DE19843534A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents
BrennstoffeinspritzventilInfo
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Abstract
Ein Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere ein Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, weist einen piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor (3) auf. Der Aktor (3) betätigt über eine Ventilnadel (30) einen Ventilschließkörper (26), der mit einer Ventilsitzfläche (24) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Der Aktor (3) ist in einer ersten Bewegungsrichtung (39) betätigbar. Der Ventilschließkörper (26) hingegen ist über die Ventilnadel (30) in einer zu der ersten Bewegungsrichtung (39) im wesentlichen senkrechten zweiten Bewegungsrichtung (40) bewegbar.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil
nach der Gattung des Anspruchs 1.
Aus der DE 195 00 706 A1 ist bereits ein
Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1
bekannt. Bei dem aus dieser Druckschrift hervorgehenden
Brennstoffeinspritzventil ist ein piezoelektrischer Aktor
zur Betätigung einer mit einem Ventilschließkörper
verbundenen Ventilnadel vorgesehen. Der Ventilschließkörper
wirkt mit einer Ventilsitzfläche zu einem Dichtsitz
zusammen. Dabei ist sowohl die Ausgestaltung als ein nach
außen öffnendes Brennstoffeinspritzventil als auch als ein
nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil möglich. Der
aus mehreren gestapelt angeordneten, piezoelektrischen
Schichten aufgebaute piezoelektrische Aktor erzeugt zwar
relativ große Hubkräfte, jedoch relativ geringe Hubwege. In
der genannten Druckschrift wird daher vorgeschlagen, zur
Vergrößerung des auf die Ventilnadel übertragenen Hubweges
zwischen der Ventilnadel und dem piezoelektrischen Aktor
eine hydraulische Übersetzungseinrichtung vorzusehen.
Nachteilig ist bei dieser bekannten Bauform, daß sich
aufgrund der seriell hintereinander angeordneten
Betätigungselemente, bestehend aus dem piezoelektrischen
Aktor, der hydraulischen Übersetzungseinrichtung mit den
Übersetzerkolben und der Ventilnadel eine relativ
langgestreckte Bauform ergibt. Das bekannte
Brennstoffeinspritzventil ragt deshalb relativ weit aus dem
Zylinderkopf der Brennkraftmaschine heraus, was für die
Montage ungünstig ist, insbesondere wenn es sich bei der
Brennkraftmaschine um eine solche mit vier Ventilen und nur
einer Nockenwelle handelt.
Ferner ist nachteilig, daß für die Übersetzungseinrichtung
ein spezielles hydraulisches Medium eingesetzt wird, das
aufgrund von Leckageverlusten im Laufe der Zeit entweichen
kann. Dies kann die Funktionsweise der Übersetzungs
einrichtung und die Lebensdauer des Brennstoffeinspritz
ventils beeinträchtigen.
Aus der DE 43 06 073 C1 ist ein Brennstoffeinspritzventil
mit einem piezoelektrischen Aktor in einer anderen Bauform
bekannt. Bei diesem Brennstoffeinspritzventil erfolgt eine
Transformation der Bewegung des piezoelektrischen Aktors auf
die Bewegung der Ventilnadel ebenso mittels einer
hydraulischen Übersetzungseinrichtung. Auch bei dem aus
dieser Druckschrift bekannten Brennstoffeinspritzventil sind
der piezoelektrische Aktor, ein mit der Übersetzungs
einrichtung zusammenwirkender Hubkolben und die Ventilnadel
seriell hintereinander angeordnet, so daß sich eine relativ
lange Bauform ergibt. Ferner ist auch hier der mögliche
Leckageverlust des hydraulischen Mediums nachteilig.
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß
aufgrund der abgewinkelten, seitlichen Anordnung des Aktors
sich eine geringere Längserstreckung des erfindungsgemäßen
Brennstoffeinspritzventils ergibt. Die Betätigungsrichtung
des Aktors verläuft dabei im wesentlichen senkrecht zu der
Bewegungsrichtung des Ventilschließkörpers und der
Ventilnadel. Durch die seitliche Anordnung des Aktors ragt
das Brennstoffeinspritzventil im Vergleich zu den aus dem
Stand der Technik bekannten Brennstoffeinspritzventilen
weniger weit von dem Zylinderkopf vor, so daß der Einbauraum
für die Nockenwelle, für Einlaß- und Auslaßventile, für eine
Zündkerze und für weitere Bauteile der Brennkraftmaschine
nicht beeinträchtigt wird. Insbesondere bei einer
Brennkraftmaschine mit vier oder mehr Ventilen pro Brennraum
und nur einer Nockenwelle steht für die
Brennstoffeinspritzventile ein nur beschränkter Einbauraum
zur Verfügung, der durch die erfindungsgemäße Bauform
platzsparend genutzt wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im
Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils mög
lich.
Vorteilhafterweise erfolgt die Umrichtung der
Bewegungsrichtung des senkrecht zu der Bewegungsrichtung des
Ventilschließkörpers betätigbaren Aktors durch eine
hydraulische Übersetzungseinrichtung. Die hydraulische
Übersetzungseinrichtung erfüllt dabei eine Doppelfunktion:
zum einen dient die hydraulische Übersetzungseinrichtung der
Hubtransformation, um den relativ geringen Betätigungshub
des Aktors zu einem relativ großen Hub des
Ventilschließkörpers zu transformieren, zum anderen dient
die hydraulische Übersetzungseinrichtung zu einer Umrichtung
der Bewegungsrichtung von der Bewegungsrichtung des Aktors
zu der dazu senkrechten Bewegungsrichtung der Ventilnadel
und des Ventilschließkörpers.
Vorteilhaft ist die hydraulische Übersetzungseinrichtung
dabei so ausgebildet, daß eine mit einem hydraulischen
Medium befüllte Übersetzerkammer L-förmig abgewinkelt ist.
Dabei steht ein von dem Aktor betätigter erster
Übersetzerkolben mit einem ersten Schenkel der
Übersetzerkammer und ein auf die Ventilnadel einwirkender
zweiter Übersetzerkolben mit einem zweiten Schenkel der
Übersetzerkammer in Verbindung. Wenn das Brennstoff
einspritzventil ein nach innen öffnendes Brennstoff
einspritzventil ist, ist der zweite Schenkel der Übersetzer
kammer zweckmäßigerweise an der dem Ventilschließkörper
zugewandten Seite des zweiten Übersetzerkolbens angeordnet,
um eine nach innen gerichtete Hubbewegung zu erzeugen.
Umgekehrt ist der zweite Schenkel der Übersetzerkammer
zweckmäßigerweise an der dem Ventilschließkörper abgewandten
Seite des Übersetzerkolbens angeordnet, wenn das
Brennstoffeinspritzventil ein nach außen öffnendes
Brennstoffeinspritzventil ist.
Vorzugsweise findet als hydraulisches Medium für die
Übersetzungseinrichtung der in dem Brennstoffeinspritzventil
geführte und von dem Brennstoffeinspritzventil abgespritzte
Brennstoff Verwendung. So muß in das
Brennstoffeinspritzventil kein besonderes hydraulisches
Medium, beispielsweise ein Hydrauliköl eingefüllt werden,
das aufgrund von Leckageverlusten im Laufe der Zeit
entweichen könnte. Vielmehr wird über Führungsspalte quasi-
statischer Brennstoff als hydraulisches Medium automatisch
kontinuierlich nachgefüllt.
Vorzugsweise umschließt ein Vorspannelement den Aktor
hülsenartig. Gegenüber einer seriellen Anordnung des
Vorspannelements und des Aktors erhöht dies die Kompaktheit
des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils.
Die Ventilnadel ist vorzugsweise aus zwei
Ventilnadelabschnitten zusammengesetzt, wobei ein erster
Ventilnadelabschnitt einstückig mit einem der
Übersetzerkolben und der andere Ventilnadelabschnitt
einstückig mit dem Ventilschließkörper ausgebildet ist. Die
beiden Ventilnadelabschnitte können über ein Kupplungsstück
in einfacher Weise verbunden werden. Dies vereinfacht die
Montage des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils
erheblich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen axialen Schnitt durch ein erstes
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Brennstoffeinspritzventils; und
Fig. 2 einen axialen Schnitt durch ein zweites
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Brennstoffeinspritzventils.
Fig. 1 zeigt in einer axialen Schnittdarstellung ein erstes
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffein
spritzventils 1. Das Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich
insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff,
insbesondere von Benzin, in den Brennraum einer vorzugsweise
gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine.
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil 1 weist einen
ersten Gehäusekörper 2 auf, in welchem ein piezoelektrischer
Aktor 3 integriert ist. Der piezoelektrische Aktor 3 besteht
aus mehreren, stapelartig angeordneten Plättchen aus einem
piezoelektrischen Material. Die Plätrchen sind jeweils mit
Elektroden versehen, die so mit zwei Polen einer
elektrischen Spannungsquelle verbindbar sind, daß die
elektrische Feldrichtung in jedem der Plättchen in der
gleichen axialen Richtung verläuft. Anstatt eines
piezoelektrischen Aktors kann selbstverständlich auch ein
magnetostriktiver Aktor in gleicher Weise Verwendung finden.
Der piezoelektrische Aktor 3 wird mittels eines den
piezoelektrischen Aktor 3 hülsenartig oder mit zwei
Spannfedern umgebenden Vorspannelements 4 unter mechanischer
Vorspannung gehalten. Der piezoelektrische Aktor 3 ist
zwischen einem ersten Aktorflansch 5 und einem zweiten
Aktorflansch 6 eingespannt, wobei das hülsenartige
Vorspannelement 4 über Befestigungselemente 7 bzw. 8 mit dem
ersten Aktorflansch 5 bzw. dem zweiten Aktorflansch 6
kraftschlüssig verbunden ist. Der piezoelektrische Aktor 3,
das Vorspannelement 4 und die beiden Aktorflansche 5 und 6
sind in eine erste zylinderförmige Ausnehmung 9 des ersten
Gehäusekörpers 2 eingesetzt. In einer zweiten,
zylinderförmigen Ausnehmung 10, die sich an die erste
zylinderförmige Ausnehmung 9 anschließt, ist ein noch näher
zu beschreibender erster Übersetzerkolben 11 eingesetzt. Die
axiale Lage des Aktors 3, der Aktorflansche 5 und 6 und des
von dem zweiten Aktorflansch 6 axial beaufschlagten ersten
Übersetzerkolbens 11 ist mittels eines Justierelements 12
einstellbar, das über ein Gewinde 13 mit dem ersten
Gehäusekörper 2 verbunden ist und gleichzeitig den äußeren
Abschluß der Ausnehmung 9 bildet. Die axiale Verstellung des
Justierelements 12 erfolgt durch Verdrehen mittels eines in
eine Werkzeugvertiefung 14 einsetzbaren Werkzeuges.
Der erste Gehäusekörper 2 ist mittels eines Gewindes 15 mit
einem zweiten Gehäusekörper 16 verschraubt, wobei der zweite
Gehäusekörper 16 eine seitliche Aufnahme 17 zum Einschrauben
des ersten Gehäusekörpers 2 aufweist. In dem zweiten
Gehäusekörper 16 ist eine Brennstoffleitung 18 integriert,
die von einem Brennstoffeinlaßstutzen 19 zu einer Ausnehmung
20 führt. An dem dem Brennstoffeinlaßstutzen 19
gegenüberliegenden Ende ist ein Ventilsitzkörper 21
angeordnet, der mittels einer Spannmutter 22 gegen den
zweiten Gehäusekörper 16 verspannt ist, so daß sich an die
Ausnehmung 20 des zweiten Gehäusekörpers 16 eine Ausnehmung
23 des Ventilsitzkörpers 21 anschließt.
An dem Ventilsitzkörper 21 ist eine kegelstumpfförmige
Ventilsitzfläche 24 gebildet, die mit einem kegelförmigen
Abschnitt 25 eines Ventilschließkörpers 26 zu einem
Dichtsitz zusammenwirkt. Ein zylinderförmiger Abschnitt 27
des Ventilschließkörpers 26 ist mit zumindest einer Drallnut
28 versehen, um eine optimale Verteilung des Brennstoffs zu
gewährleisten. An den Ventilschließkörper 26 schließt sich
eine Abspritzöffnung 29 im Ventilsitzkörper 21 an.
Die Betätigung des Ventilschließkörpers 26 erfolgt über eine
Ventilnadel 30, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus
einem mit einem zweiten Übersetzerkolben 35 einstückig
ausgebildeten ersten Ventilnadelabschnitt 30a und einem mit
dem Ventilschließkörper 26 einstückig ausgebildeten zweiten
Ventilnadelabschnitt 30b zusammengesetzt ist. Der erste
Ventilnadelabschnitt 30a und der zweite Ventilnadelabschnitt
30b sind mittels eines Kupplungsstücks 31 miteinander
verbunden. Dabei weisen der erste Ventilnadelabschnitt 30a
und der zweite Ventilnadelabschnitt 30b jeweils eine Nut 33a
bzw. 33b auf, in welche das Kupplungsstück 31 einschnappt
und somit eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten
Ventilnadelabschnitt 30a und dem zweiten Ventilnadel
abschnitt 30b herstellt. Dabei kann der erste
Ventilnadelabschnitt 30a an dem zweiten Gehäusekörper 16
vormontiert werden und das Brennstoffeinspritzventil 1
zusammengesetzt werden, indem zunächst der zweite
Ventilnadelabschnitt 30b mit dem Ventilschließkörper 26 an
den ersten Ventilnadelabschnitt 30a angefügt und mit dem
Kupplungsstück 31 verbunden wird. Schließlich kann der
Ventilsitzkörper 21 aufgesetzt und mittels der Spannmutter
22 über ein Gewinde 34 mit dem zweiten Gehäusekörper 16
verspannt werden.
Zur Rückstellung der Ventilnadel 30 und des
Ventilschließkörpers 26 dient eine Rückstellfeder 36, die
zwischen dem zweiten Übersetzerkolben 35 und einem
Deckelelement 37 des zweiten Gehäusekörpers 16 eingespannt
ist.
Der erste Übersetzerkolben 11 und der zweite
Übersetzerkolben 35 sind Teil einer Übersetzungseinrichtung
38. Die Übersetzungseinrichtung 38 umfaßt neben den beiden
Übersetzerkolben 11 und 35 eine Übersetzerkammer 41, welche
mit einem hydraulischen Medium befüllt ist. Dabei grenzt der
mit dem Aktor 3 in Wirkverbindung stehende erste
Übersetzerkolben 11 mit einer ersten Fläche A1 an die
Übersetzerkammer 41 an, die größer bemessen ist, als eine
zweite Fläche A2, mit welcher der mit der Ventilnadel 30 in
Verbindung stehende zweite Übersetzerkolben 35 an die
Übersetzerkammer 41 angrenzt.
Die Funktion des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritz
ventils 1 ist wie folgt:
Bei Beaufschlagung des piezoelektrischen Aktors 3 mit einer elektrischen Betätigungsspannung dehnt sich dieser axial aus und verschiebt über den zweiten Aktorflansch 6 den ersten Übersetzerkolben 11 in Fig. 1 nach rechts entlang einer ersten Bewegungsrichtung 39. Die Übersetzungseinrichtung 38 transformiert diese erste Bewegungsrichtung 39 in eine dazu senkrechte zweite Bewegungsrichtung 40 der Ventilnadel 30 und des Ventilschließkörpers 26. Dabei verdrängt der erste Übersetzerkolben 11 das sich in der Übersetzerkammer 41 befindliche hydraulische Medium, so daß der zweite Übersetzerkolben 35 und somit die Ventilnadel 30 und der Ventilschließkörper 26 in Fig. 1 nach oben verschoben werden. Da die Fläche A1 des ersten Übersetzerkolbens 11 größer bemessen ist als die Fläche A2 des zweiten Übersetzerkolbens 35, ist der auf die Ventilnadel 30 übertragene Ventilhub im Vergleich zu dem von dem Aktor 3 ausgeübten Betätigungshub größer.
Bei Beaufschlagung des piezoelektrischen Aktors 3 mit einer elektrischen Betätigungsspannung dehnt sich dieser axial aus und verschiebt über den zweiten Aktorflansch 6 den ersten Übersetzerkolben 11 in Fig. 1 nach rechts entlang einer ersten Bewegungsrichtung 39. Die Übersetzungseinrichtung 38 transformiert diese erste Bewegungsrichtung 39 in eine dazu senkrechte zweite Bewegungsrichtung 40 der Ventilnadel 30 und des Ventilschließkörpers 26. Dabei verdrängt der erste Übersetzerkolben 11 das sich in der Übersetzerkammer 41 befindliche hydraulische Medium, so daß der zweite Übersetzerkolben 35 und somit die Ventilnadel 30 und der Ventilschließkörper 26 in Fig. 1 nach oben verschoben werden. Da die Fläche A1 des ersten Übersetzerkolbens 11 größer bemessen ist als die Fläche A2 des zweiten Übersetzerkolbens 35, ist der auf die Ventilnadel 30 übertragene Ventilhub im Vergleich zu dem von dem Aktor 3 ausgeübten Betätigungshub größer.
Der Übersetzungseinrichtung 38 kommen dabei zwei Funktionen
zu: zum einen die Funktion der Umlenkung der ersten
Bewegungsrichtung 39 in eine dazu senkrechte
Bewegungsrichtung 40 und zum anderen die Funktion der
Transformation des relativ geringen Betätigungshubs des
Aktors 3 in einen vergrößerten Ventilhub der Ventilnadel 30
und des Ventilschließkörpers 26.
Im dargestellten Ausführungsbsispiel ist die
Übersetzerkammer 41 L-förmig abgewinkelt ausgebildet. Dabei
hat die Übersetzerkammer 41 einen ersten Schenkel 42, der
mit dem ersten Übersetzerkolben 11 in Verbindung steht, und
einen zweiten Schenkel 43, der mit dem zweiten
Übersetzerkolben 35 in Verbindung steht. Diese Bauweise der
Übersetzerkammer 41 hat den Vorteil, daß das Volumen der
Übersetzerkammer 41 gering ist.
Da das Brennstoffeinspritzventil 1 entsprechend dem in Fig. 1
dargestellten Ausführungsbeispiel ein nach innen öffnendes
Brennstoffeinspritzventil 1 ist, ist der zweite Schenkel 43
der Übersetzerkammer 41 zweckmäßigerweise auf der dem
Ventilschließkörper 26 zugewandten Seite des zweiten
Übersetzerkolbens 35 angeordnet, um einen Ventilhub nach
innen, d. h. in Fig. 1 nach oben, zu erzielen.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem in der
Übersetzerkammer 41 befindlichen hydraulischen Medium um den
von dem Brennstoffeinlaßstutzen 19 über die
Brennstoffleitung 18, die Ausnehmungen 20 und 23 und die
Drallnut 28 zu dem von dem Ventilschließkörper 26 und der
Ventilsitzfläche 24 gebildeten Dichtsitz geführten
Brennstoff. Der Brennstoff kann in die Übersetzerkammer 41
über einen Führungsspalt zwischen dem zweiten Gehäusekörper
16 und dem ersten Ventilnadelabschnitt 30a quasi-statisch
nachgefüllt werden. Selbstverständlich ist dieser
Führungsspalt dabei so gering zu bemessen, daß bei der
Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1 der als
hydraulisches Medium wirkende Brennstoff über diesen
Führungsspalt nicht oder nur in praktisch vernachlässigender
Weise aus der Übersetzerkammer 41 entweichen kann. Die
Verwendung des Brennstoffs als hydraulisches Medium hat den
Vorteil, daß ein spezielles hydraulisches Medium,
beispielsweise ein spezielles Hydrauliköl, nicht
erforderlich ist. Dabei besteht keine Gefahr, daß ein
spezielles Hydrauliköl den Brennstoff verunreinigen könnte.
Ein durch Leckageverluste mögliches Entweichen des
hydraulischen Mediums wird durch kontinuierliches Nachfüllen
ausgeglichen. Der Standdruck des Brennstoffsystems sollte
über dem Dampfdruck des Brennstoffs liegen.
In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 dargestellt.
Im Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten, nach innen
öffnenden Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich bei
dem in Fig. 2 dargestellten Brennstoffeinspritzventil 1 um
ein nach außen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1.
Bereits anhand von Fig. 1 beschriebene Elemente sind mit
übereinstimmenden Bezugszeichen versehen, so daß sich
insoweit eine wiederholende Beschreibung erübrigt.
Der Ventilschließkörper 26 ist außenseitig an dem
Ventilsitzkörper 21 angeordnet. Der Ventilsitzkörper 21
weist außenseitig eine Ventilsitzfläche 24 auf, die mit
einem konischen Abschnitt 25 des Ventilschließkörpers 26 zu
einem Dichtsitz zusammenwirkt. Stromaufwärts des konischen
Abschnitts 25 weist der Ventilschließkörper 26 eine
Verengung 50 auf, der über eine Abflachung 51 der
Ventilnadel 30 mit einer Ausnehmung 23 des Ventilsitzkörpers
21 verbunden ist. Der Brennstoff strömt über einen
Brennstoffeinlaßstutzen 19 zu und über die Brennstoffleitung
18 zu der Ausnehmung 23 des Ventilsitzkörpers 21 und weiter
über den zwischen der Abflachung 51 von dem umgebenden
Ventilsitzkörper 21 verbleibenden Spalt zu dem von dem
konischen Abschnitt 25 des Ventilschließkörpers 26 mit der
Ventilsitzfläche 24 gebildeten Dichtsitz. Dabei ist der
Ventilschließkörper 26 mittels der Rückstellfeder 36 gegen
die Ventilsitzfläche 24 vorgespannt. Die Rückstellfeder 36
greift an einem Flansch 52 an, der gegen einen in eine Nut
53 der Ventilnadel 30 eingelegten Sperring 54 drückt und
somit kraftschlüssig mit der Ventilnadel 30 in Verbindung
steht.
Die Übersetzerkammer 41 der Übersetzungseinrichtung 38 ist
auch bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel L-
förmig abgewinkelt ausgebildet, wobei der mit dem Aktor 3
über den Aktorflansch 6 in Wirkverbindung stehende erste
Übersetzerkolben 11 an einen ersten Schenkel 42 und der mit
der Ventilnadel 30 in Wirkverbindung stehende zweite
Übersetzerkolben 35 mit einem zweiten Schenkel 43 der
Übersetzerkammer 41 in Verbindung steht.
Bei Betätigung des Aktors 3 dehnt sich dieser in Richtung
auf den Gehäusekörper 16 aus und verschiebt den ersten
Übersetzerkolben 11 entsprechend der ersten
Bewegungsrichtung 39 in Fig. 2 nach links. Da sich der
zweite Schenkel 43 der Übersetzerkammer 41 bei dem in Fig. 2
dargestellten Ausführungsbeispiel auf der dem
Ventilschließkörper 26 abgewandten Seite des zweiten
Übersetzerkolbens 35 befindet, wird der zweite
Übersetzerkolben 35 entsprechend der zweiten
Bewegungsrichtung 40 in Fig. 2 nach unten verschoben. Der
zweite Übersetzerkolben 35 drückt dabei gegen die
Ventilnadel 30 und verschiebt diese zusammen mit dem
Ventilschließkörper 26 in Fig. 2 nach unten, um so das
Brennstoffeinspritzventil 1 zu öffnen. Nach Abschalten der
den Aktor 3 betätigenden elektrischen Spannung wird die
Ventilnadel 30 und der mit dieser verbundene
Ventilschließkörper 26 durch die Rückstellfeder 36
zurückgestellt, bis der Ventilschließkörper 26 wieder an der
Ventilsitzfläche 24 dichtend anliegt.
Ein weiterer Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel besteht bei dem in Fig. 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel darin, daß der erste Übersetzerkolben 11
nicht in dem ersten Gehäusekörper 2, sondern in dem zweiten
Gehäusekörper 16 integriert ist.
Das Nachfüllen der Übersetzerkammer 41 zum Ausgleich
etwaiger Leckageverluste erfolgt bei dem in Fig. 2
dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen schmalen
Führungsspalt zwischen dem zweiten Übersetzerkolben 35 und
dem zweiten Gehäusekörper 16.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten
Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann statt
eines piezoelektrischen Aktors 3 in gleicher Weise auch ein
magnetostriktiver Aktor Verwendung finden.
Claims (11)
1. Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere
Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von
Brennkraftmaschinen, mit
einem piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor (3), und
einem von dem Aktor (3) über eine Ventilnadel (30) betätigbaren Ventilschließkörper (26), der mit einer Ventilsitzfläche (24) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Aktor (3) in einer ersten Bewegungsrichtung (39) betätigbar ist und der Ventilschließkörper (26) über die Ventilnadel (30) in einer zu der ersten Bewegungsrichtung (39) im wesentlichen senkrechten zweiten Bewegungsrichtung (40) bewegbar ist.
einem piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor (3), und
einem von dem Aktor (3) über eine Ventilnadel (30) betätigbaren Ventilschließkörper (26), der mit einer Ventilsitzfläche (24) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Aktor (3) in einer ersten Bewegungsrichtung (39) betätigbar ist und der Ventilschließkörper (26) über die Ventilnadel (30) in einer zu der ersten Bewegungsrichtung (39) im wesentlichen senkrechten zweiten Bewegungsrichtung (40) bewegbar ist.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Aktor (3) und der Ventilnadel (30) eine
hydraulische Übersetzungseinrichtung (38) vorgesehen ist,
wobei der Aktor (3) über einen ersten Übersetzerkolben (11)
und die Ventilnadel (30) über einen zweiten Übersetzerkolben
(35) mit einer mit einem hydraulischen Medium befüllten
Übersetzerkammer (41) der Übersetzungseinrichtung (38) in
Verbindung steht.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste Fläche (A1), mit welcher der erste
Übersetzerkolben (11) mit der Übersetzerkammer (41) in
Verbindung steht, größer ist als eine zweite Fläche (A2),
mit welcher der zweite Übersetzerkolben (35) mit der
Übersetzerkammer (41) in Verbindung steht.
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Übersetzerkammer (41) im wesentlichen L-förmig
abgewinkelt ist, wobei der erste Übersetzerkolben (11) mit
einem ersten Schenkel (42) und der zweite Übersetzerkolben
(35) mit einem zweiten Schenkel (43) der Übersetzerkammer
(41) in Verbindung steht.
5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Brennstoffeinspritzventil (1) ein nach innen
öffnendes Brennstoffeinspritzventil (1) ist und
daß der zweite Schenkel (43) der im wesentlichen L-förmigen
Übersetzerkammer (41) an der dem Ventilschließkörper (26)
zugewandten Seite des zweiten Übersetzerkolbens (35)
angeordnet ist.
6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der dem Ventilschließkörper (26) abgewandten Seite
des zweiten Übersetzerkolbens (35) eine Rückstellfeder (36)
angreift.
7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Brennstoffeinspritzventil (1) ein nach außen
öffnendes Brennstoffeinspritzventil (1) ist und
daß der zweite Schenkel (43) der im wesentlichen L-förmigen
Übersetzerkammer (41) an der dem Ventilschließkörper (26)
abgewandten Seite des zweiten Übersetzerkolbens (35)
angeordnet ist.
8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit der Ventilnadel (30) oder dem zweiten
Übersetzerkolben (35) ein Flansch (52) verbunden ist, an
welchem eine Rückstellfeder (36) angreift.
9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das hydraulische Medium, mit welchem die
Übersetzerkammer (41) befüllt ist, in dem
Brennstoffeinspritzventil (1) zu dem Dichtsitz geführter
Brennstoff ist.
10. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Vorspannelement (4) den Aktor (3) hülsenartig
umschließt.
11. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ventilnadel (30) aus einem mit dem zweiten
Übersetzerkolben (35) einstückig ausgebildeten ersten
Ventilnadelabschnitt (30a) und einem mit dem
Ventilschließkörper (26) einstückig ausgebildeten zweiten
Ventilnadelabschnitt (30b) besteht, wobei der erste
Ventilnadelabschnitt (30a) mit dem zweiten
Ventilnadelabschnitt (30b) über ein Kupplungsstück (31)
verbunden ist.
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