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hrraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmasdhinen
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Einspritzdüse nach
der Gattung des Hauptanspruchs. Bei den bekannten Einspritzdüsen dieser Gattung
ist das Schließglied in der Regel von einer Schraubenfeder belastet, welche jedoch
eine verhältnismäßig große Masse hat, die sich in manchen Fällen störend bemerkbar
macht. Unter bestimmten Betriebsbedingungen neigen die Schraubenfedern zu Eigenschwingungen,
durch welche der Einspritzverlauf nach teilig beeinflußt werden kann. Das Schließglied
selbst wird im wesentlichen axial belastet und führt daher sowohl beim Auf setzen
auf den Ventilsitz als auch beim Abheben praktisch die gleichen Bewegungen aus.
Für eine Selbstreinigung des Ventilsitzes von Verkoicungsprodukten
wäre
es jedoch erwünscht, daß das Schließglied beim Aufsetzen und/oder Abheben auch eine
Drehbewegung ausführt.
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Dies wird bei einer bekannten Anordnung (US-PS 2 295 081) zwar dadurch
erreicht, daß das Schließglied mit einer Kurvenbuchse verbunden ist, welche dem
Schließglied bei seinen axialen Hin- und Herbewegungen eine Drehbewegung auf zwingt.
Der Zweck dieser Anordnung ist jedoch nicht die Selbstreinigung der Düse, und außerdem
wird durch die Eurvenbuchse die Masse der bei einem jeden Einspritzvorgang zu beschleunigenden
und abzubremsenden Teile in unerwunschter Weise weiter vergrößert.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Schließfeder
einen bis doppelt so hohen sogenannten Arbeitswert und damit ein wesentlich günstigeres
Verhältnis von Arbeitsvermögen zu tasse hat, wie eine Scbraubenfeder aus Volldraht.
Außerdem wird durch die Mittel, welche aus dem Drehmoment der Schließfeder die Axialbewegung
des Schließglieds ableiten, auch mechanisehe Reibung erzeugt, welche vorteilhaft
zur Hub- bzw.
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Schwingungsdämpfung der entsprechenden Teile dient.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten IIaßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Schließglied mit dem zugekehrten
Ende des Torsionsfederrohres verschiebbar, jedoch unverdrehbar gekoppelt ist und
der DüseEkörper Sowie das Schließglied mit Führungsmitteln versehen sind,
welche
dem sich drehenden Schließglied eine Axialbewegung autzwingen und umgekehrt. In
diesem Fall führt das unvermeidliche Spiel zwischen den Führungsmitteln am Düsenkörper
und am Schließglied dazu, daß sich das Schließglied am Beginn des Offnungshubes
zunächst etwas dreht und erst dann vom Ventilsitz abhebt, was für eine Selbstreinigung
des Ventilsitzes von besonderem Vorteil ist.
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Eine besonders gute Führung des Schließglieds im Düsenkörper ergibt
sich, wenn das Schließglied am Außenumfang mit mindestens einer schräg ansteigenden
Nut versehen ist, in die ein gehäusefester Vorsprung greift, der sich vorzugsweise
über die ganze Länge der Nut erstreckt.
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Die Federkraft des Torsionsfederrohres kann mit einfachen Mitteln
dadurch einstellbar gemacht werden, daß das Torsionsfederrohr am stromauf liegenden
Ende mit einer Zahnscheibe verbunden ist, welche in eine entsprechende Gegenverzahnung
am Düsenkörper eingreift und das Ende des Torsionsfederrohres gegen Drehen sichert.
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Dabei können zweckmäßig die Zahnscheibe und die Gegenverzahnung am
Düsenkörper mit axial gerichteten Zähnen versehen sein. In diesem Fall braucht die
Zahnscheibe überhaupt nur gedreht zu werden, wobei dann ihre Zähne über die Gegenverzahnung
hinwegrasten.
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Die Zahnscheibe kann vorteilhaft mit Schultern, z. B. mit axialen
Schlitzen auf der vom Zahnkranz abgekehrten Stirnseite, zum Angriff eines Drehwerkzeugs
versehen sein.
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Die erfindngsgemäße Anordnung wirkt sich auf den Gesamtaufbau und
die Gesamtfunktion insbesondere bei solchen Einspritzdüsen aus, bei denen das Schließglied
eine nach 8 vorteilhaft
außen öffnende Ventilnadel ist, deren Schaft
im Düsenkörper geführt ist.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur
zeigt einen Längsschnitt durch eine Einspritzdüse für eine Dieselbrennkraftmaschine.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die Einspritzdüse hat einen
Düsenkörper 10, welcher durch ein Schraubteil 12 an einem Düsenhalter 14 festgespannt
ist. Am Düsenkörper 10 ist ein Ventilsitz 16 gebildet und eine Ventilnadel 18 verschiebbar
angeordnet, welche einen mit dem Ventilsitz 16 zusammenarbeitenden Dichtkegel 20
hat. An diesen schließt sich stromauf ein Schaft 22 der Ventilnadel 18 an, der in
einem Bohrungsabschnitt 24 des Düsenkörpers 10 gelagert und mit einer zentralen
Sackbohrung 26 versehen ist, die von der freien Stirnseite 28 ausgehend bis nahe
an den Dichtkegel 20 reicht. An den Bohrungsabsehnitt 24 schließt sich stromab ein
im Durchmesser etwas größerer Bohrungsabschnitt 30 im Düsenkörper 10 an, der mit
dem Schaft 22 der Ventilnadel 18 einen Ringraum 32 begrenzt. Dieser ist über Querbohrungen
34 mit der Sackbohrung 26 im Schaft 22 der Ventilnadel 18 verbunden.
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An den Bohrungsabschnitt 24 im Düsenkörper 10 schließt sich stromauf
ein im Durchmesser größerer Bohrungsabschnitt 36 an, in dem sich ein dünnwandiges
Torsionsfederrohr 38 erstreckt. Das der Ventilnadel 18 zugekehrte Ende des Torsionsfederrohres
38 ist innen mit einem Eranz von xängsnuten 40 versehen, in welche ein entsprechend
geformter Zahnkranz 44 am Ende des Schaftes 22 mit Bewegungsspiel
eingreift.
Die Ventilnadel 18 ist dadurch mit den Torsionsfederrohr 38 verschiebbar, jedoch
unverdrehbar verbunden. Am stromaufseitigen Ende ist das Torsionsfederrohr 38 mit
einer Zahnscheibe 44 fest verbunden, welche eine Stirnverzahnung 46 trägt, die in
einen am Düsenkörper 10 angeformten Zahnkranz 48 eingreift.
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Der Schaft 22 der Ventilnadel 18 ist mit mehreren über den Umfang
gleichmäßig verteilten, sich über die ganze Länge des Schaftes erstreckenden und
schräg ansteigenden Nuten 50 versehen, in welche entsprechend geformte gewindegangartige
Vorsprünge 52 am Düsenkörper 10 mit dem nötigen Bewegungsspiel eingreifen. Die Mittel
50, 52 erzwingen eine axiale Bewegung der Ventilnadel 18, wenn diese um ihre Längsachse
gedreht wird, und umgekehrt.
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In der dargestellten Schließlage der Einspritzdüse ist das Torsionsfederrohr
38 so stark verformt, daß die Ventilnadel 18 mit der vorgeschriebenen Schließkraft
axial gegen den Ventil sitz 16 gedrückt ist. Zum Einstellen der Schließkraft ist
die Zahnscheibe 44 mit einem Querschlitz 54 versehen, in welchen ein Drehwerkzeug
eingeführt werden kann. Bei zusammengebauter Einspritzdüse ist die Zahnscheibe 44
zwischen dem Düsenkörper 10 und dem Düsenhalter 14 eingespannt, so daß sich das
Torsionsfederrohr 38 in Achsrichtung nicht verschieben und die Spannung des Rohres
nicht selbsttätig verstellen kann. Der Düsenhalter 14 enthält eine Zulaufbohrung
55, die von einem Anschlußstutzen 56 bis zum Boden einer die Zahnscheibe 44 aufnehmenden
Kammer 58 führt und dort in das Innere des Torsionsfederrohres 38 mündet.
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Wenn zu Beginn eines Einspritzvorgangs der Kraftstoffdruck ansteigt,
wird die Ventilnadel 18 nach außen verschoben.
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Dabei erzwingen die in die schrägen Nuten 50 der Ventilnadel 18 eingreifenden
Vorsprünge 52 am Düsenkörper 10 sofort eine Drehung der Ventilnadel 18, wodurch
sich ein Selbstreinigungseffekt am Ventilsitz ergibt. Uber den Zahnkranz 42 am Schaft
22 der Ventilnadel 18 und die Längsnuten 40 im Inneren des Torsionsfederrohres 38
wird dieses durch die nach außen wandernde und sich dabei drehende Ventilnadel 18
weiter gespannt und dadurch die Schließ- bzw. Rückholkraft für die Ventilnadel 18
im gewünschten Sinne weiter erhöht. Beim Nachlassen des Kraftstoffdruckes am Ende
eines Einspritzvorganges überwiegt die aus dem Drehmoment des Torsionsfederrohres
38 abgeleitete Rückstellkraft den auf die Ventilnadel 18 ausgeübten E;raftstoffdruck,
so daß das Torsionsfederrohr 38 die Ventilnadel zurückdrehen und dadurchin axialer
Richtung auf den Ventil sitz 16 zurückholen kann. Die bei diesen Bewegungsvorgängen
zwischen den Teilen auftretende Reibung dient in vorteilhafter Weise dazu, die Hubbewegungen
der Ventilnadel zu dämpfen und Eigenschwingungen zu vermeiden.
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