zur Bewegungsrichtung des Durch flußquerschnitt-Stellglieds 20 ausgeführt, da auf diese Weise sich eine besonders geringe Abhängigkeit des Drucks im Steu erraum 32 von der Größe des durch die dritte Verbindungsboh rung 48 abfließenden Kraftstoffstroms erreichen läßt.To optimize the control behavior, the opening cross section of the first connecting bore 46 is preferably of rectangular design and extends in the direction of movement of the flow cross section actuator 20 . This opening cross-section ensures that the flow cross-section only slightly increases in dependence on the displacement of the flow cross-section actuator 20 for small values of the displacement and in this way a high accuracy in the setting of small volume flows is possible. Small volume flows can be set even more precisely by means of a triangular opening cross section of the first connecting bore 46 . The third connecting bore 48 is preferably not with a round cross section, but rather as wide a slot perpendicular to the direction of movement of the flow cross-section actuator 20 , since in this way there is a particularly low dependence of the pressure in the control chamber 32 on the size of the third Verbindungsboh tion 48 flowing fuel flow can be reached.

Um die Montage des Regelventils, insbesondere das Anbringen des Druckstellglieds 30 und der Feder 31 zu vereinfachen, ist das Durchflußquerschnitt-Stellglied 20 zweiteilig ausgeführt, wobei der Führungskolben 21 erst nach dem Einsetzen des Druckstellglieds 30 und der Feder 31 an dem Verbindungsstück 23 befestigt wird. Alternativ können der Führungskolben 21 und der Steuerkolben 23 auch aus einem Stück gefertigt sein, wobei zur Durchmessererweiterung auf den Steuerhalter eine Hülse nach dem Einsetzen des Druckstellglieds 30 und der Fe der 31 aufgesetzt wird. Statt die Abdeckkappe 12 an der Auf nahme 11 anzuflanschen, können die Aufnahme 11 und die Ab deckkappe 12 auch über ein Zentralgewinde oder durch einen Sprengring verbunden werden.In order to simplify the assembly of the control valve, in particular the attachment of the pressure actuator 30 and the spring 31 , the flow cross-section actuator 20 is designed in two parts, the guide piston 21 being fastened to the connecting piece 23 only after the pressure actuator 30 and the spring 31 have been inserted. Alternatively, the guide piston 21 and the control piston 23 can also be made in one piece, with a sleeve being placed on the control holder for expanding the diameter after the pressure actuator 30 and the Fe 31 have been inserted. Instead of flanging the cap 12 to the receptacle 11 , the receptacle 11 and the cap 12 can also be connected by a central thread or by a snap ring.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Regelventils, wobei im folgenden nur auf die Unterschiede zu der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform eingegangen wird. Bei der Ausfüh rungsform gemäß Fig. 2 ist eine Einlaßbohrung 60, die das Ventil über die Pumpe 51 mit dem Tank 52 verbindet, an der Stirnseite der Stufenbohrung in der Aufnahme 11 und des Ein satzes 13 angeordnet. Durch diese Einlaßbohrung 60 gelangt der Kraftstoff in den Federraum der ersten Feder 25 und von dort weiter in die Innenbohrung 28 des Durchflußquerschnitt- Stellglieds 20 und über die Kanäle 26 und 27 in den Bereich zwischen dem unteren Einsatz 13 und dem oberen Einsatz 14, in dem sich der Magnetanker 24 und die Magnetspule 15 befindet. Weiterhin ist im Verbindungsstück 23 eine Bohrung 61 vorgese hen, die den Steuerraum 32 mit der Innenbohrung 28 des Durch flußquerschnitt-Stellglieds 20 verbindet und so ständig mit Kraftstoff versorgt. Durch den stirnseitigen Kraftstoffeinlaß ist eine kompaktere Ausführung des Regelventils und ein leichterer Einbau in den Verbraucher 50 möglich. Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 gezeigten Regelventil, bei dem nur der Steu erraum 32 druckbeaufschlagt ist, sind bei dem in Fig. 2 ge zeigten Regelventil sämtliche Innenräume des Regelventils druckbeaufschlagt, außer dem Federraum 33, in dem sich die das Druckstellglied 30 abstützende Feder 31 befindet. Der Fe derraum 33 ist deshalb auch nicht durch eine Bohrung mit der Innenbohrung 28 des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 ver bunden. FIG. 2 shows a second embodiment of the control valve, only the differences from the embodiment shown in FIG. 1 being discussed below. In the exporting of FIG approximate shape. 2 is an inlet bore 60 which connects the valve via the pump 51 to the tank 52, arranged at the end face of the stepped bore in the housing 11 and the gearset 13 A. Through this inlet bore 60 , the fuel enters the spring chamber of the first spring 25 and from there further into the inner bore 28 of the flow cross-section actuator 20 and via the channels 26 and 27 in the area between the lower insert 13 and the upper insert 14 , in which the magnet armature 24 and the magnet coil 15 are located. Furthermore, a bore 61 is provided in the connecting piece 23 , which connects the control chamber 32 to the inner bore 28 of the through-flow actuator 20 and is thus continuously supplied with fuel. The fuel inlet on the front enables a more compact design of the control valve and easier installation in the consumer 50 . In contrast to the control valve shown in FIG. 1, in which only the control chamber 32 is pressurized, in the control valve shown in FIG. 2 all interior spaces of the control valve are pressurized, except for the spring chamber 33 , in which the pressure actuator 30 is supported Spring 31 is located. The Fe derraum 33 is therefore not ver through a bore with the inner bore 28 of the flow cross-section actuator 20 connected.

Die Funktionsweise des in Fig. 2 gezeigten Regelventils ent spricht dem in Fig. 1 dargestellten Regelventil.The operation of the control valve shown in FIG. 2 corresponds to the control valve shown in FIG. 1.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Regelventils, die eine Abwandlung des in Fig. 2 gezeigten Regelventils dar stellt. Bei diesem mit einem stirnseitigen Einlaß ausgebilde ten Regelventil ist in der Ausgangsstellung, im Gegensatz zu den in Fig. i und 2 gezeigten Ausführungsformen, ein maxima ler Querschnitt und ein maximaler Druck in dem Steuerraum 32 eingestellt, wenn die Magnetspule 15 nicht bestromt wird. Fig. 3 shows a further embodiment of the control valve, which represents a modification of the control valve shown in Fig. 2. In this trained with a front inlet th control valve is in the starting position, in contrast to the embodiments shown in Fig. I and 2, a maximum cross-section and a maximum pressure in the control chamber 32 when the solenoid 15 is not energized.

Das Druckstellglied 30 ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 in dem zwischen dem Verbindungsstück 23 des Durchflußquer schnitt-Stellglieds 20 und dem unteren Einsatz 13 ausgebilde ten Hohlraum mit der zweiten Feder 31 an dem zwischen dem Steuerkolben 22 und dem Verbindungsstück 23 umlaufenden Ab satz abgestützt, wobei der Steuerraum 32 zwischen dem Füh rungskolben 21 des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 und dem Druckstellglied 30 ausgebildet ist. Die erste Verbin dungsbohrung 46, die über den Ringkanal 44 und die Auslaßboh rung 41 zum Verbraucher 50 führt, mündet in der Ausgangsstel lung des Regelventils direkt unterhalb des Führungskolbens 21 des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 in den Steuerraum 32. Die dritte Verbindungsbohrung 48, die zum Absteuern von Kraftstoff aus dem Regelventil dient, ist in der Ausgangs stellung vom Druckstellglied 30 vollständig verschlossen und von der dem Steuerraum 32 zugewandten Seite des Druckstell glieds 30 um einen Verschiebweg beabstandet ist, der den Ma ximaldruck im Steuerraum 32 festlegt. Die vierte Verbindungs bohrung 49, die den Federraum 33 mit dem Außenraum des Regel ventils verbindet, ist so angeordnet, daß ihre Öffnung in den Federraum 33 in jeder Ventilstellung frei bleibt. Dies gilt auch für die aus der Innenbohrung 28 des Durchflußquer schnitt-Stellglieds 20 in den Steuerraum 32 führende Bohrung 61, über die der Kraftstoff dem Steuerraum 32 zugeführt wird. The pressure actuator 30 is in the embodiment of FIG. 3 in the section between the connecting piece 23 of the flow cross-section actuator 20 and the lower insert 13 formed th cavity with the second spring 31 on the rotating between the control piston 22 and the connecting piece 23 from set rate , wherein the control chamber 32 between the Füh approximately piston 21 of the flow cross-section actuator 20 and the pressure actuator 30 is formed. The first connec tion bore 46 , which leads via the ring channel 44 and the Auslaßboh tion 41 to the consumer 50 , opens in the starting position of the control valve directly below the guide piston 21 of the flow cross-section actuator 20 in the control chamber 32nd The third communication bore 48, which is used to downscale of fuel from the control valve is, position in the output from the pressure actuator 30 is completely sealed and is spaced from the control chamber 32 facing side of the pressure actuator 30 by an offset distance, the ximaldruck the Ma in the control chamber 32 specifies. The fourth connection bore 49 , which connects the spring chamber 33 to the outside of the control valve, is arranged so that its opening in the spring chamber 33 remains free in each valve position. This also applies to the out of the inner bore 28 of the actuator 20 Durchflußquer cut into the control chamber 32 leading bore 61 through which the fuel is supplied to the control chamber 32nd

Im folgenden wird die Funktionsweise des in Fig. 3 darge stellten Regelventils näher erläutert:
Durch die Einlaßbohrung 60, den Federraum der ersten Feder 25, die Innenbohrung 28 des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 und die Bohrung 61 wird der Steuerraum 32 mit Kraftstoff versorgt. In der Ausgangsstellung des Regelventils, wenn die Magnetspule 15 (nicht gezeigt) stromlos ist, ist die erste Verbindungsbohrung 46 vollständig geöffnet und ein maximaler Volumenstrom an Kraftstoff gelangt über diese Verbindungsboh rung zum Verbraucher 50.The operation of the control valve shown in FIG. 3 is explained in more detail below:
The control chamber 32 is supplied with fuel through the inlet bore 60 , the spring chamber of the first spring 25 , the inner bore 28 of the flow cross-section actuator 20 and the bore 61 . In the starting position of the control valve, when the solenoid 15 (not shown) is de-energized, the first connection bore 46 is completely open and a maximum volume flow of fuel reaches the consumer 50 via this connection bore.

In dieser Ausgangsstellung des Regelventils kann auch der ma ximale Kraftstoffdruck im Steuerraum 32 erreicht werden, da die den Kraftstoff absteuernde dritte Verbindungsbohrung 48 erst freigegeben wird, wenn der Kraftstoffdruck im Steuerraum 32 das Druckstellglied 30 um den voreingestellten maximalen Verschiebweg gegen die Kraft der Feder 31 bewegt hat.In this starting position of the control valve, the maximum fuel pressure in the control chamber 32 can also be achieved, since the fuel-dropping third connection bore 48 is only released when the fuel pressure in the control chamber 32 moves the pressure actuator 30 by the preset maximum displacement against the force of the spring 31 Has.

Wird nun das Durchflußquerschnitt-Stellglied 20 magnetisch gegen die Kraft der ersten Feder 25 aus der Ausgangsstellung verschoben, wird der Öffnungsquerschnitt der ersten Verbin dungsöffnung 46 und damit der Volumenstrom zum Verbraucher 50 verringert. Darüber hinaus wird auch der Verschiebweg des Druckstellglieds 30, der erforderlich ist, um die dritte Ver bindungsbohrung 48 zum Absteuern von Kraftstoff zu öffnen, verkürzt, so daß der maximale, in dem Steuerraum 32 erreich bare Druck vermindert wird.If the flow cross-section actuator 20 is magnetically displaced against the force of the first spring 25 from the initial position, the opening cross section of the first connec tion opening 46 and thus the volume flow to the consumer 50 is reduced. In addition, the displacement of the pressure actuator 30 , which is required to open the third Ver connection bore 48 for the control of fuel, is shortened, so that the maximum reachable in the control chamber 32 pressure is reduced.

Ein Vergleich der in Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen zeigt, daß, um ein Regelventil gemäß Fig. 2, bei dem in der Ausgangsstellung des Durchflußquerschnitts und der Vordruck minimal sind, in ein Regelventil gemäß Fig. 3, bei dem in der Ausgangsstellung der Durchflußquerschnitt und der Vordruck maximal sind, überzuführen, im wesentlichen der Steuerraum 32, der Federraum 33 und die Verbindungsbohrungen spiegelver kehrt angeordnet werden müssen. Durch ein analoges Vorgehen kann deshalb auch aus dem in Fig. 1 dargestellten Regelventil mit einem seitlichen Einlaß, bei dem in der Ausgangsstellung der Durchflußquerschnitt und der Vordruck minimal sind, ein Regelventil mit einem seitlichen Einlaß, bei dem in der Aus gangsstellung der maximale Durchflußquerschnitt und der maxi male Vordruck, vorliegt, hergestellt werden. Wesentlich ist jedoch, daß das Druckstellglied 30 nicht am Ventilgehäuse 10, sondern am Durchflußquerschnitt-Stellglied 20 mittels einer Rückstelleinrichtung, wie der Feder 31, abgestützt ist, so daß sich das Durchflußquerschnitt-Stellglied 20 immer im Druckgleichgewicht befindet. Hierdurch wird erreicht, daß das Regelventil unempfindlich gegen Druckschwankungen ist.A comparison of the embodiments shown in FIGS. 2 and 3 shows that, in order to a control valve according to FIG. 2, in which the flow cross-section is minimal in the initial position, and into the control valve according to FIG. 3, in which the Flow cross-section and the admission pressure are to be transferred, essentially the control chamber 32 , the spring chamber 33 and the connecting bores have to be arranged invertedly. By an analogous procedure can therefore from the control valve shown in Fig. 1 with a side inlet, in which in the starting position the flow cross-section and the admission pressure are minimal, a control valve with a side inlet, in the starting position from the maximum flow cross-section and the maximum male form, is available. It is essential, however, that the pressure actuator 30 is not supported on the valve housing 10 , but on the flow cross-section actuator 20 by means of a resetting device, such as the spring 31 , so that the flow cross-section actuator 20 is always in pressure equilibrium. This ensures that the control valve is insensitive to pressure fluctuations.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Regelventils, bei dem zugleich mit einer Durchflußquerschnitts- und Vor druckregelung für den Verbraucher 50 eine Hochdruckregelung für einen weiteren Verbraucher 53 ausgeführt wird, wobei das Regelventil einen Bereich aufweist, der der in Fig. 1 gezeig ten Ausführungsform des Regelventils weitgehend entspricht. Fig. 4 shows a further embodiment of the control valve, in which at the same time with a flow cross-section and before pressure control for the consumer 50, a high-pressure control for a further consumer 53 is carried out, the control valve having a region which shows the embodiment shown in FIG. 1 of the control valve largely corresponds.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform setzt sich ein Ventilgehäuse 100 aus einer Abdeckkappe 112 und zwei Einsät zen 113, 114 zusammen, wobei der untere Einsatz 113 vorzugs weise mit einem Schlüsselangriff und einem Zentralgewinde in einer Stufenbohrung einer Aufnahme 111 eingeschraubt ist. Die Aufnahme 111 kann hierbei Teil eines Gehäuses des Verbrau chers 53, z. B. einer Hochdruckpumpe, sein. Die beiden topfförmig ausgebildeten Einsätze 113, 114 sind durch die Ab deckkappe 112 aufeinander festgeklemmt und bilden einen durchgehenden zentralen Innenraum. In diesem Innenraum ist in dem unteren Einsatz 113 ein Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 eingebracht, das als Hülse ausgebildet ist und in seiner zentralen Innenbohrung 128 einen Schließstift 70 aufweist. Das Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 und der Schließstift 70 sind in Längsrichtung parallel zu einer zentralen Achse 119 des Regelventils verschiebbar ausgebildet.In the embodiment shown in FIG. 4, a valve housing 100 is composed of a cover cap 112 and two inserts 113 , 114 , the lower insert 113 preferably being screwed into a stepped bore of a receptacle 111 with a key attack and a central thread. The receptacle 111 can be part of a housing of the consumer 53 , z. B. a high pressure pump. The two cup-shaped inserts 113 , 114 are clamped together by the top cap 112 and form a continuous central interior. In this interior, a flow cross-section actuator 120 is introduced in the lower insert 113 , which is designed as a sleeve and has a locking pin 70 in its central inner bore 128 . The flow cross-section actuator 120 and the closing pin 70 are designed to be displaceable in the longitudinal direction parallel to a central axis 119 of the control valve.

Das Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 weist einen oberen Führungskolben 121, ein daran anschließendes, längsgestreck tes Verbindungsstück 123 und einen unteren Steuerkolben 122 auf, wobei zwischen dem unteren Einsatz 113 und dem Durch flußquerschnitt-Stellglied 120 im Bereich des Verbindungs stücks 123 ein länglicher, ringförmiger um das Verbindungs stück umlaufender Hohlraum ausgebildet ist. Dieser Hohlraum entspricht dem in Fig. 1 zwischen dem unteren Einsatz 113 und dem Verbindungsstück 123 ausgebildeten Hohlraum und ist mit den gleichen Komponenten und den gleichen Verbindungsbohrun gen durch das Ventilgehäuse versehen, auf die deshalb im fol genden nicht näher eingegangen werden soll. Mit dem Durch flußquerschnitt-Stellglied 120 läßt sich weiterhin analog zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Volumenstrom, der dem Verbraucher 50 zugeführt wird, regeln.The flow cross section actuator 120 has an upper guide piston 121 , an adjoining, elongated connecting piece 123 and a lower control piston 122 , wherein between the lower insert 113 and the flow cross section actuator 120 in the area of the connecting piece 123 an elongated, annular around the connecting piece circumferential cavity is formed. This cavity corresponds to the cavity formed in Fig. 1 between the lower insert 113 and the connector 123 and is provided with the same components and the same Verbindungsbohrun gene through the valve housing, which will therefore not be discussed in more detail in the fol lowing. With the flow cross-section actuator 120 can continue to regulate analogously to the embodiment shown in Fig. 1, the volume flow that is supplied to the consumer 50 .

Im Bereich unterhalb des Steuerkolbens 122 des Durchflußquer schnitt-Stellglieds 120 ist seitlich eine zusätzliche Bohrung 80 in die Aufnahme 111 eingebracht, die als weitere Absteuer öffnung zur Kraftstoffrückführung in den Tank 52 dient. Diese Bohrung 80 wird über einen Ringkanal 81 und eine Verbindungs bohrung 82 so in den Hohlraum unterhalb des Steuerkolbens 122 des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 120 geführt, daß die Verbindungsbohrung 82 in jeder Betriebsstellung des Durch flußquerschnitt-Stellglieds 120 zu diesem Hohlraum hin offen ist. An der unteren Stirnfläche der Aufnahme 111 ist eine weitere Bohrung 83 vorgesehen, die als Hochdruckeinlaß von Kraftstoff aus dem Verbraucher 53 dient. Dieser Verbraucher 53 kann auch mit dem Verbraucher 50, dem der druckbeauf schlagte Volumenstrom über das Regelventil zugeführt wird, identisch sein.In the area below the control piston 122 of the flow cross-section actuator 120 , an additional bore 80 is made laterally in the receptacle 111 , which serves as a further discharge opening for fuel return to the tank 52 . This bore 80 is guided via an annular channel 81 and a connection bore 82 into the cavity below the control piston 122 of the flow cross-section actuator 120 that the connection bore 82 is open to this cavity in each operating position of the flow cross-section actuator 120 . A further bore 83 is provided on the lower end face of the receptacle 111 and serves as a high-pressure inlet of fuel from the consumer 53 . This consumer 53 can also be identical to the consumer 50 , to which the pressurized volume flow is supplied via the control valve.

In der Hochdruckeinlaßbohrung 83 ist ein Kopfstück 90 ange ordnet, das mittig eine Druckablaßbohrung 91 aufweist. Die Druckablaßbohrung 91 weitet sich in Richtung auf den Ven tilinnenraum zu einem kegelförmigen Ventilsitz aus, in dem eine Kugel 92 angeordnet ist, die vom Schließstift 70 durch eine am unteren Ende des Schließstifts 70 angeordnete Aufnah me 71 gehalten wird. Über die Hochdruckeinlaßbohrung 83 kann Kraftstoff aus dem Verbraucher 53 abgesteuert werden, wenn der Kraftstoffdruck auf die Kugel 92 größer ist als die die Kugel 92 beaufschlagende Haltekraft des Schließstifts 70, da dann die Durchlaßbohrung 91 im Kopfteil 90 freigegeben wird und Kraftstoff in den Hohlraum unterhalb des Durchflußquer schnitt-Stellglieds 120 mit dem die Absteuerbohrung 80 ver bunden ist, geleitet wird.In the high pressure inlet bore 83 , a head piece 90 is arranged, which has a pressure relief bore 91 in the center. The pressure relief bore 91 widens in the direction of the Ven tilinnenraum to a conical valve seat is disposed in which a ball 92 which me by the locking pin 70 by means disposed at the lower end of the locking pin 70 Recordin is held 71st Via the high pressure inlet port 83, fuel can be ramped down from the consumer 53 when the fuel pressure is greater on the ball 92 as the ball 92 acts on the holding force of the locking pin 70, since then the passage bore 91 is released in the head part 90 and fuel in the cavity below the Flow cross-section actuator 120 with which the control bore 80 is connected, is passed.

Zur Steuerung weist das Regelventil im Bereich des oberen Einsatzes 114 eine Ankerführungstange 93 auf, die über die im oberen Einsatz 114 angeordnete Magnetspule 15 bestromt wird und mit dem Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 über eine er ste Kopplungsfeder 94 in Wirkverbindung steht. Diese Kopp lungsfeder 94 ist durch eine Übertragungsbuchse 95 vorge spannt, wobei die Übertragungsbuchse 95 an einer inneren An schlagfläche 124 des am Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 ausgebildeten Führungskolbens 121 aufliegt und die Kopplungs feder 94 gegen eine als Anschlaghülse 96 ausgebildetes End stück der Ankerführungsstange 93 drückt.To control the control valve in the area of the upper insert 114 has an armature guide rod 93 , which is energized via the magnet coil 15 arranged in the upper insert 114 and is in operative connection with the flow cross-section actuator 120 via a coupling spring 94 . These couplers lung spring 94 is provided by a transmission sleeve 95 spans, wherein the transmission sleeve 95 stop surface on an inner An 124 of the guide piston 121 is formed on the flow cross-actuator 120 rests and pushes the coupling spring 94 against a configured as a stop sleeve 96 end piece of the armature guide rod 93rd

Die Übertragungsbuchse 95 bildet weiterhin zwischen dem Füh rungskolben 121 und der Anschlaghülse 96 der Ankerführungs stange 93 einen Federraum aus, in dem eine zweite Kopplungs feder 97 angeordnet ist, die den im Durchflußquerschnitt- Stellglied 120 angeordneten Schließstift 70 und damit die Ku gel 92 mit der Haltekraft beaufschlagt.The transmission socket 95 also forms between the Füh approximately piston 121 and the stop sleeve 96 of the anchor guide rod 93 from a spring chamber in which a second coupling spring 97 is arranged, which arranged in the flow cross-section actuator 120 locking pin 70 and thus the Ku gel 92 with the Holding force applied.

Im folgenden wird die Funktionsweise des in Fig. 4 gezeigten Regelventils näher erläutert:
In der Ruheposition schlägt die Ankerführungsstange 93 an der Stirnfläche des oberen Einsatzes 114 an. In dieser Stellung ist der Schließstift 70 nicht gegen die Kugel 92 vorgespannt, so daß die Durchlaßbohrung 91 im Kopfteil 90 geöffnet ist und Kraftstoff aus dem Verbraucher 53 in den Tank 52 abgesteuert werden kann. Das Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 ist wei terhin so angeordnet, daß durch den Steuerkolben 122 die zum Verbraucher 50 führenden Auslaßbohrungen 46, 43, 40 ver schlossen sind und das Druckstellglied 30 die zum Absteuern von Kraftstoff in den Tank 52 vorgesehene Bohrung 48 ver schließt.The mode of operation of the control valve shown in FIG. 4 is explained in more detail below:
In the rest position, the anchor guide rod 93 strikes the end face of the upper insert 114 . In this position, the locking pin 70 is not biased against the ball 92 , so that the passage bore 91 in the head part 90 is open and fuel can be diverted from the consumer 53 into the tank 52 . The flow cross-section actuator 120 is further arranged in such a way that the outlet bores 46 , 43 , 40 leading to the consumer 50 are closed by the control piston 122 and the pressure actuator 30 closes the bore 48 provided for diverting fuel into the tank 52 .

Wenn der im oberen Einsatz 114 vorgesehene Magnet 15 bestromt wird, bewegt sich die Ankerführungsstange 93 in Richtung auf den Schließstift 70 und überträgt dabei über die erste Kopp lungsfeder 94 und die zweite Kopplungsfeder 97 eine Halte kraft auf die Kugel 92, die linear mit der Auslenkung der Ankerführungsstange 93 zunimmt. Dabei wird aufgrund der Vor spannung der ersten Kopplungsfeder 94 zunächst nur die zweite Kopplungsfeder 97 zusammengedrückt, so daß sich ein steiler Anstieg der auf den Schließstift 70 wirkenden Kraft über der Auslenkung der Ankerführungsstange 93 ergibt.When the magnet 15 provided in the upper insert 114 is energized, the armature guide rod 93 moves in the direction of the locking pin 70 and thereby transmits via the first coupling spring 94 and the second coupling spring 97 a holding force on the ball 92 , which is linear with the deflection the armature guide rod 93 increases. In this case, due to the voltage before the first coupling spring 94 , only the second coupling spring 97 is first compressed, so that there is a steep increase in the force acting on the locking pin 70 over the deflection of the armature guide rod 93 .

Erst wenn die von der Ankerführungsstange 93 auf den Schließ stift 70 übertragene Kraft die Vorspannkraft der ersten Kopp lungsfeder 94 überschreitet, wird auch diese zusammenge drückt, wobei die Übertragungsbuchse 95 dann von ihrer Aufla ge auf dem Führungskolben 121 abhebt und sich auf die An schlaghülse 96 zubewegt. Only when the force transmitted from the armature guide rod 93 to the locking pin 70 exceeds the pretensioning force of the first coupling spring 94 , is this also pressed together, the transmission bushing 95 then lifting from its support on the guide piston 121 and on the impact sleeve 96 moved to.

Die Kopplungsfedern 94 und 97 wirken jetzt in Reihe, so daß der erst steile Anstieg der auf den Schließstift 70 wirkenden Kraft in einen zweiten, nur noch flach weiter ansteigenden Bereich, abknickt. Die Bewegung der Ankerführungsstange 93 verschiebt gleichzeitig das Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 in Richtung auf die Stirnfläche des unteren Einsatzes 113, wobei sich die innere Auslaßbohrung 46 öffnet und ein Volumenstrom zum Verbraucher 50 fließt. Mit dem Durch flußquerschnitt-Stellglied 120 wird auch das über die Feder 31 abgestützte Druckstellglied 30 verschoben, so daß sich der zum Öffnen der inneren Absteuerbohrung 48 notwendige Druck und damit der Vordruck im Steuerraum 32 erhöht.The coupling springs 94 and 97 now act in series, so that the only steep increase in the force acting on the locking pin 70 bends into a second area which only increases gently. The movement of the armature guide rod 93 simultaneously displaces the flow cross-section actuator 120 in the direction of the end face of the lower insert 113 , the inner outlet bore 46 opening and a volume flow flowing to the consumer 50 . With the flow cross-section actuator 120 , the pressure actuator 30 , which is supported by the spring 31 , is also displaced, so that the pressure required to open the internal pilot bore 48 and thus the admission pressure in the control chamber 32 increases.

Durch die Verwendung der beiden Kopplungsfedern 94, 97 läßt sich eine besonders vorteilhafte Kennlinie bei der Kraftbe aufschlagung der Kugel 92 und damit für die Druckabsteuerung des Verbrauchers 53 in den Tank 52 erreichen. Anstelle zweier Kopplungsfedern 94, 97 kann jedoch auch z. B. eine degressive Feder zwischen der Ankerführungsstange 93 und dem Schließ stift 70 eingesetzt werden.By using the two coupling springs 94 , 97 , a particularly advantageous characteristic curve can be achieved when the ball 92 is subjected to force, and thus for the pressure control of the consumer 53 in the tank 52 . Instead of two coupling springs 94 , 97 , however, z. B. a degressive spring between the anchor guide rod 93 and the locking pin 70 can be used.

Fig. 5 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung des in Fig. 4 dargestellten Regelventils mit kombinierter Druckflußquer schnitts-, Vordruck- und Hochdruckregelung, wobei im folgen den nur auf die Unterschiede eingegangen wird. Fig. 5 shows an advantageous development of the control valve shown in Fig. 4 with a combined pressure flow cross-section, pre-pressure and high pressure control, the following will only deal with the differences.

Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform weist im Gegensatz zu der in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform nur eine in den Tank 52 rückführende seitliche Absteueröffnung aus. Diese Absteu eröffnung wird durch die seitlich am Ventil im Bereich unter halb des Steuerkolbens 122 des Durchflußquerschnitt- Stellglieds 120 angeordneten Bohrungen 80, 81, 82 gebildet. Um der Absteueröffnung 80, 81, 82 Kraftstoff aus dem Steuer raum 32 zuführen zu können, sind im unteren Einsatz 113 im Bereich des Druckstellglieds 30 parallel zur Achse 119 des Regelventils ausgerichtete Längsnuten 85 vorgesehen, die den Steuerraum 32 mit dem Federraum 33 verbindet, in dem sich die das Druckstellglied 30 am Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 abstützende Feder 31 befindet. Die Längsnuten 85 sind dabei so angeordnet, daß das Druckstellglied 30 in der Ruhestellung die Längsnuten 85 gegen den Steuerraum 32 verschließt, die Längsnuten 85 jedoch zum Federraum 33 hin immer offen sind. Das Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 weist weiterhin im Bereich des Federraums 33 eine Bohrung 86 auf, die so ange ordnet ist, daß sie in jeder Stellung des Durchflußquer schnitt-Stellglieds 120 und des Schließstifts 70 in einer um den Schließstift herumlaufende Ringnut 87 endet. Die Ringnut 87 ist wiederum durch ein oder mehrere im Schließstift 70 ausgebildete Längsnuten 88 mit dem Hohlraum unter dem Durch flußquerschnitt-Stellglied 120 verbunden, in dem die sich aus den Bohrungen 80, 81, 82 zusammensetzende Absteueröffnung mündet.In contrast to the embodiment shown in FIG. 4, the embodiment shown in FIG. 5 has only one lateral control opening returning into the tank 52 . This control opening is formed by the bores 80 , 81 , 82 arranged laterally on the valve in the region below half of the control piston 122 of the flow cross-section actuator 120 . To the cut-off port 80, 81, 82, fuel from the control chamber to be able to carry out 32, of the pressure actuator are in the lower insert 113 in the region 30 provided in parallel to the axis 119 of the control valve aligned longitudinal grooves 85, which connects the control chamber 32 with the spring chamber 33, in which is the spring 31 supporting the pressure actuator 30 on the flow cross-section actuator 120 . The longitudinal grooves 85 are arranged so that the pressure actuator 30 closes the longitudinal grooves 85 against the control chamber 32 in the rest position, but the longitudinal grooves 85 are always open to the spring chamber 33 . The flow cross-section actuator 120 further has a bore 86 in the area of the spring chamber 33 , which is arranged so that it ends in each position of the flow cross-section actuator 120 and the locking pin 70 in an annular groove 87 running around the locking pin. The annular groove 87 is in turn connected by one or more longitudinal grooves 88 formed in the locking pin 70 to the cavity below the flow cross-section actuator 120 , in which the discharge opening composed of the bores 80 , 81 , 82 opens.

Gemäß der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist es also möglich, über eine einzige Absteueröffnung sowohl Kraftstoff aus dem Steuerraum 32 als auch über den Hochdruckeinlaß 83 zugeführten Kraftstoff abzusteuern. Durch die in Fig. 5 ge zeigte Ausführungsform kann so die Anzahl der seitlichen aus dem Ventil herausführenden Bohrungen gegenüber der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform reduziert werden. Weiterhin kann auch einer der Dichtringe 16 eingespart werden, so daß sich insgesamt eine kompaktere und damit leichter einzubauende Ausführungsform ergibt. Die Herstellung des Regelventils wird weiter dadurch vereinfacht, daß als Längsnuten 88 im allge meinen auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 in diesem Bereich vorhandene Längsnuten genutzt werden können, die dort dazu dienen, die Kopplungsfedern 94, 97 mit dem Absteuerhohl raum unter dem Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 zu verbin den, um einen Druckausgleich zu schaffen. According to the embodiment shown in FIG. 5, it is therefore possible to control both fuel from the control chamber 32 and fuel supplied via the high-pressure inlet 83 via a single cutoff opening. The embodiment shown in FIG. 5 enables the number of lateral bores leading out of the valve to be reduced compared to the embodiment shown in FIG. 4. Furthermore, one of the sealing rings 16 can also be saved, so that overall there is a more compact and thus easier to install embodiment. The manufacture of the control valve is further simplified by the fact that as longitudinal grooves 88 in general in the embodiment according to FIG. 4, existing longitudinal grooves can also be used in this area, which serve there, the coupling springs 94 , 97 with the control hollow space below the flow cross section -Actuator 120 to connect to create a pressure balance.

Statt, wie in Fig. 5 dargestellt, den abzusteuernden Kraft stoff aus dem Steuerraum 32 zu der in der Nähe der Hochdruck einlaßbohrung 83 liegenden Absteueröffnung aus den Bohrungen 80, 81, 82 zu führen, wäre es auch möglich, den durch die Hochdruckeinlaßbohrung 83 abzusteuernden Kraftstoff, ähnlich dem in Fig. 4 gezeigten Weg in den Federraum 33 abzuleiten und von hier aus über die Verbindungsbohrung 49, den Ringka nal 45 und die Absteuerbohrung 42 in den Tank 52 zurückzufüh ren. Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform hat jedoch gegen über dieser Alternative den Vorteil, daß der über die Hoch druckeinlaßbohrung 83 abzusteuernde Kraftstoff, der sehr hohe Temperaturen und Volumenströme erreichen kann, nur einen sehr kurzen Weg durch das Regelventil hat und so die Gefahr einer Ventilbeschädigung vermindert wird.Instead of, as shown in Fig. 5, the fuel to be controlled fuel from the control chamber 32 to the near the high pressure inlet bore 83 located discharge opening from the bores 80 , 81 , 82 , it would also be possible to be controlled by the high pressure inlet bore 83 Derive fuel, similar to the path shown in Fig. 4 in the spring chamber 33 and from here via the connecting bore 49 , the Ringka channel 45 and the control bore 42 in the tank 52 to feed back. However, the embodiment shown in Fig. 5 has opposite this alternative has the advantage that the fuel to be controlled via the high pressure inlet bore 83 , which can reach very high temperatures and volume flows, has only a very short path through the control valve and thus the risk of valve damage is reduced.

Die in Fig. 4 und 5 gezeigten Regelventile lassen sich vor zugsweise zur integrierten Volumenstrom- und Druckregelung in einem Common-Rail-Einspritzsystem einsetzen. Fig. 6 zeigt schematisch den Aufbau eines solchen Einspritzsystems das sich dadurch auszeichnet, daß nur ein einziger Aktor zur Steuerung aller Regelventile erforderlich ist.The control valves shown in FIGS . 4 and 5 can preferably be used for integrated volume flow and pressure control in a common rail injection system. Fig. 6 shows schematically the structure of such an injection system which is characterized in that only a single actuator is required to control all control valves.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Einspritzsystem wird über ei ne Vorförderpumpe 220 Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 210 über ein Durchflußquerschnitt-Regelventil 201 zu einer Hoch druckpumpe 230 geführt. Der von der Hochdruckpumpe 230 ver dichtete Kraftstoff wird über den Hochdruckspeicher 240 an die Einspritzventile 250 abgegeben, die den Kraftstoff in die Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) einspritzen. Die Vorför derpumpe 220 steht hierbei mit einem Vordruck-Regelventil 203 in Verbindung, das den Kraftstoffdruck nach der Vorförderpum pe bedarfsabhängig einstellt und überschüssigen Kraftstoff über eine Rückleitung in den Kraftstofftank 210 zurückführt. In the illustrated in Fig. 6 injection system 220 fuel from a fuel tank 210 via a through flow control valve 201 to a high pressure pump 230 via ei ne prefeed pump. The fuel sealed by the high-pressure pump 230 is discharged via the high-pressure accumulator 240 to the injection valves 250 , which inject the fuel into the internal combustion engine (not shown). The Vorför derpump 220 is connected to a pre-pressure control valve 203 , which adjusts the fuel pressure after the Vorförderpum pe as needed and returns excess fuel via a return line in the fuel tank 210 .

Der Hochdruckspeicher 240 ist über ein Hochdruck-Regelventil 202 an den Kraftstofftank 210 angeschlossen und mit einem Drucksensor 241 versehen, der über eine Signalleitung mit ei nem Steuergerät 260 in Verbindung steht. Weiterhin sind ein Drehzahlensensor 261 und ein Gaspedalsensor 262 vorgesehen, die ebenfalls an das Steuergerät 260 angeschlossen sind. Das Steuergerät 260 steht darüber hinaus auch mit den Einspritz ventilen 250 in Verbindung.The high-pressure accumulator 240 is connected to the fuel tank 210 via a high-pressure control valve 202 and is provided with a pressure sensor 241 , which is connected to a control unit 260 via a signal line. Furthermore, a speed sensor 261 and an accelerator sensor 262 are provided, which are also connected to the control unit 260 . The control unit 260 is also connected to the injection valves 250 .

Das Durchflußquerschnitt-Regelventil 201, das Hochdruck-Regel ventil 202 und das Vordruck-Regelventil 203 sind in einem einzelnen Regelorgan 200 integriert, das einen Aktor 204 auf weist, der über eine Signalleitung an das Steuergerät 260 an geschlossen ist. Der Aktor 204 steht dabei direkt mit dem Durchflußquerschnitt-Regelventil 201 in Verbindung, das den Kraftstoffzulauf von der Vorförderpumpe 220 zur Hochdruckpum pe 230 regelt. Das Durchflußquerschnitt-Regelventil 201 ist wiederum über eine erste Federvorrichtung 205 mit dem Vor druck-Regelventil 203 und über eine zweite Federvorrichtung 206 mit dem Hochdruck-Regelventil 202 gekoppelt, wobei beide Federvorrichtungen in Fig. 6 nur schematisch als Feder dar gestellt sind.The flow cross section control valve 201 , the high pressure control valve 202 and the admission pressure control valve 203 are integrated in a single control member 200 , which has an actuator 204 , which is closed via a signal line to the control unit 260 . The actuator 204 is directly connected to the flow cross-section control valve 201 , which controls the fuel supply from the prefeed pump 220 to the high pressure pump 230 . The flow cross-section control valve 201 is in turn coupled via a first spring device 205 to the pre-pressure control valve 203 and via a second spring device 206 to the high-pressure control valve 202 , both spring devices in FIG. 6 being shown only schematically as a spring.

Im folgenden wird die Funktionsweise des in Fig. 6 gezeigten Einspritzsystems näher erläutert:
Das Steuergerät 260 steuert in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und dem Fahrerwunsch die Einspritzven tile 250. Weiterhin betätigt das Steuergerät 260 in Abhängig keit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und dem Kraft stoffdruck im Hochdruckspeicher 240 den Aktor 204 des Rege lorgans 200. In der Ausgangsposition sind die Verbindung zwi schen der Vorförderpumpe 220 und der Hochdruckpumpe 230 über das Durchflußquerschnitt-Regelventil 201 und die Rückleitun gen in den Kraftstofftank 210 über das Vordruck-Regelventil 203 und über das Hochdruck-Regelventil 202 unterbrochen, wo bei die ersten und zweiten Federverbindungen 205, 206, die das Durchflußquerschnitt-Regelventil 201 mit dem Vordruck- Regelventil 203 bzw. dem Hochdruck-Regelventil 202 verbinden, unbelastet gehalten werden. Die zweite Federverbindung 206 ist dabei jedoch so ausgebildet, daß in Ausgangsstellung be reits ein geringer Druck im Hochdruckspeicher 240 die Rück leitung über das Hochdruck-Regelventil 202 in den Kraftstoff tank 210 öffnet.The mode of operation of the injection system shown in FIG. 6 is explained in more detail below:
The control unit 260 controls the injection valve 250 depending on the speed of the internal combustion engine and the driver's request. Furthermore, the control unit 260 actuates the actuator 204 of the control element 200 as a function of the speed of the internal combustion engine and the fuel pressure in the high-pressure accumulator 240 . In the starting position, the connection between the feed pump 220 and the high-pressure pump 230 via the flow cross-section control valve 201 and the return lines in the fuel tank 210 via the admission pressure control valve 203 and the high-pressure control valve 202 are interrupted, where the first and second Spring connections 205 , 206 , which connect the flow cross-section control valve 201 to the admission pressure control valve 203 and the high pressure control valve 202 , are kept unloaded. The second spring connection 206 is, however, designed such that, in the starting position, a low pressure in the high-pressure accumulator 240 opens the return line via the high-pressure control valve 202 into the fuel tank 210 .

Wenn das Steuergerät 260 den Aktor 204 aufgrund einer ge wünschten Betriebsbedingung in der Brennkraftmaschine an spricht, wird die Verbindung zwischen der Vorförderpumpe 220 und der Hochdruckpumpe 230 über das Durchflußquerschnitt- Regelventil 201 geöffnet, so daß der gewünschte Volumenstrom der Hochdruckpumpe 230 zugeführt werden kann. Gleichzeitig werden über die ersten und zweiten Federvorrichtungen 205, 206 das Vordruck-Regelventil 203 und das Hochdruck- Regelventil 202 vorgespannt, so daß ein gewünschter Vordruck auf den Kraftstoffstrom nach der Vorförderpumpe 220 und ein gewünschter Druck im Hochdruckspeicher 240 erzeugt wird.If the control unit 260 speaks to the actuator 204 due to a desired operating condition in the internal combustion engine, the connection between the prefeed pump 220 and the high pressure pump 230 is opened via the flow cross section control valve 201 , so that the desired volume flow of the high pressure pump 230 can be supplied. Simultaneously, the pre-pressure control valve 203 and the high-pressure control valve 202 are biased via the first and second spring devices 205 , 206 , so that a desired pre-pressure on the fuel flow after the pre-feed pump 220 and a desired pressure in the high-pressure accumulator 240 are generated.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Einspritzsystem kann also über einen einzigen Aktor die gesamte Volumenstrom- und Druckregelung ausgeführt werden.In the injection system shown in FIG. 6, the entire volume flow and pressure control can thus be carried out via a single actuator.

Claims

1. Device for regulating the volume flow of a medium, pointing
a housing ( 10 ; 100 ) with at least one inlet opening ( 41 , 44 , 47 ; 60 , 28 , 61 ) for supplying the medium, at least one outlet opening ( 40 , 43 , 46 ) for discharging the medium and at least one discharge opening ( 42 , 45 , 48 ; 80 , 81 , 82 , 86 , 87 , 88 ) for returning the medium,
a flow cross-section actuator ( 20 ; 120 ) arranged movably in the housing ( 10 ; 100 ) and
a pressure actuator ( 30 ) movably arranged in the housing ( 10 ; 100 ),
wherein a control volume ( 32 ) is formed in the housing ( 10 ; 100 ), which is determined by the flow cross-section actuator ( 20 ; 120 ) and the pressure actuator ( 30 ) and with the inlet opening ( 41 , 44 , 47 ; 60 , 28 , 61 ) is connected,
the position of the flow cross-section actuator ( 20 ; 120 ) in the housing ( 10 ; 100 ) being adjustable between a first position in which the connection of the outlet opening ( 42 , 45 , 49 ; 80 , 81 , 82 ) to the control volume ( 32 ) is completely interrupted, and a second position in which the connection of the outlet opening to the control volume is released,
wherein the pressure actuator ( 30 ) on the side facing away from the control volume ( 32 ) is acted upon by the force of a return device ( 31 ) and on the side facing the control volume by the medium flowing through the control volume,
wherein the pressure actuator ( 30 ) completely breaks the connection between the control opening ( 42 , 45 , 48 ; 80 , 81 , 82 , 86 , 87 , 88 ) and the control volume ( 32 ),
wherein the flow cross-section actuator ( 20 ; 120 ) and the pressure actuator ( 30 ) are arranged such that the pressure with which the medium flowing through the control volume ( 32 ) must act upon the pressure actuator to open the control opening ( 42 , 45 , 48 ; 80 , 81 , 82 , 86 , 87 , 88 ) to the control lumen against the force acting on the pressure actuator of the resetting device ( 31 ), by moving the flow cross-section actuator in the direction of the first position and by moving it of the flow cross-section actuator in the direction of the second position is increased, characterized in that the pressure actuator ( 30 ) with the resetting device ( 31 ) is supported only against the flow cross-section actuator ( 20 ; 120 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the flow cross-section actuator ( 20 ; 120 ) is arranged parallel to the flow direction of the medium in the housing ( 10 ; 100 ) and has a recess in which the pressure actuator ( 30 ) with the Reset device ( 31 ) is arranged such that the pressure actuator divides the recess into the control volume ( 32 ) and a second volume ( 33 ) receiving the return device, the second volume with the reset device via an opening provided in the housing ( 42 , 45 , 49 ; 80 , 81 , 82 , 86 , 87 , 88 ) is kept depressurized.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the housing ( 10 ; 100 ) has an insert ( 13 ; 113 ) with a cylindrical inner bore in which the flow cross-section actuator ( 20 ; 120 ) is arranged, wherein the flow cross-section Actuator consists of a guide piston ( 21 ; 121 ), a control piston ( 22 ; 122 ) and an intermediate elongated connecting piece ( 23 ; 123 ) and the recess is designed as an annular circumferential cavity around the connecting piece ( 23 ; 123 ), and wherein Pressure actuator ( 30 ) is annular and is supported by ei ne shaped as a spring return device ( 31 ) against the between the guide piston ( 21 ; 121 ) and the connecting piece ( 23 ; 123 ) shaped shoulder.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control volume ( 32 ) is pressurized and the other interior spaces of the housing ( 10 ; 110 ) are depressurized.

5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the restoring device ( 31 ) receiving volume ( 33 ) is kept depressurized and the remaining inner spaces of the housing ( 10 ; 100 ) are pressurized.

6. The device according to claim 5, characterized in that the inlet opening for supplying the medium an end face arranged in the housing inlet bore ( 60 ) via an inner bore ( 28 ) in the flow cross-section actuator ( 20 ) and a connecting bore ( 61 ) in the connector ( 23 ) of the flow cross-section actuator ( 20 ) with the Steuervolu men ( 32 ) is connected.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the control is carried out electrically, wherein in the de-energized state, the pressure flow cross-section actuator ( 20 ; 120 ) is in the first position and the pressure with which by the control volume ( 32 ) flowing medium must act on the pressure actuator ( 30 ) to the control opening ( 42 , 45 , 48 ; 80 , 81 , 82 , 86 , 87 , 88 ) to the control volume ( 32 ) against which the pressure actuator ( 30 ) releasing force of the resetting device ( 31 ) is minimal.

8. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the control is carried out electrically, wherein in the de-energized state, the flow cross-section actuator ( 20 ; 120 ) is in the second position and the pressure with which by the control volume ( 32 ) flowing medium must act on the pressure actuator ( 30 ) to the control opening ( 42 , 45 , 48 ; 80 , 81 , 82 , 86 , 87 , 88 ) to the control volume ( 32 ) against which the pressure actuator ( 30 ) the impact force of the reset device ( 31 ) must be released, is maximum.

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the housing ( 100 ) further a high-pressure inlet opening ( 83 , 91 ) for supplying the medium, a high-pressure control opening ( 80 , 81 , 82 ) connected to the high-pressure inlet opening for controlling the Medium, a high pressure closing member ( 70 , 90 , 92 ) which closes the high pressure inlet opening with a predetermined holding force, and a controllable actuator ( 93 ) which is operatively connected to the flow cross section actuator ( 120 ) and the high pressure closing member to the position of the flow cross-section actuator and the holding force of the high-pressure closing element are to be provided.

10. The device according to claim 9, characterized in that the actuator ( 93 ) is in engagement with the flow cross-section actuator ( 120 ) to determine the position of the flow cross-section actuator, and via spring means ( 94 , 95 , 97 ) determines the holding force of the high-pressure closing element ( 70 , 90 , 92 ), the spring means being designed in such a way that the holding force of the high-pressure closing element ( 70 , 90 , 92 ) increases with the deflection of the flow cross-section actuator.

11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that in the housing ( 100 ) at least one groove ( 85 ) is seen before, the control volume ( 32 ) with the reset device ( 31 ) receiving the second volume ( 33 ) Det, wherein the groove is designed such that the pressure actuator ( 30 ) closes the groove to the control volume in the rest position, and that the pressure closing member ( 70 , 90 , 92 ) in the inner bore ( 128 ) of the flow cross-section actuator ( 120 ) is arranged, a recess ( 87 , 88 ) is formed between the pressure closing member and the flow cross-section actuator, which has a bore ( 85 ) in the connec tion piece ( 123 ) of the flow cross-section actuator with the second volume and with the high-pressure discharge opening ( 80 , 81 , 82 ) is connected.

12. Injection system for an internal combustion engine
a high-pressure accumulator ( 240 ) for supplying fuel to the injection valves ( 250 ),
a fuel reservoir ( 210 ) which is connected to the high-pressure accumulator ( 240 ) via a prefeed pump ( 220 ) and a high-pressure pump ( 230 ) in order to supply the high-pressure accumulator with fuel, a flow cross-section between the prefeed pump and the high-pressure pump Control device ( 201 ) and one with the flow cross-section control device in a first operative connection ( 205 ) are the admission pressure control device ( 203 ) arranged to set a volume flow in the fuel supply to the high pressure pump, a high pressure control device ( 206 ), which to the High pressure accumulator ( 240 ) is connected to adjust the pressure in the high pressure accumulator, and
a control device ( 260 ) for controlling the Regelvor directions ( 201 , 203 , 206 ), characterized in that
the flow cross-section control device ( 201 ) is in a second operative connection ( 206 ) with the high-pressure control device ( 202 ) and has an actuator ( 204 ),
wherein the control device ( 260 ) controls the control devices ( 201 , 203 , 206 ) via the actuator ( 204 ).

13. Injection system according to claim 12, characterized in that the actuator ( 204 ) acts directly on the flow cross-section control device ( 201 ) to adjust the volume in the fuel supply of the high pressure pump ( 230 ), and that the setting of the flow cross-section control device the first operative connection ( 205 ) controls the admission pressure control device ( 203 ) to set the admission pressure in the fuel inlet of the high pressure pump ( 230 ), and via the second operative connection ( 206 ) the high pressure control device ( 202 ) to the pressure in the high pressure accumulator ( 240 ).

14. Injection system according to claim 12 or 13, characterized in that the flow cross-section control device ( 201 ), the admission pressure control device ( 203 ) and the high pressure control device ( 202 ) as a device for volume flow control of a medium according to one of claims 9 to 11 is trained.