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Die
Erfindung betrifft einen Brennstoffinjektor für Verbrennungskraftmaschinen,
der derart ausgelegt ist, um einen Brennstoff in eine Verbrennungskammer
zu injizieren.
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Die
konventionellen Injektoren, beispielsweise Brennstoffinjektionsventile,
umfassen beispielsweise ein Brennstoffinjektionsventil, wie es in
dem
japanischen offen gelegten
Patent Nr. 133748/1995 (
JP7-133748A ) offenbart ist. In diesem Einspritzventil wird
eine Ventilnadel angesteuert unter Einsatz eines piezoelektrischen
Elementes, einer Druckfeder, eingeführt an ihrer inneren Seite
durch das Nadelventil und ausgestattet mit einem Verlängerungsteil,
welches sich zu einem Drosselelement einer Drucksteuerkammer erstreckt,
ein Nadelanschlag an dem Teil einer Wandoberfläche der Drucksteuerkammer ausgebildet,
welcher um das Drosselelement herum vorhanden ist. Die Druckfeder
befindet sich an der äußeren Seite
der Drucksteuerkammer und das Verlängerungsteil erstreckt sich
bis in die gleiche Kammer, sodass das Volumen dieser Kammer vermindert
wird. Der Bereich des Nadelanschlags kann vergrößert werden, unabhängig von
der Druckfeder durch Reduzierung des inneren Durchmessers des Drosselelementes.
Bei diesem Brennstoffeinspritzventil ist der Betrag der Versetzung
des piezoelektrischen Elementes klein, ein System zur Vergrößerung des Übersetzungsverhältnisses
des piezoelektrischen Elementes eingesetzt wird um den Versetzungsbetrag
desselben auf ein Niveau anzuheben, welches mit der Versetzung des
verwendeten Nadelventils korrespondiert. Falls eine Spannung an
das piezoelektrische Element angelegt wird, so wird ein Druck in der
Drucksteuerkammer auf eine obere Endfläche eines Nadelschaftes in
der Nadelventilschließrichtung einwirken.
Falls die Aufbringung einer Spannung auf das piezoelektrische Element
unterbrochen wird, so entweicht der Druck in der Drucksteuerkammer
aus der Drossel nach oben hin, sodass das Nadelventil mittels des
unter Hochdruck stehenden Brennstoffes angehoben wird und Brennstoff
in eine Verbrennungskammer injiziert wird. Die obere Endfläche des Nadelschaftes stellt
einen Anschlag für
die Bewegung des Nadelventils nach oben dar. Die Drucksteuerkammer
ist genau darauf ausgelegt, das Volumen derselben zu reduzieren.
Es wird eine Tellerfeder eingesetzt als Element zur Erzeugung einer
Rückstellkraft,
wenn das piezoelektrische Element versetzt ist.
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Der
herkömmliche
elektromagnetische Brennstoffinjektor für Dieselmotoren umfasst einen Brennstoffinjektor,
wie er in dem
japanischen offen gelegten
Patent Nr. 964/1991 (
JP3-000964A ) beschrieben ist. In diesem elektromagnetischen
Brennstoffinjektor für
Dieselmotoren wird die Steuerung einer Drucksteuerkammer über ein
Solenoid vorgenommen und ein Raum um einen Steuerkolben und einen
Druckkolben bildet eine Hochdruckkammer für Brennstoff. Der Druckkolben
ist nicht mit einem Ölzufuhranschluss
ausgestattet und der Druckkolben und der Steuerkolben sind als integraler
Körper
ausgebildet. In diesem elektromagnetischen Brennstoffinjektor wird
ein unter Druck stehender Brennstoff zu einer Steuerkammer befördert, welche
durch einen Injektorkörper
und eine Hülse
dargestellt ist und zur Steuerung des Druckkolbens angepasst ist
und eine Injektionskammer speichert einen zu injizierenden Brennstoff.
Dazu werden Durchgänge
zweigeteilt in dem Injektorkörper
und der Hülse
dargestellt. Die Zuführung
des Brennstoffes zu der Steuerkammer geschieht über eine Zufuhröffnung oder
eine ringförmige
Aussparung, welche an dem Injektorkörper vorgesehen ist.
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Bei
dem oben beschriebenen Brennstoffeinspritzsystem ist der gleitende
Schaftteil an einem oberen Teil des Nadelventiles kurz ausgebildet.
Entsprechend ist, wenn der Druck in der Drucksteuerkammer groß ist und
wenn das Nadelventil abgehoben hat, der Brennstoff verantwortlich
für eine
Leckage. Das piezoelektrische Element und das Nadelventil liegen
nahe zueinander und weisen eine geringe Länge auf und es ist schwierig,
das Brennstoffeinspritzventil in einem eingeführten Zustand in einem Zylinderkopf
zu fixieren, da in der Praxis nicht ausreichend viel Raum aufgrund
der um das Einspritzventil herum vorhandenen Anschlüsse vorhanden
ist. Obwohl der Betrag de Hubes des piezoelektrischen Elementes
durch die Bereichsübersetzung
größer wird, verschlechtert
sich das Stabilisationsvermögen
der Pilotinjektion, deren Intervalle reduziert werden, indem die
Charakteristika des piezoelektrischen Elementes am optimalsten eingesetzt
werden, da eine Drossel vorhanden ist und da die Kraft über eine kompressible
Flüssigkeit übertragen
wird.
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Bei
diesem Brennstoffeinspritzventil wird ein piezoelektrisches Element
verwendet zur Steuerung der Drucksteuerkammer. Der Betrag der Versetzung eines
piezoelektrischen Elementes mit allgemeinem Durchmesser und allgemeiner
Länge für Injektoren beträgt ungefähr 0,1 mm.
Entsprechend ist es wesentlich, beim Einsatz eines piezoelektrischen
Elementes die Technologie zu entwickeln, mit der eine Kompensation
dieses geringen Betrags an Hub des piezoelektrischen Elementes ausgleichbar
ist. Um die vorteilhaften Merkmale beim Einsatz eines piezoelektrischen
Elementes vollständig
zu nutzen ist es wesentlich, die Stabilisationseigenschaften des
Nadelventils nicht zu verschlechtern. Dies wird entsprechend bei
der Steuerung der Brennstoffeinspritzung gefordert.
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Bei
dem oben beschriebenen elektromagnetischen Brennstoffinjektor für Dieselmotoren
wird der Druck in der Drucksteuerkammer durch Solenoid überwacht.
Obwohl das Solenoid den Vorteil aufweist, dass es einen großen Versetzungsbetrag
im Verhältnis
zu einem piezoelektrischen Element wie oben erwähnt liefern kann, ist das Stabilisationsvermögen gering
und die Steuerfähigkeit
bezogen auf die Pilotinjektion, bei der sehr hohe Genauigkeit und präzise Zeitabstimmung
gefordert werden ist nicht besonders hoch. Darüber hinaus ist die positive
Abschaltung der Brennstoffhauptinjektion korrespondierend mit der
niedrigen Stabilisationsfähigkeit
im Verhältnis
zu der bei der Verwendung eines piezoelektrischen Elementes ebenso
niedrig. Folglich kann behauptet werden, ein Verfahren zur Steuerung
des Druckes in der Drucksteuerkammer, welches ein Solenoid verwendet,
ist ungünstiger
im Verhältnis
zu einem ähnlichen
Verfahren, welches ein piezoelektrisches Element einsetzt. Um den
Wirkungsgrad der durch Solenoid erzeugten Leistung zu verbessern, wird
dessen Durchmesser notwendigerweise groß, sodass der ein Solenoid
verwendende Brennstoffinjektor nicht die Bedingungen für eine kompakte
Bauweise erfüllt.
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Die
Druckschrift
US 4,798,188 ,
offenbart ein Verfahren zur Steuerung eines Injektors, umfassend die
Schritte der Veränderung
der Signalpulsbreite, welche einem Aktuator zugeführt werden
zur Hin- und Herbewegung eines Ventilkörpers, um damit eine Öffnungszeit
des Injektors zu steuern und ebenso eine Veränderung einer Spannung der
Signalimpulse, um damit den Weg des Ventilkörpers zu steuern.
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Ein
Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines Brennstoffinjektors
für Verbrennungskraftmaschinen
mit einem derartigen Aufbau, dass ein Steuerkolben mittels der Ausnutzung
der vorteilhaften Stabilisationsfähigkeit eines piezoelektrischen Elementes
genau steuerbar ist, wobei dieses zur Steuerung des Brennstoffinjektors
herangezogen wird und der erhöhte
Betrag des Hubes des piezoelektrischen Elementes beim Anlegen einer
Spannung auf dieses geschieht durch einen Hubvergrößerungsmechanismus;
damit existiert eine genaue Festlegung des Hubes eines Nadelventils
für den
Steuerkolben und eine Hülse,
womit die Anprechcharakteristik des Nadelventils verbessert wird,
der Leckagebetrag des unter Hochdruck stehenden Brennstoffs minimiert
wird durch die Sicherstellung einer ausreichenden Länge eines
gleitenden Teiles.
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Brennstoffinjektor für Verbrennungskraftmaschinen,
aufweisend einen Injektorkörper,
ausgestattet mit Brennstoffinjektionsöffnungen, einem Nadelventil, ausgelegt
zum Abheben in den Injektorkörper
und zum Öffnen
der Injektionsöffnungen,
einem Steuerkolben, verbunden mit dem Nadelventil und ausgelegt
zur Steuerung einer glei tenden Bewegung des Nadelventils, eine Brennstoffkammer,
ausgebildet in dem Injektorkörper,
um einen Brennstoff zu speichern, eine Rückstellfeder, die in der Brennstoffkammer
vorhanden ist und ausgelegt ist, um das Nadelventil an den Brennstoffinjektionsanschlüssen in Schließrichtung
zu drücken,
ein piezoelektrisches Element, welches ausgelegt ist zur Huberzeugung nach
Maßgabe
einer Spannungsveränderung,
um den Hub des Steuerkolbens zu steuern und eine Hubübersetzungseinheit,
ausgelegt zur Erhöhung des
Hubs des piezoeleketrischen Elements, um das Nadelventil abzuheben
und Übertragung
der resultierenden Versetzung des Hubelementes am Steuerkolben,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Hubübersetzungsmechanismus ein
mit dem piezoelektrischen Element fixiertes Druckelement umfasst,
welches an dem piezoelektrischen Element befestigt ist und an seiner äußeren umfangsseitigen Oberfläche mit
verstärkten
Teilen ausgestattet ist, die Einwirkungspunkte einer Hubkraft einer
zentralen Durchgangsbohrung aufweisen, welche in dem Injektorkörper ausgebildet
ist oder ein hohles Stützelement,
welches am Inneren des Injektorkörpers
fixiert ist, wobei der Injektorkörper
oder das Hohlstützelement
mit stützenden überhängenden
Teilen ausgestattet ist, das Hubelement versetzbar in einem hohlen
Bauteil des Injektorkörpers
oder des Stützelementes
abhebbar angeordnet ist und ein Tellerfedersatz zwischen dem Druckelement
und dem Injektorkörper
oder dem Stützelement
mit einem inneren umfangsseitigen Abschlussteil mit dem Hubelement
zusammenwirkt.
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Bei
einer Ausgestaltung ist die Tellerfeder zwischen der Druckkammer
und dem Injektorkörper oder
dem Stützelement
angebracht, sodass ein äußeres Teil
der Tellerfeder mit den überhängenden
Teilen mit Angriffspunkten des Druckelementes zusammenwirkt und
das Teil der Tellerfeder, welches weiter innen liegt als der Angriffspunkt
desselben zusammenwirkt mit den stützenden verstärkten Teilen
des Injektionskörpers
oder des Stützelementes.
Der Abstand zwischen den überhängenden
Teilen mit Einwirkungspunkten des Druckelements und der gege nüberliegenden
stützenden überhängenden
Teile des Injektorkörpers
oder des Stützelementes
sind kürzer ausgelegt
als die zwischen den stützenden
verstärkten
Teilen und einen Einwirkungspunkt, an dem die Tellerfeder mit dem
Hubelement zusammenwirkt.
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In
einer anderen Ausgestaltung ist das Hubelement ein Ventil zum Öffnen und
zum Schließen
eines Abgabedurchgangs zum Abbau des Brennstoffdruckes in einer
Ausgleichskammer, welche durch eine Steuerhülse dargestellt ist, die mit
dem Injektorkörper
fest verbunden ist und welche ausgelegt ist für die Steuerung des Hubes des
Nadelventils durch den Brennstoffdruck.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist das Hubelement in einer Steuerhülse gleitend
eingebaut, wobei diese in einem einheitlichen Körper mit dem Stützelement
an dem Injektorkörper
fest verbunden ist und mit einem oberen Abschlussteil des Steuerkolbens
mit dem Nadelventil verbunden ist.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine untere
Abschlussfläche
des Hubelementes gleitend in einer Steuerhülse vorhanden ist, ausgebildet
in einem einheitlichen Körper
mit dem Stützelement,
fixiert an dem Injektorkörper
und in Wirkverbindung mit einer oberen Abschlussfläche des
Steuerkolbens, verbunden mit dem Nadelventil.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist das Hubelement in einem einheitlichen
Körper
mit dem Steuerkolben ausgebildet, sowie gleitend in dem Injektorkörper vorhanden
und die untere Endfläche
des Steuerkolbens wirkt mit einem Federsitz zusammen, auf dem die
Rückholfeder
aufsitzt. Das Nadelventil wird in der Injektionsanschlussschließrichtung
niedergedrückt
durch die Rückstellkraft
der Rückholfeder
und der Scheibenfeder.
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Wie
oben beschrieben wird der Hubübersetzungsmechanismus
in diesem Brennstoffinjektor durch eine Druckkammer ausgebildet,
welche mit hervorstehenden Teilen versehen ist, die Angriffs punkte
für eine
Hubkraft vorsehen, sowie ein Stützelement,
welches mit stützenden
hervorstehenden Teilen versehen ist und ein Hubelement, welches durch
eine Tellerfeder versetzt werden kann, die bereitgestellt ist zwischen
dem Druckelement und dem Stützelement.
Entsprechend wird die Versetzung des Druckelementes, auf welches
die Versetzung bzw. der Hub des piezoelektrischen Elementes wirkt,
in der ursprünglichen
Größe übertragen
wird in einer vergrößerten Form,
entsprechend dem Prinzip Hebel-/Drehpunkt auf das Hubelement über das
Stützelement
als ein Drehpunkt übertragen.
Das Hubelement kann derart ausgebildet werden, sodass es den Brennstoffdruck
in der Ausgleichskammer abbaut, dass der Steuerkolben abgesenkt
wird und sodass es direkt mit dem Steuerkolben verbunden ist und
diesen direkt anhebt.
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Da
dieser Brennstoffinjektor wie oben beschrieben aufgebaut ist, kann
eine sehr genaue Injektionsratensteuerfunktion ausgeführt werden,
welche die Steuerung einer Pilotinjektion mit kurzen Intervallen
und mehrmaliger Pilotinjektion vorsieht, durch die Verwendung des
ausgezeichnet ansprechenden piezoelektrischen Elementes ausgeführt werden
und der Leckagebetrag des Hochdruckbrennstoffs kann auf einen sehr
niedrigen Wert reduziert werden, indem eine ausreichende Länge eines gleitenden
Teiles durch den Einsatz des Steuerkolbens und der -hülse gesichert
werden. Weiterhin ermöglicht
dieser Brennstoffinjektor die sichere Einrichtung eines geeigneten
Abstandes zwischen dem piezoelektrischen Element und dem Nadelventil
mit Bezug auf den Zylinderkopf, wobei der Durchmesser eines Schaftes
eines Teiles, welches einen genauen räumlichen Montagezustand einnehmen
muss, erniedrigt wird, die Gestaltungsanforderungen in Bezug auf
die Befestigung des Brennstoffinjektors einfach einzuhalten sind
und der Injektor selbst in kompaktem Aufbau darstellbar ist.
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Ausgestaltungen
der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beispielhaft und
unter Bezug auf die begleitenden Figuren beschrieben, worin folgendes
dargestellt ist:
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1 zeigt
eine Teilansicht mit der Darstellung einer Ausgestaltung des Brennstoffinjektors
für Verbrennungskraftmaschinen
entsprechend der vorliegenden Erfindung,
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2 zeigt
eine Teilansicht mit der Darstellung einer zweiten Ausgestaltung
des Brennstoffinjektors für
Verbrennungskraftmaschinen entsprechend der vorliegenden Erfindung,
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3 zeigt
eine Teilansicht mit der Darstellung einer dritten Ausgestaltung
des Brennstoffinjektors für
Verbrennungskraftmaschinen entsprechend der vorliegenden Erfindung,
und
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4 zeigt
eine Teilansicht mit der Darstellung einer vierten Ausgestaltung
des Brennstoffinjektors für
Verbrennungskraftmaschinen entsprechend der vorliegenden Erfindung.
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Die
Ausgestaltungen des Brennstoffinjektors für Verbrennungskraftmaschinen
entsprechend der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezug auf die
Figuren näher
beschrieben.
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Dieser
Brennstoffinjektor für
Verbrennungskraftmaschinen ist in einem abgedichteten Zustand über ein
Dichtelement in einer in einer Basis vorhandenen Bohrung wie in
einem Zylinderkopf (nicht dargestellt) fixiert und er ist eingesetzt
für ein
Speicherleisteninjektionssystem oder ein Sammelinjektionssystem,
in welchem ein unter Hochdruck stehender Brennstoff durch eine gemeinsame
Speicherleiste zugeführt
wird, zu welcher der Brennstoff von einer Brennstoffinjektionspumpe
zugeführt
wird und von welcher die Injektion in jede der Verbrennungskammern,
die in dem Verbrennungskraftmotor vorhanden ist, injiziert wird.
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Eine
erste Ausgestaltung des Brennstoffinjektors für Verbrennungsmaschinen entsprechend der
vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf die 1 beschrieben.
Dieser Brennstoffinjektor für Verbrennungskraftmaschinen
umfasst eine Haltung 1 an der ein Düsenkörper 4, ausgestattet
mit Injektionsöffnungen 50,
von denen ein Brennstoff in eine Verbrennungskammer injiziert wird,
befestigt ist, ein Nadelventil 3, ausgelegt um in dem Inneren
der Halterung 1 und dem Düsenkörper 4 abgehoben zu
werden und damit die Injektionsöffnungen 50 zu öffnen, einen
Steuerkolben 2, verbunden mit dem Nadelventil 3 und
ausgelegt zur Steuerung der gleitenden Bewegung desselben, eine
Brennstoffkammer 37, die in dem Injektorkörper 1, 4 dargestellt
ist und ausgelegt ist zur Speicherung des Brennstoffs in der Hülse 1 und
dem Düsenkörper 4,
eine Rückstellfeder 28,
die in der Brennstoffkammer 37 vorhanden ist und ein Nadelventil 3 in
die Injektionsöffnungen
in Schließrichtung
andrückt,
ein piezoelektrisches Element 5, ausgelegt um nach Maßgabe der
Spannungsänderung
versetzt zu werden und ausgelegt, um den Hub des Steuerkolbens 2 zu überwachen,
und ein Hubübersetzungsmechanismus 10,
der ausgelegt ist, um den Hubbetrag des piezoelektrischen Elementes 5 zum
Zwecke des Hubs des Nadelventils zu vergrößern und die Übertragung
des sich ergebenden Hubs an den Steuerkolben 2.
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Der
Hubvergrößerungsmechanismus 10 umfasst
ein Druckelement 9, fixiert an dem piezoelektrischen Element 5 und
platziert auf einem äußeren Umfang
desselben mit verstärkten
bzw. überhängenden
Teilen 13, welche Angriffspunkte für eine Hubkraft darstellen,
ein Stützelement
mit einer Höhlung, fixiert
an der Hülse 1 und
ausgestattet mit stützenden hervorstehenden
Teilen 13, ein Hubelement 15, vorgesehen zum Abheben
in einem Hohlraum 60 des Stützelementes 8 und
eine Tellerfeder 11, die zwischen dem Druckelement 9 und
dem Stützelement 8 zwischen
gelegt ist, mit einem Abschlussteil 14 am inneren Umfang,
welches mit dem Hubelement 15 zusammenwirkt. Die Tellerfeder 11 ist
zwischen dem Druckelement 9 und dem Stützelement 8 vorgesehen,
sodass sie an den äußeren Teilen
dieser Elemente mit den vorstehenden Teilen 12 zusammenwirkt,
die die Angriffspunkte für
das Druckelement 9 darstellen und an dessen Teilen, die
weiter innen liegen als die Angriffspunkte, mit den stützenden
hervorragenden Teilen 13 des Stützelementes 8. Insbesondere
wird der Abstand zwischen den hervorragenden Teilen 12,
welche die Ansatzpunkte für
das Druckelement 9 darstellen und die stützenden
hervorstehenden Teile 13 des Stützelementes 8 kürzer festgesetzt
als der zwischen den stützenden
hervorstehenden Teilen 13 und einem Einwirkungspunkt des
Hubelementes 15, mit dem die Tellerfeder 11 zusammenwirkt.
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Bei
diesem Brennstoffinjektor für
Verbrennungskraftmaschinen ist das Stützelement 8 an dessen äußeren Umfang
mit einem Gewinde 53 ausgestattet, welches mit einem Gewinde
zusammenwirkt, das in einer Wandoberfläche einer zentralen Durchgangsbohrung
der Hülse 1 ausgebildet
ist, womit das Stützelement 8 eingeschraubt
und mit der Hülse 1 fixiert
ist. Das Hubelement 15 ist abhebbar dargestellt und kann
in den Hohlraum 16 des Stützelementes 8 gleiten
und ist ausgelegt, um eine Kugel 21 gegen einen Ventilsitz
einer Steuerhülse 7 mittels
einer Rückstellkraft
der Tellerfeder 11 zu drücken, wenn das piezoelektrische
Element 5 nicht angesteuert ist, sodass eine Öffnung 25 geschlossen
ist. Falls eine Spannung von einer Steuereinheit 34 auf
das piezoelektrische Element 5 aufgebracht wird, so erzeugt das
piezoelektrische Element einen Hub und der Hubbetrag wird an das
Druckelement 9 übertragen, welches
dadurch abgesenkt wird. Die Kraft, mit der das Druckelement 9 abgesenkt
wird verursacht, dass eine äußere Umfangsfläche der
Tellerfeder 11 niedergedrückt wird gegen die Rückstellkraft
der Feder über
die hervorstehenden Teile 12. Der nach unten gerichtete
Hubbetrag der äußeren Umfangsfläche der
Tellerfeder 11 verursacht, dass der innere Umfangsabschluss
davon über
die hervorstehenden Teile 13 des Stützelementes 8 als
Stützpunkte
nach oben versetzt wird. Während
dieser Zeit wird der Betrag der nach oben gerichteten Versetzung
des inneren umfangsseitigen Endes der Tellerfeder 11 nach dem
Prinzip von Hebel-/Drehgelenk des Hubverstärkungsmechanismus 10 vergrößert. Dieser
nach oben gerichtete Versetzungs-/Hubbetrag ist groß genug, um
den Steuerkolben 2 abzuheben.
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In
der ersten Ausgestaltung bildet das Hubelement 15 ein Ventil,
welches in Zusammenarbeit mit einer Kugel 21 betrieben
wird, sodass das Hubelement 15 abgehoben wird mit dem Hubbetrag,
welcher über
den Hubvergrößerungsmechanismus
aufgrund der Aktivierung des piezoelektrischen Elementes 5 verstärkt ist,
um die nach unten gerichtete Kraft der Kugel 21 abzubauen,
welche die Öffnung 25 schließt, um einen
Brennstoffdruck in die Ausgleichskammer 35 abzugeben, welche
in der Steuerhülse 7 in
Hülse 1 fixierbar über die Öffnung 25 ist.
Der Brennstoffdruck in der Ausgleichskammer 35 ist der Leckage
unterworfen aufgrund der Ansteuerung des piezoelektrischen Elementes
und das Nadelventil 3 wird über den Brennstoffdruck abgehoben.
Falls die Ansteuerung des piezoelektrischen Elementes unterbrochen
wird, so wird ein unter Hochdruck stehender Brennstoff ins Innere
der Ausgleichskammer 35 geliefert und dieser Brennstoffdruck
und die Rückstellkraft
der Rückstellfeder 28 verursachen,
dass der Steuerkolben 2 das Nadelventil 3 absenkt
und die Injektionsöffnungen 50 damit
verschließt.
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Bei
diesem Brennstoffinjektor für
Verbrennungskraftmaschinen ist der Düsenkörper 4 mit dem unteren
Abschlussteil der Hülse 1 fixiert über die
Einschraubung einer Hülsenmutter 40 auf
ein Gewindeteil der Hülse 1 und
die untere Abschlussfläche
der Hülse 1 und
eine obere Abschlussfläche
des Düsenkörpers 4 bilden
eine Passfläche 22,
die eine Dichtoberfläche
darstellt. Eine äußere Umfangsfläche des Düsenkörpers 4 weist
einen größeren Durchmesserbereich
an einem oberen Teil davon auf und einen kleineren Durchmesserteil
an einem unteren Teil davon und die Hülsenmutter 40 ist
auf dem mit Gewinde versehenen Teil der Hülsenmutter 1 mit der
Bedingung verbunden, dass die Hülsenmutter 40 mit
einer gestuften Oberfläche 55 des
unteren Teiles des Düsenkörpers 4 ausgelegt
ist.
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Die
Hülse 1 ist
an ihrem oberen Bereich mit Gewindebohrungen 15, 46 zur
Fixierung eines Gewindebrennstoffzufuhreinflusses 16 und
eines Leckageanschlusses 17 ausgestattet. Der Brenn stoffzufuhranschluss 16 und
der Leckageanschluss 17 sind in die Schraubbohrungen 45, 46 der
Hülse 1 eingeschraubt.
Das piezoelektrische Element 5 ist in dem oberen Abschlussteil
der Hülse 1 durch
die Verschraubung einer Hülsenmutter 47 an
einem Gewindeteil der Hülse 1 fixiert.
Ein Abstand zwischen dem piezoelektrischen Element und der Hülse 1 und
der Hülsenmutter 47 wird
abgedichtet über
ein Dichtelement 31. In diesem Injektor wird ein Brennstoff
von einer Speicherleiste 29, einer Hochdruckbrennstoffzufuhrquelle, über den
Brennstoffzufuhranschluss 16 zugeführt. In diesem Brennstoffinjektor
wird eine Spannung eines Betriebssignales von einer Steuereinheit 34 von
einem Anschluss auf das piezoelektrische Element 5 über einen
Verbinder oder ein Kabel 76 aufgebracht. Das piezoelektrische
Element 5 stellt einen piezoelektrischen Aktor zur Absteuerung
des Brennstoffdruckes in der Ausgleichskammer 35 dar, welcher
auf das Nadelventil 3 über
einen Abgabedurchgang (Öffnung
und Durchgangsanschluss 27 des Druckelementes 9)
einwirkt.
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Die
Abdichtung des Abstandes zwischen der Hülse 1 und dem Brennstoffzufuhranschluss 16 und dem
Leckageanschluss 17 wird durch die Einführung eines Dichtelementes
dazwischen bewirkt. Die Hülse 1 ist
ausgestattet mit einer zentralen Durchgangsbohrung 38,
durch welche eine Ventilscheibe eingeführt wird und ein Brennstoffdurchgang 6 steht
in Verbindung mit der zentralen Durchgangsbohrung 38 und
einem Brennstoffeinlass des Brennstoffzufuhranschlusses 16.
Die Halterung 1 ist weiterhin in dem Zwischenteil der zentralen
Durchgangsbohrung 38 mit einem Führungsteil 39 vorhanden,
welches durch Reduzierung des Durchmessers der Durchgangsbohrung 38 ausgebildet
ist, wobei der Steuerkolben 2 des Ventilkörpers durch
das Innere der Führungsfläche 36 hindurchreicht
und versehen ist mit dem Führungsteil 39,
das an der Leitoberfläche 36 befestigt ist.
Die zentrale Durchgangsbohrung 38 der Halterung 1 bildet
damit und durch den innen liegenden Steuerkolben 2 herum
eine Brennstoffkammer 37, in welcher ein Brennstoff gespeichert
wird. Der Düsenkörper 4 wird
mit einer zentralen Durchgangsbohrung 48 versehen, welche
mit der zentralen Durchgangsbohrung 38 in Verbindung steht
und mit dem Nadelventil 3 des Ventiltellers hindurchragt
und Injektionsöffnungen 50,
von denen der Brennstoff in die Verbrennungskammer (nicht dargestellt)
injiziert wird.
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Der
Steuerkolben 2 und das Nadelventil 3 werden miteinander über ein
Verbindungselement 49 verbunden. Der Steuerkolben 2 und
das Nadelventil 3 werden mit ihren abschließenden Oberflächen gegeneinander
anstoßend
an einer Kontaktoberfläche 57 positioniert
und sie werden einheitlich in axialer Richtung durch das Verbindungselement 49 über eine
Rückhaltekraft
zurückgehalten,
welche eine Abweichung von den Achsen des Kolbens und des Nadelventils
in der Richtung senkrecht zu der der Achsen ermöglicht. Das Verbindungselement 49 umfasst einen
elastischen Körper
wie eine Plattenfeder, die in der Form eines Spaltringes ausgebildet
ist und die in ihrer diametralen Richtung elastisch deformierbar
ist. Der Steuerkolben 2 ist mit einer ringförmigen Nut 58 in
einem unteren Abschlussteil desselben ausgestattet, während das
Nadelventil 3 mit einer ringförmigen Nut 58 in einem
oberen Abschlussteil versehen ist. Das Verbindungselement 49 ist
an beiden Abschlussteilen desselben mit Bördelrändern 59 versehen,
welche nach innen gerichtete Verriegelungsteile darstellen. Das
Verbindungselement 49 passt sowohl n die gegenüberliegenden
Abschlussteile des Nadelventils 3 als auch des Steuerkolbens 2 und
die Bördelränder 59 des
Verbindungselementes 49 sind in die ringförmigen Nuten 58 des
Steuerkolbens 2 und des Nadelventils 3 eingepasst.
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In
einem Bereich, in dem der Steuerkolben 2 und das Nadelventil 3 über das
Verbindungselement 49 verbunden sind, wird eine Brennstoffkammer 56, die
mit der Brennstoffkammer 37 in Verbindung steht, ausgebildet.
Das Nadelventil 3 wird gleitend in die zentrale Durchgangsbohrung 48 des
Düsenkörpers 4 eingeführt, um
einen Abstand 52 auszubilden und eine freie Abschlussfläche des
Nadelventils sitzt auf einer Dichtober fläche, die in der Wand ausgebildet ist,
in der die Injektionsöffnungen 50 des
Düsenkörpers 4 vorhanden
sind. Der Abstand 52, der um das Nadelventil 3 ausgebildet
ist, stellt einen Durchgang für
unter Hochdruck stehenden Brennstoff dar. Eine Gleitoberfläche mit
dem Abstand 52 wird zwischen der zentralen Durchgangsbohrung 48 des
Düsenkörpers 4 und
der äußeren Umfangsoberfläche des
Nadelventils 3 ausgebildet. Der Steuerkolben 2 wird
derart ausgeformt, dass die Summe der Brennstoffdrücke, die
auf die äußere Oberfläche desselben,
welche dem Inneren der Brennstoffkammer 37 gegenüber ausgestellt
sind, zu Null werden. Der den Steuerkolben 2 und das Nadelventil 3 umfassende
Ventilteller ist derart ausgeformt, dass der Ventilteller durch den
Brennstoffdruck, der auf das Nadelventil 3 wirkt, nach
oben bewegt wird, sodass eine Öffnung
der Injektionsanschlüsse 50 ermöglicht wird.
In der ersten Ausgestaltung wird die Ventilscheibe gehoben, falls der
Brennstoffdruck, welcher auf eine gestufte Oberfläche eines
freien Abschlussteils des Nadelventils 3 einwirkt, welches
an dem Injektionsanschluss 50 aufsitzt und selbiges öffnet oder
schließt,
größer wird
als die Summe der elastischen Kräfte
der Rückstellfeder 28 und
des Brennstoffdruckes in der Ausgleichskammer 35, welcher
auf die obere Oberfläche
des Steuerkolbens 2 einwirkt.
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Die
Steuerhülse 7 ist
in die zentrale Durchgangsbohrung 38 der Halterung 1 eingepasst
und als Befestigungsoberfläche 19 ausgeformt,
welche ebenso als eine Dichtoberfläche dient. Ein Schulterteil
der Steuerhülse 7 wirkt
mit einem oberen gestuften Teil der zentralen Durchgangsbohrung 38 zusammen,
um eine Dichtfläche 23 auszubilden.
Eine ringförmige
Kammer 18 wird dargestellt zwischen der äußeren Oberfläche der
Steuerhülse 7 und
der zentralen Durchgangsbohrung 38 der Halterung 1.
Die Steuerhülse 7 ist
an der Halterung 1 fixiert über das Stützelement 8, ausgestattet
mit einer Bohrung 16 und eingeschraubt in das Gewindeteil
der Halterung 1. Die Abdichtung der Lücke zwischen der Halterung 1 und
der Steuerhülse 7 geschieht
mittels eines Dichtelementes 32. Die ringförmige Kam mer 18 steht
in Verbindung mit dem Brennstoffdurchgang 6. Eine nach
unten gerichtete geöffnete
Bohrung 54 der Steuerhülse 7 weist
eine Gleitoberfläche 20 auf,
in welcher der Steuerkolben 2 gleitend befestigt ist, sowie
in der Ausgleichskammer 35 in dem oberen Teil, welches
sich über
der oberen Fläche
des Steuerkolbens 2 befindet. Die Ausgleichskammer 35 steht
in Verbindung mit der ringförmigen
Kammer 18 durch die Öffnung 24.
Die Steuerhülse 7 wird
bei einer Öffnung 24 vorgesehen
und verbindet die Ausgleichskammer 35 und die ringförmige Kammer 18 miteinander
und die Öffnung 25 steht
in Verbindung mit der oberen Oberfläche der Steuerhülse 7.
Die Ausgleichskammer 35 weist eine Funktion zur Steuerung des
Hubes des Steuerkolbens 2, bewirkt durch den Brennstoffdruck
darin, auf.
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In
diesem Brennstoffinjektor ist das Stützelement 8, welches
mit der Steuerhülse 7 und
der Halterung 1 verbunden ist, mit einem ausgehöhlten Teil versehen,
in welchem das Hubelement 15 angebracht ist. Die Bohrung 26 des
Hubelementes 15 ist darin mit der Kugel 21 versehen,
sodass durch Öffnen
und Schließen
eines Auslasses die Öffnung 25 betätigt wird.
Falls das piezoelektrische Element 5 elektrisch aktiviert
wird, um das Hubelement 15 abzuheben, so öffnet die
Kugel 21 die Öffnung 25.
Wenn die Kugel die Öffnung 25 öffnet, so
wird Brennstoff zu dem Inneren der Ausgleichskammer 3 zugeführt in Richtung
auf einen Leckagedurchgang 77 in dem Leckageauslass 17 durch
die Öffnung 25 und
durch die Öffnung 26 abgegeben,
da die Bohrung 26 in Verbindung steht mit dem Durchgangsanschluss 27 des Druckelementes 9.
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Der
Brennstoffinjektor entsprechend der oben beschriebenen Konstruktion
weist weiterhin eine Rückstellfeder 28 auf,
welche in der Brennstoffkammer 37 vorhanden ist, eine Federhalterung 30, welche
das untere Ende der Rückstellfeder 28 abstützt und
an dem Steuerkolben 2 befestigt ist und ein gestuftes Teil 33,
welches einen oberen Abschluss der Rückstellfeder 28 aufnimmt
und an der Wand der Halterung 1 ausge bildet ist. Die Rückstellfeder 28 weist
eine Funktion auf zur Rückstellung
des Nadelventils 3 mittels Anwendung einer Rückstellkraft
auf selbige in der Richtung, in welcher die Injektionsöffnungen 50 geschlossen
sind.
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Der
Brennstoffinjektor entsprechend der vorliegenden Erfindung wird
wie oben beschrieben aufgebaut und funktioniert entsprechend der
folgenden Beschreibung. Bei diesem Brennstoffinjektor befindet sich
das piezoelektrische Element nicht in einem angesteuerten oder erregten
Zustand und die Kugel 21 wird durch das Hubelement 15 in
Abwärtsrichtung gedrückt, in
welcher die Öffnung 25 geschlossen wird,
wobei die Öffnung 25 mittels
der Kugel 21 geschlossen wird. Unter diesen Bedingungen
wird ein unter Hochdruck stehender Brennstoff von der gemeinsamen
Speicherleiste 29 zu dem Brennstoffdurchgang 6 über den
Brennstoffeinlassanschluss 16 geliefert. Die Brennstoffkammer 37,
welche um den Steuerkolben 2 und das Nadelventil 3 herum
dargestellt ist, wird mit dem unter Hochdruck stehenden Brennstoff
durch den Brennstoffdurchgang 6 befüllt. Die Lücke 52, die zwischen
dem äußeren Umfang des
Nadelventils 3 und dem Düsenkörper 4 vorhanden ist,
wird ebenso mit dem unter Hochdruck stehenden Brennstoff gefüllt. Der
unter Hochdruck stehende Brennstoff wird in das Innere der ringförmigen Kammer 18 geladen über den
Brennstoffdurchgang 6 und die Ausgleichskammer 35 der
ringförmigen
Kammer 18 durch die Öffnung 24 eingepasst.
Der Hochdruckbrennstoff, mit dem die Brennstoffkammer 37 gefüllt ist,
wird über
das Dichtelement 32 abgedichtet.
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Falls
die Öffnung 25 mit
der Kugel 21 geschlossen wird, so wird der unter Hochdruck
stehende Brennstoff zu der Ausgleichskammer 35 über den Brennstoffdurchgang 6 zugeführt, wobei
die ringförmige
Kammer 18 und die Öffnung 24 bis
zur oberen Oberfläche
des Steuerkolbens 2 reicht und als eine Kraft zum Absenken
des Steuerkolbens 2 arbeitet. Die elastische Kraft der
Rückstellfeder 28 arbeitet
als eine Kraft zur Absenkung der Ventilscheibe. Der Brennstoffdruck,
der auf die zulaufende Oberfläche des
freien Endteils des Nadelventils 3, welches am Injektionsanschluss 50 des
Düsenkörpers 4 aufsitzt, wirkt,
stellt eine Kraft zum Abheben des Ventiltellers dar. Die Absenkkraft
der Summe der auf den Steuerkolben 2 in der Ausgleichskammer 35 einwirkenden Druckkräfte und
die elastische Kraft der Rückstellfeder 28 werden
derart festgesetzt, dass sie den Brennstoffdruck, der auf die zulaufende
Oberfläche des
freien Abschlussteiles des Nadelventils 3 einwirkt übersteigen,
sodass der Druck bei den Betriebsbedingungen, in welchen die Injektionsanschlüsse 50 durch
das Nadelventil 3 geschlossen sind, ausgeglichen ist.
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Falls
eine Spannung an das piezoelektrische Element 5 entsprechend
einer Anweisung der Steuereinheit 34 angelegt wird, so
wird das piezoelektrische Element einen Hub erzeugen. Wenn das Hubelement 15 abgehoben
ist, wird die Kugel 21 freigegeben und die Öffnung 25 wird
geöffnet.
Falls die Öffnung 25 offen
ist, so wird der unter Hochdruck stehende Brennstoff in der Ausgleichskammer 35 zu
der Bohrung 26 über
die Öffnung 25 abgegeben
und dann von der Bohrung 26 zu dem Leckageanschluss 17 über den
Durchgangsanschluss 27, wobei dieser Brennstoff dann zum
Brennstofftank zurückgeführt wird.
Falls der unter Hochdruck stehende Brennstoff in die Ausgleichskammer 35 abgegeben
wird, wird die Kraft in der Ausgleichskammer 35 zum Absenken des
Steuerkolbens 2 reduziert. Folglich übersteigt der auf das Nadelventil 3 einwirkende
Brennstoffdruck die Summe an Absenkungskraft, sodass das Nadelventil 3 sich
nach oben bewegt, um die Injektionsöffnungen 50 zu öffnen, wobei
die Injektion des Brennstoffs in eine Brennstoffkammer (nicht dargestellt)
ausgeführt
wird.
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Falls
die Ansteuerung des piezoelektrischen Elementes 5 nach
Maßgabe
der Anweisung der Steuereinheit 34 unterbrochen wird, so
entfällt
die Kraft zum Absenken des Druckelementes 9, die auf die
Tellerfeder 11 wirkt, um den Hubvergrößerungsmechanismus außer Kraft
zu setzen und die elastische Kraft der Tellerfeder 11 wirkt
auf das Hubelement 15, um selbiges her abzusenken, womit
die Kugel 21 gegen die Öffnung 25 gedrückt wird,
um diese zu schließen.
Falls die Öffnung 25 geschlossen
ist, wird der unter Hochdruck stehende Brennstoff von der gemeinsamen
Speicherleiste 29 zu der Ausgleichskammer 35 über die
Brennstoffpassage 6, die ringförmige Kammer 18 und
die Öffnung 24 geführt und
darin wiederum gespeichert. Der unter Hochdruck stehende Brennstoff
in der Ausgleichskammer wirkt auf die obere Oberfläche des
Steuerkolbens 2 ein und senkt diese ab und die den Steuerkolben
absenkende Kraft überstiegt
den Brennstoffdruck, der auf das Nadelventil 3 einwirkt.
Das Nadelventil 3 wird deshalb nach unten gedrückt, um
die Injektionsöffnungen 50 zu
schließen
und die Brennstoffinjektion damit zu beenden. Der beschriebene Brennstoffinjektor
wiederholt diese Funktionen und ermöglicht, dass ein Brennstoff
intermittierend in eine Verbrennungskammer injiziert wird.
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Eine
zweite Ausgestaltung des Brennstoffinjektors für Verbrennungskraftmaschinen
entsprechend der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf die 2 im
Folgenden beschrieben. Im Vergleich zur ersten Ausgestaltung ist
die zweite Ausgestaltung nicht mit einer Ausgleichskammer in einer Drucksteuerkammer
ausgestattet und weist ein Gewinde 42 an der Wandoberfläche einer
Bohrung 26 eines Hubelementes 41 auf. In 2 werden
die mit 1 identischen Teile mit den
gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und es wird von einer doppelten
Beschreibung entsprechend abgesehen. Das Gewinde 42 des
Hubelementes 41 wird mit einem Gewinde 43, welches
an einem oberen Abschlussteil des Steuerkolbens 2 ausgebildet
ist, zusammengeschraubt, womit das Hubelement 41 mit dem
Steuerkolben 2 fixiert ist, welcher mit einem Nadelventil 3 verbunden
ist, wobei der Steuerkolben 2 gleitend in einer Steuerhülse 7,
die integral mit einem Stützelement 8 ausgebildet
ist, bewegbar ist. Das Stützelement 8 wird
in einem einheitlichen Körper
mit der Steuerhülse 7 dargestellt.
Da der Steuerkolben 2 und das Nadelventil 3 miteinander
durch ein Verbindungselement 49 verbunden sind, wird eine
vertikale Bewegung des Steuerkolbens 2 als eine vertikale
Bewegung des Nadelventils 3 übertragen. Der Steuerkolben 2 wird
abgesenkt mittels einer Tellerfeder 11 und einer Rückstellfeder 28,
um zu bewirken, dass das Nadelventil 3 die Injektionsöffnungen 50 schließt. Wenn
die elastische Kraft der Tellerfeder unwirksam ist, wird das Nadelventil 3 mit
dem Brennstoffdruck, welcher darauf einwirkt, abgehoben, indem dieser die
elastische Kraft der Rückstellfeder 28 übersteigt. Da
ein Druckvergrößerungsmechanismus 10 bei
der zweiten Ausgestaltung im Wesentlichen den gleichen Aufbau und
die gleiche Funktion zeigt wie der in der ersten Ausgestaltung,
wird dieser hier nicht mehr beschrieben.
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Eine
dritte Ausgestaltung des Brennstoffinjektors für Verbrennungskraftmaschinen
entsprechend der vorliegenden Erfindung wird nun in 3 beschrieben.
Im Vergleich mit der ersten Ausgestaltung ist die dritte Ausgestaltung
nicht mit einer Ausgleichskammer in einer Drucksteuerkammer ausgestattet
und ein Steuerkolben 2 wird derart ausgelegt, um an dessen
oberer Abschlussfläche
auf eine untere Abschlussfläche
eines Hubelementes 15 einzuwirken. Unter Bezug auf 3 ist
anzumerken, dass die mit 1 identischen Teile gleiche
Bezugszeichen aufweisen und eine erneute Beschreibung wird an dieser
Stelle vermieden. Eine Steuerhülse 7 ist
dargestellt mit einem Stützelement 8,
welches an einer Halterung 1 an einem integralen Körper fixiert
ist. Ein Steuerkolben 2 wird gleitend in der Steuerhülse 7 eingesetzt
und ist verbunden mit einem Nadelventil 3. Eine untere
Abschlussfläche 51 des
Hubelementes 15 steht in Kontakt mit einer oberen Abschlussfläche des
Steuerkolbens 2 durch eine elastische Kraft der Tellerfeder 11 und
diese Oberflächen
sind nicht gegeneinander fixiert. Das Hubelement 15 wird
gleitend in einer Bohrung 16 des Stützelementes 8 bewegt. Obwohl
ein unter Hochdruck stehender Brennstoff aus einer Brennstoffkammer 37 über Leckage
und durch einen Abstand zwischen dem Steuerkolben 2 und
einer Durchgangsbohrung 57 der Steuerhülse 7 entweicht, steht
der Innenraum der Bohrung 16 in Verbindung mit einem Leckageanschluss 17 und stellt
keine Hochdruckkammer dar, so dass der Druckausgleich in Bezug auf
den Steuerkolben 2 nicht verloren geht. Der Steuerkolben 2 wird
abgesenkt mittels der Tellerfeder 11 und einer Rückholfeder 28,
um zu bewirken, dass das Nadelventil 3 die Injektionsöffnungen 50 schließt. Falls
die Spannung auf ein piezoelektrisches Element 5 angelegt
wird, um die Rückstellkraft
der Tellerfeder 11 auszuschalten, wird das Nadelventil 3 aufgrund
des Brennstoffdruckes, welcher auf das Nadelventil 3 wirkt
und welcher die elastische Kraft der Rückstellfeder 28 übersteigt
abheben. Da ein Hubvergrößerungsmechanismus 10 in
der dritten Ausgestaltung im Wesentlichen den gleichen Aufbau und
die gleiche Funktion wie der in der ersten Ausgestaltung aufweist,
wird er hier nicht noch mal beschrieben.
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Eine
vierte Ausgestaltung des Brennstoffinjektors für Verbrennungskraftmaschinen
entsprechend der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf 4 beschrieben.
Im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel
ist die erste Ausgestaltung nicht mit einer Ausgleichskammer ausgerüstet und
der Aufbau eines Brennstoffversorgungssystems, welches in dieser
Ausgestaltung eingesetzt ist, ist unterschiedlich zu dem Brennstoffversorgungssystems, welches
in der vorhergehenden Ausgestaltung verwendet wird, wobei jedoch
der Hubvergrößerungsmechanismus 10 eine
identische Struktur im Vergleich mit der ersten Ausgestaltung aufweist,
was die grundlegende Hebelübersetzung
betrifft. Unter Bezug auf 4 ist anzumerken,
dass die mit der 1 identischen Teile mit gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet werden, und von einer doppelten Beschreibung
wird abgesehen. Im Vergleich mit den vorher beschriebenen Ausgestaltungen
ist die vierte Ausgestaltung mit einem Brennstoffbehälter 56 anstelle
der Brennstoffkammer 37 ausgestattet, ein Hubelement 15 ist
an dem oberen Abschlussteil angeschlossen und zusammen mit einem
Steuerkolben 2 ausgebildet, um darin integriert zu sein
und das Stützelement 8 wird
integral mit dem Körper
der Halterung 1 dargestellt. In einer zentralen Durchgangsbohrung 44 mit
kleinem Durchmesser in der Halterung 1 ist der Steuerkolben 2 gleitend
einge führt. Eine
Halterungsabdeckung 1A, welche einen eigenen Halterungskörper darstellt,
ist an einem oberen Abschlussteil der Halterung 1 fixiert
und ein piezoelektrisches Element 5 wird in der Halterungsabdeckung 1A bereitgestellt.
Ein Hülsenmutter 47 zur
Fixierung einer Einstellmutter 74 wird in die Halterungsabdeckung 1A eingeschraubt.
Ein Einstellriemen 73 zur Fixierung des piezoelektrischen
Elementes 5 an ein inneres Teil der Halterungsabdeckung 1A zur
Fixierung unter Druck wird in die Einstellnut 74 eingeschraubt.
Ein Kabel 76 wird in eine Kabelaufnahmebohrung 62 eingeführt und
mit einer Steuereinheit 34 verbunden, welche mit dem piezoelektrischen
Element 5 in Verbindung steht.
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Die
Halterung 1 ist ausgestattet mit einer Brennstoffzufuhrbohrung 70,
welche einen Brennstoffdurchgang 6 darstellt, dem ein unter
Hochdruck stehender Brennstoff zugeführt wird. Ein Paar von Rückstellfedern 28 ist
in Verbindung mit einem Federsitz 64 mit einem Paar von
Rückstellfedern 28 in einer
zentralen Durchgangsbohrung 38 dargestellt und die untere
Rückstellfeder 28 sitzt
an ihrem unteren Ende auf einem Federsitz 69 auf. Die untere
Abschlussfläche
des Steuerkolbens 2 wirkt zusammen mit einer Passfläche 61 und
damit mit einer oberen Fläche
des Federsitzes 64. Das obere Ende der oberen Rückstellfeder 28 sitzt
auf einem abgestuften Teil 63 auf, welches an der Halterung 1 ausgebildet
ist. Der Federsitz 69 ist an einem Abstandselement 66 platziert,
welches wiederum an einer eigenständigen Halterung 67 vorhanden
ist. Eine Stange 65 ist zwischen dem Federsitz 64 und
dem Abstandselement 66 vorhanden, um den Federsitz 64 von
dem Abstandselement 66 zu trennen und einen vorbestimmten
Abstand dazwischen einzurichten. Das Nadelventil 3 wirkt
mit einem unteren Ende des Abstandselementes 66 zusammen.
Entsprechend ist der Steuerkolben 2 verbunden mit dem Nadelventil 3 über den Federsitz 64,
die Stange 65 und das Abstandselement 66. Eine
Schulter 75 des oberen Abschlussteils des Nadelventils 3 kann
zusammenwirken mit einer unteren Oberfläche der eigenständigen Halterung 67 und
diese untere Oberfläche
bildet eine Hubbe grenzungsfläche 68 für das Nadelventil 3.
Der Brennstoffleckageabstand 71 zwischen dem Düsenkörper 4 und
dem Nadelventil 3 entleert sich über eine Kammer 72 und
einen Leckagedurchgang 77.
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In
der vierten Ausgestaltung wird ein Hubelement 15 in einem
integralen Aufbau mit dem Steuerkolben 2, welcher gleitend
in der Halterung 1 vorhanden ist, ausgebildet. Die untere
Abschlussfläche
des Steuerkolbens 2 wirkt mit dem Federsitz 64 zusammen,
auf welchem die Rückstellfedern 28 aufsitzen. Das
Nadelventil 3 wird durch die Rückstellkraft der Rückstellfedern 28 und
der Tellerfeder 11 in die Richtung, in welche die Injektionsöffnungen 50 geschlossen
werden, gedrückt.
Falls das piezoelektrische Element 5 angesteuert wird,
um die elastische Kraft der Tellerfeder 11 zu überwinden,
wird das Nadelventil 3 aufgrund des Brennstoffdruckes,
welcher darauf einwirkt abgehoben und die elastische Kraft der Rückstellfedern 28 wird überwunden.
Da ein Hubvergrößerungsmechanismus
in der vierten Ausgestaltung im Wesentlichen den gleichen Aufbau
und die gleiche Funktion aufweist wie im ersten Ausführungsbeispiel, wird
auf eine Beschreibung entsprechend verzichtet.