EP1567765B1

EP1567765B1 - Einspritzventil

Info

Publication number: EP1567765B1
Application number: EP03799426A
Authority: EP
Inventors: Edgar Schneider; Thomas Koeppel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2003-08-11
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2023-08-11
Also published as: EP1567765A1; JP2006504893A; DE50305301D1; DE10250720A1; US20060151637A1; WO2004040119A1; CN1639456A

Abstract

Es wird ein Einspritzventil (1) mit einem Ventilsteuermodul (2) und einem sich daran anschließenden Düsenmodul (3), welches eine in einem Düsenkörper (13) axial verschieblich angeordnete Düsennadel (12) aufweist, beschrieben. Das Ventilsteuermodul (2) grenzt an das Düsenmodul (3) mit einer Drosselplatte (14). Im Bereich eines der Drosselplatte (14) zugewandten Endes der Düsennadel (12) ist ein Zwischenelement vorgesehen, das über eine zwischen dem Zwischenelement (21) und der Düsennadel (12) angeordnete Feder (18) an die Drosselplatte (14) gedrückt ist, die die Düsennadel (12) in Schließrichtung mit einer Axialkraft beaufschlagt, wobei wenigstens eine Ablaufdrossel (24) in der Drosselplatte (14) und wenigstens eine mit einem Hochdruckbereich (9) verbundene Zulaufdrossel (23) vorgesehen ist, welche in einen Ventilsteuerraum (22) münden. Die Drosselplatte weist auf ihrer dem Düsenmodul (3) zugewandten Seite eine in sichgeschlossene einen Innenraum (25) begrenzende Erhebung (26) auf, die eine Begrenzung für den Ventilsteuerraum (22) darstellt und in der die Zulaufdrossel (23) angeordnet ist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil mit einem Ventilsteuermodul und einem Düsenmodul gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art, wie z.B. in der DE 101 39 622 gezeigt.
Derartige Einspritzventile sind aus der Praxis hinlänglich bekannt und werden insbesondere in Verbindung mit Common-Rail-Einspritzsystemen für Dieselbrennkraftmaschinen eingesetzt.
Ein aus der Praxis bekanntes Einspritzventil der einleitend genannten Art weist einen Düsenkörper eines Düsenmodules auf, in dem zum Öffnen und Schließen des Einspritzventils eine Düsennadel axial verschiebbar geführt ist. An seinem einem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandten Ende ist der Düsenkörper mit mehreren Einspritzöffnungen versehen, die mittels der axial verschiebbaren Düsennadel ansteuerbar sind. Zusätzlich ist das Einspritzventil mit einem Ventilsteuermodul ausgeführt, welches ein Modulgehäuse und ein daran angeordnetes piezoelektrisches Aktormodul aufweist, die mit dem Düsenmodul über einen Ventilsteuerraum in an sich bekannter Art und Weise wirkverbunden sind.
An das piezoelektrische Aktormodul schließt sich eine Ventilglied-Anordnung an, über welche ein Stellweg des piezoelektrischen Aktormodules auf ein Ventilschließglied übertragen wird. Die Ventilglied-Anordnung weist einen ersten Kolben, einen sogenannten Stellkolben, und einen zweiten Kolben, einen sogenannten Betätigungskolben, auf, zwischen welchen eine hydraulische Übersetzungseinrichtung bzw. ein hydraulischer Koppler angeordnet ist. Der hydraulische Koppler dient zugleich dem Ausgleich von axialen Längenunterschieden, die durch Temperaturunterschiede verursacht werden.
Die Düsennadel wird mittels des Ventilsteuermodules über Druckänderungen in dem sogenannten Ventilsteuerraum angesteuert, wobei die Druckänderungen in dem Ventilsteuerraum zu einer axialen Verschiebung der Düsennadel führen, wodurch wiederum die zu dem Brennraum der Brennkraftmaschine führenden Einspritzöffnungen des Düsenkörpers freigegeben bzw. verschlossen werden.
Der Druck in dem Ventilsteuerraum wird über zwei in den Ventilsteuerraum mündende Drosseln eingestellt, wobei eine Ablaufdrossel in einer Drosselplatte und eine Zulaufdrossel in einer den Ventilsteuerraum begrenzenden und die Düsennadel umschließenden Hülse ausgebildet ist.
Dabei ist jedoch von Nachteil, daß die für eine einwandfreie Funktionsweise des Einspritzventiles geforderten Toleranzbereiche, insbesondere bei der Abstimmung eines Durchmesserverhältnisses zwischen der Zulaufdrossel und der Ablaufdrossel in Abhängigkeit eines Öffnungsdruckes des Einspritzdruckes im Ventilsteuerraum, nur durch eine sehr aufwendige Prüfung sowie einen hohen fertigungstechnischen Aufwand, die einen großen technischen bzw. apparativen Aufwand erfordern, erreicht werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Einspritzventil zu schaffen, das einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Einspritzventil gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Das Einspritzventil nach der Erfindung mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, bei welchem die Drosselplatte auf ihrer dem Düsenmodul zugewandten Seite eine in sich geschlossene, einen Innenraum begrenzende Erhebung aufweist, die eine Begrenzung für den Ventilsteuerraum darstellt und in der die Zulaufdrossel angeordnet ist, weist den Vorteil auf, daß die Ablaufdrossel und die Zulaufdrossel in ein einziges Bauteil, d.h. in die Drosselplatte integriert sind, was eine erhebliche Vereinfachung der Abstimmung des Durchmesserverhältnisses eines Durchmessers der Ablaufdrossel und eines Durchmessers der Zulaufdrossel in Abhängigkeit eines Öffnungsdrucks des Einspritzventils in dem Ventilsteuerraum zur Folge hat.
Insbesondere besteht die Möglichkeit, in Bezug auf das Durchmesserverhältnis bzw. in Bezug auf das Verhältnis zwischen der Drosselwirkung der Ablaufdrossel und der Drosselwirkung der Zulaufdrossel klassifizierte Drosselplatten vorzuhalten und in Abhängigkeit eines empirisch bestimmten Öffnungsdruckes eines Düsenmoduls die jeweils "passende" Drosselplatte aus den klassifizierten Drosselplatten auszuwählen und diesem Düsenmodul zuzupaaren.
Damit wird bei der Montage eines Einspritzventiles eine für die gewünschte Funktionsweise des Einspritzventils erforderliche Abstimmung zwischen dem Öffnungsdruck des Düsenmoduls und dem Verhältnis zwischen den Drosselwirkungen der beiden Drosseln des Ventilsteuerraumes über das Messen des Öffnungsdruckes in einer Meßvorrichtung und dem definierten Zupaaren eines Bauteiles, d.h. der Drosselplatte, auf einfache Art und Weise durchgeführt.
Derartige Drosselplatten bzw. Drosselscheiben, die gleichzeitig mit der Zulaufdrossel und der Ablaufdrossel für den Ventilsteuerraum ausgeführt sind, werden vorteilhafterweise in einem zusammenhängenden Fertigungsabschnitt hergestellt.
Zusätzlich weist ein Einspritzventil nach der Erfindung gegenüber aus der Praxis bekannten Einspritzventilen den Vorteil auf, daß eine Abstimmung bezüglich des Durchmesserverhältnisses zwischen dem Durchmesser der Zulaufdrossel und dem Durchmesser der Ablaufdrossel mit nur einem einzigen Bauteil erfolgt.
Darüber hinaus ist von Vorteil, daß die Anordnung der Zulaufdrossel im Bereich der Erhebung der Drosselplatte im Vergleich zu einem aus der Praxis bekannten Einspritzventil keine wesentliche Veränderung der Position der Zulaufdrossel zur Folge hat, so daß eine bekannte konstruktive Ausführung eines Einspritzventiles nur mit einer erfindungsgemäß ausgeführten Drosselplatte und mit einem an die erfindungsgemäße Drosselplatte angepaßten Zwischenelement versehen werden muß, um ein Einspritzventil nach der Erfindung zu erhalten.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes nach der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen.

Zeichnung

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Einspritzventiles nach der Erfindung schematisch vereinfacht dargestellt, welches in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert wird. Es zeigen

Figur 1 eine schematisierte Teildarstellung eines Einspritzventiles im Längsschnitt, und
Figur 2 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt X des Einspritzventiles gemäß Figur 1.

Beschreibung der Ausführungsbeispieles

In Figur 1 ist ein Einspritzventil 1 mit einem Ventilsteuermodul 2 und einem Düsenmodul 3 dargestellt. Das Ventilsteuermodul 2 ist mit einem nur teilweise dargestellten Aktormodul 4 ausgebildet, wobei das Aktormodul 4 eine piezoelektrische Aktuator-Einheit darstellt. An das Aktormodul 4 schließt sich eine Ventilglied-Anordnung 5 an, welche einen Stellkolben 6 und einen Betätigungskolben 7 aufweist, wobei zwischen diesen beiden Kolben 6, 7 eine als hydraulischer Koppler bzw. hydraulische Übersetzung und als Ausgleichselement von temperaturbedingten Längenschwankungen des Einspritzventiles 1 wirkende Hydraulikkammer 8 vorgesehen ist.
Weiter ist das Einspritzventil 1 mit einem Hochdruckbereich bzw. einem Hochdruckanschluß 9 ausgeführt, über den ein in Bauteilen 10A, 10B des Ventilsteuermodules 2 verlaufender Kanal 11 mit unter Common-Rail-Hochdruck stehendem Kraftstoff gespeist wird, der dem Düsenmodul 3 zugeführt wird, wobei der Common-Rail-Druck bis zu 1,6 kbar annehmen kann.
Das Einspritzventil 1 ist vorliegend in an sich bekannter Weise mit einem nicht näher dargestellten Druckbegrenzungsventil versehen, über welches ein Systemdruck eines Niederdruckbereiches 30 des Einspritzventiles 1 eingestellt wird. Der Systemdruck des Einspritzventiles 1 ist vorzugsweise kleiner als 30 bar, wobei die Höhe des Systemdruckes jeweils in Abhängigkeit des vorliegenden Anwendungsfalles über das Druckbegrenzungsventil auf einen erforderlichen und sich auf die Funktionsweise des Einspritzventiles positiv auswirkenden Wert eingestellt wird.
Das Düsenmodul 3 ist mit einer Düsennadel 12 ausgeführt, die in einem Düsenkörper 13 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Düsenkörper 13 liegt gemäß der Darstellung in Figur 1 an einer Drosselplatte 14 des Ventilsteuermodules 2 an und ist über eine Düsenspannmutter 15 fest mit dem Ventilsteuermodul 2 verbunden.
Die Düsennadel 12 wirkt an ihrem dem Ventilsteuermodul 2 abgewandten Ende mit einem Ventilsitz 16 des Düsenkörpers 13 derart zusammen, daß bei einem Abheben der Düsennadel 12 von dem Ventilsitz 16 Einspritzöffnungen 17 des Düsenkörpers 13 freigegeben werden und eine Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine erfolgt.
Beim Einspritzvorgang wird die Düsennadel 12 in dem Düsenkörper 13 entgegen einer auf die Düsennadel 12 in Schließrichtung der Düsennadel 12 wirkenden Federkraft einer Feder 18 von dem Ventilsitz 16 in Richtung des Ventilsteuermodules 2 bzw. der Drosselplatte 14 bewegt.
Die Feder 18 stützt sich mit ihrem dem Ventilsteuermodul 2 abgewandten Ende über eine Scheibe 19 an einem Absatz 20 der Düsennadel 12 ab. An ihrem dem Ventilsteuermodul 2 zugewandten Ende liegt die Feder 18 an einem Zwischenelement bzw. einem sogenannten Federteller 21 an, welcher sich wiederum an der Drosselplatte 14 abstützt. Das Verhalten der Feder 18 ist in Abhängigkeit der Dicke der Scheibe 19 beeinflußbar, so daß während der Montage des Einspritzventils 1 eine definierte Auswahl aus mehreren vorgehaltenen klassifizierten Scheiben 19 zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen getroffen werden kann.
Die Düsennadel 12, der Federteller 21 und die Drosselplatte 14 begrenzen einen Ventilsteuerraum 22, in welchen vorliegend jeweils eine Zulaufdrossel 23 und eine Ablaufdrossel 24 münden, die beide in der Drosselplatte 14 angeordnet sind.
In Figur 2 ist der in Figur 1 gekennzeichnete Bereich X des Einspritzventiles 1 in vergrößerter Ansicht gezeigt. In dem Bereich X weist die Drosselplatte 14 auf ihrer dem Düsenmodul 3 zugewandten Seite eine geschlossen umlaufende und einen Innenraum 25 begrenzende Erhebung 26 auf, die gemeinsam mit dem Federteller 21 und einem Endbereich 12A der Düsennadel 12 den Ventilsteuerraum 22 begrenzt. Die Erhebung ist vorliegend als ein Ringbund 26 ausgeführt, der sich über eine dem Düsenmodul 3 zugewandte Stirnfläche 27 der Drosselplatte 14 in Richtung der Feder 18 erhebt.
In dem in Figur 2 dargestellten Schnitt ist die Zulaufdrossel 23 in dem Ringbund 26 angeordnet, wodurch der Hochdruckbereich 9 des Einspritzventils 1, der den Federteller 21 umgibt, mit dem Ventilsteuerraum 22 über die Zulaufdrossel 23 verbunden ist. Des weiteren zweigt von dem Ventilsteuerraum 22 bzw. von dem Innenraum 25 des Ringbundes 26 die Ablaufdrossel 24 in Richtung des Niederdruckbereiches 30 des Einspritzventils 1 ab.
Ein minimaler Abstand einer Mittellinie 44 der Zulaufdrossel 23 in dem Ringbund 26 von der Stirnseite 27 der Drosselplatte 14 sollte nicht kleiner als 2 mm sein, um einen ausreichenden Platzbedarf für eine Elektrodenführung beim Erodieren zum Einbringen der Zulaufdrossel 23 in dem Ringbund 26 zur Verfügung zu stellen. Die Größe des Durchmessers der Zulaufdrossel 23 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,15 bis 0,25 mm, wobei der Durchmesser der Zulaufdrossel vorliegend 0,2 mm beträgt.
Eine dem Federteller 21 zugewandte Stirnfläche 28 des Ringbundes 26 ist in bezug auf eine der Drosselplatte 14 zugewandte Fläche 29 des Federtellers 21 im Querschnitt derart konisch ausgeführt, daß bei Anlage des Federtellers 21 an dem Ringbund 26 zwischen diesen beiden Bauteilen eine Linienberührung vorliegt, welche für eine Abdichtung des Ventilsteuerraumes 21 gegenüber dem Hochdruckbereich 8 besonders vorteilhaft ist. Die Anlage des Federtellers 21 an dem Ringbund 26 wird durch die Feder 18 bewirkt, die den Federteller 21 aufgrund ihrer vorgespannten Einbaulage gegen den Ringbund 26 drückt.
Der Endbereich 12A der Düsennadel 12, welcher axial verschieblich in einer Führung 41 des Federtellers 21 geführt ist, ist mit einem kleineren Durchmesser ausgeführt als ein Bereich der Düsennadel 12, welcher außerhalb des Federtellers liegt und von der Feder 18 umgeben ist. Diese Stufung der Düsennadel 12 auf der der Drosselplatte 14 abgewandten Seite des Federtellers 21 gestaltet einen Absatz 32, der eine Hubwegbegrenzung für die Düsennadel 12 bei einer Bewegung der Düsennadel 12 in Öffnungsrichtung des Düsenmodules 3 bzw. des Einspritzventiles 1 darstellt.
An einem Übergang zwischen der Stirnfläche 27 der Drosselplatte 14 und dem Ringbund 26 ist in der Stirnfläche 27 der Drosselplatte 14 eine Ausnehmung 33 ausgebildet, welche unter anderem dazu vorgesehen ist, daß die Stirnfläche 27 der Drosselplatte 14 mit einem Schleifwerkzeug auch im Bereich nahe des Ringbundes 26 bearbeitet werden kann.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels eines Einspritzventils bei einer Verwendung bei einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen beschrieben, wobei das Kraftstoffeinspritzventil bzw. das Einspritzventil 1 in der vorliegenden Ausführungsform als ein Common-Rail-Injektor ausgeführt ist.
Zur Einstellung eines Einspritzbeginns, einer Einspritzdauer und einer Einspritzmenge über Kraftverhältnisse in dem Kraftstoffeinspritzventil 1 wird die Ventilglied-Anordnung 5 über das Aktormodul 4 angesteuert, welches auf der ventilsteuerraum- und brennraumabgewandten Seite der Ventilglied-Anordnung 5 angeordnet ist. Der nicht näher dargestellte piezoelektrische Aktuator des Aktormodules 4 ist in an sich bekannter Art und Weise aus mehreren keramischen Schichten aufgebaut und weist auf seiner der Ventilglied-Anordnung 5 zugewandten Seite einen Aktuatorkopf 42 und auf seiner der Ventilglied-Anordnung 5 abgewandten Seite einen nicht näher dargestellten Aktuatorfuß auf, der sich an einer Wand eines Ventilgehäuses des Einspritzventiles 1 abstützt.
In der in der Figur 1 dargestellten Position der Ventilglied-Anordnung 5 ist ein Steuerraum 34 des Einspritzventiles 1 von dem Niederdruckbereich 30 getrennt. In dem Steuerraum 34 ist ein Ventilelement 35 eines Steuerventiles 36 angeordnet, welches bei nicht bestromtem Aktormodul 4 an einem ersten Steuerventilsitz 37, der in dem Bauteil 10A des Ventilsteuermodules 2 ausgebildet ist, dichtend anliegt. Die Verbindung zwischen dem Steuerraum 34 und dem Ventilsteuerraum 22 über die Ablaufdrossel 24 ist geöffnet, da das Ventilelement 35 durch eine Federeinrichtung und den in dem Steuerraum 34 vorherrschenden Druck gegen den ersten Steuerventilsitz 37 gedrückt ist. In dieser Stellung des Ventilelementes 35 ist der piezoelektrische Aktuator nicht bestromt und das Einspritzventil 1 ist durch Anlage der Düsennadel 12 an dem Ventilsitz 16 des Düsenkörpers 13 geschlossen.
Wird das Aktormodul 4 bzw. dessen piezoelektrische Keramik bestromt, wird die Länge der piezoelektrischen Keramik aufgrund des piezoelektrischen Effektes vergrößert. Diese Längung wird von der Ventilglied-Anordnung in an sich bekannter Art und Weise auf das Ventilelement 35 übertragen, so daß das Ventilelement 35 von dem ersten Steuerventilsitz 37 abgehoben wird und in Richtung eines zweiten Steuerventilsitzes 38, der an der dem Steuerraum 34 zugewandten Seite der Drosselplatte 14 ausgebildet ist, axial verschoben.
In dieser Position des Ventilelementes 35 ist der Hochdruckbereich 9 über den Ventilsteuerraum 22 und den Steuerraum 34 mit dem Niederdruckbereich 30 verbunden, und der Druck des Ventilsteuerraumes 22 wird über die Ablaufdrossel 24 in Richtung des Niederdruckbereiches 30 abgebaut. Aufgrund der Druck- sowie der Flächenverhältnisse in dem Düsenmodul 3 hebt die Düsennadel 12 von dem Ventilsitz 16 des Düsenkörpers 13 ab.
Zum Schließen des Einspritzventiles 1 wird das Ventilelement 35 entweder an den ersten Steuerventilsitz 37 oder den zweiten Steuerventilsitz 38 dichtend angelegt, so daß die Verbindung zwischen dem Ventilsteuerraum 22 und dem Niederdruckbereich 30 geschlossen ist. Um das Ventilelement 35 dichtend an dem ersten Steuerventilsitz 37 anzulegen, wird die Bestromung des Aktormodules 4 unterbrochen; wodurch sich die Längung der piezoelektrischen Keramik des Aktormodules zurückbildet. Damit geht eine axiale Verstellung der Ventilglied-Anordnung 5 in Richtung des Aktormodules 4 einher und das Ventilelement 35 wird aufgrund einer in Richtung des ersten Steuerventilsitzes 37 auf das Ventilelement 35 wirkende Federkraft eines Federelementes 43 und dem Druck des Steuerraumes 34 wiederum dichtend an den ersten Steuerventilsitz 37 gedrückt.
In dieser Lage des Ventilelementes 35 ist die Verbindung zwischen dem Niederdruckbereich 30 und dem Ventilsteuerraum 22 unterbrochen bzw. geschlossen. Dadurch baut sich der Druck in dem Ventilsteuerraum 22 über die Zulaufdrossel 23 in Richtung des Drucks des Hochdruckbereiches 9 auf, wobei die Düsennadel 12 ab einem definierten Druckwert in dem Ventilsteuerraum 22 dichtend gegen den Ventilsitz 16 des Düsenkörpers 13 gedrückt wird und das Einspritzventil 1 bzw. dessen Einspritzöffnungen 17 verschlossen sind.
Die zweite vorbeschriebene Position des Ventilelementes 35, welche zum Schließen des Einspritzventiles 1 führt, wird dadurch erreicht, daß eine Bestromung des Aktormodules 4 derart eingestellt wird, daß die Längung des Aktormodules 4 zu einer dichtenden Anlage des Ventilelementes 35 an dem zweiten Steuerventilsitz 38 führt und die Ablaufdrossel 24 von dem Ventilelement 35 verschlossen wird. Dadurch ist gleichzeitig die Verbindung zwischen dem Ventilsteuerraum 22 und dem Niederdruckbereich 30 geschlossen, so daß sich der Druck im Ventilsteuerraum 22 über die Zulaufdrossel 23 aufbaut, was in der vorbeschriebenen Art und Weise zu einem Schließen des Einspritzventiles 1 führt.
Das Schließen des Einspritzventiles 1 durch Anlage des Ventilgliedes 35 an dem ersten Steuerventilsitz 37 wird bevorzugt dann eingesetzt, wenn eine Einspritzphase in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine abgeschlossen ist und vorzugsweise keine weiteren Einspritzungen in dieser Einspritzphase folgen.
Das Schließen des Einspritzventiles 1 durch die Anlage des Ventilgliedes 35 an dem zweiten Steuerventilsitz 37 wird während einer Einspritzphase, die sich aus mehreren kurzfristig aufeinanderfolgenden Einspritzungen zusammensetzt, bevorzugt. Dies resultiert aus der Tatsache, daß das Ventilglied 35 zum Öffnen des Einspritzventiles 1 nicht wie beim Abheben von dem ersten Steuerventilsitz 37 gegen den Hochdruck des Ventilsteuerraumes 22 bewegt werden muß, sondern daß ein Öffnen der Verbindung zwischen dem Ventilsteuerraum 22 und dem Steuerraum 34 bei einer Reduzierung der Bestromung des Aktormodules 4 durch den Hochdruck des Ventilsteuerraumes 22 und die Federkraft des Federelementes 43 erfolgt.
Die Düsennadel 12 ist in einer Führung 40 des Düsenkörpers 13 und in der Führung 41 des Federtellers 21 längs beweglich dichtend geführt, wobei die beiden Führungen 40 und 41 aufeinander abgestimmt sind, um die axiale Beweglichkeit der Düsennadel 12 durch eine eventuelle Fehlstellung der Düsennadel 12, die zu erhöhten Reibkräften zwischen der Düsennadel 12 und dem Düsenkörper 13 bzw. dem Federteller 21 führen würde, zu vermeiden. Insbesondere die Führung 41 des Federtellers 21 ist in axialer Richtung des Einspritzventiles 1 relativ kurz ausgeführt, wodurch sich ein Kostenvorteil in der Herstellung gegenüber aus der Praxis bekannten hülsenartig ausgeführten und mit längeren Führungsbereichen ausgebildeten Bauteilen ergibt.
Die Drosselplatte 14 mit der Zulaufdrossel 23 und der Ablaufdrossel 24 stellt eine vorgefertigte klassifizierte Scheibe dar, welche mit einem definierten Durchmesserverhältnis zwischen einem Durchmesser der Zulaufdrossel 23 und einem Durchmesser der Ablaufdrossel 24 ausgeführt ist, das für einen bestimmten Öffnungsdruck des Einspritzventiles 1 eine einwandfreie Funktionsweise des Einspritzventiles 1 gewährleistet. Der sogenannte Öffnungsdruck stellt dabei jenen Druckwert in dem Ventilsteuerraum 22 bei geöffnetem Steuerventil 36 dar, bei welchem die Düsennadel 12 von dem Ventilsitz 16 des Düsenkörpers 13 abhebt.
Bei dem Einspritzventil nach der Erfindung besteht somit die Möglichkeit, einen in einer speziellen Meßapparatur ermittelten Öffnungsdruck des Düsenmoduls 3 bzw. des Einspritzventils 1 zu verwenden, um eine Drosselplatte mit einem für eine einwandfreie Funktionsweise des Einspritzventiles 1 erforderlichen Durchmesserverhältnis zwischen einem Durchmesser der Zulaufdrossel und einem Durchmesser der Ablaufdrossel bzw. einem Verhältnis zwischen den Drosselwirkungen der Zulaufdrossel 23 und der Ablaufdrossel 24 auszuwählen. Aufgrund von Fertigungstoleranzen ist dieses Durchmesserverhältnis bzw. Verhältnis zwischen den Drosselwirkungen der beiden Drosseln von Düsenmodul zu Düsenmodul unterschiedlich. Deshalb werden in einem Montageprozeß klassifizierte Drosselscheiben mit unterschiedlichen Durchmesserverhältnissen vorgehalten und in Abhängigkeit des Öffnungsdruckes einem Düsenmodul zugepaart.
Derartige Drosselplatten sind einfach und kostengünstig herstellbar, da die Zulaufdrossel und die Ablaufdrossel in ein Werkstück bzw. ein einziges Bauteil integriert sind. Zusätzlich ist dadurch die Abstimmung eines Einspritzventiles während der Montage erheblich vereinfacht.
Die Funktionsweise eines Einspritzventiles kann beispielsweise über das Zupaaren von Drosselplatten eingestellt werden, deren Zulaufdrosseln jeweils einen in Abhängigkeit des ermittelten Öffnungsdruckes ausgewählten und für eine einwandfreie Funktionsweise des Einspritzventils geeigneten Durchfluß aufweisen. Der Durchmesser der Ablaufdrossel ist jeweils derart an den Durchmesser der Zulaufdrossel angepaßt, daß das Durchmesserverhältnis der Drosseln bei allen zuzupaarenden Drosselplatten konstant ist.
Ferner kann es selbstverständlich auch vorgesehen sein, daß die Funktionsweise der Einspritzventile über Drosselplatten mit variierenden Durchmesserverhältnissen eingestellt wird. Das Durchmesserverhältnis der klassifizierten Drosselscheiben wird entweder durch Veränderung des Durchmessers der Zulaufdrossel, durch Veränderung des Durchmessers der Ablaufdrossel oder durch Veränderung der Durchmesser der Zulaufdrossel und der Ablaufdrossel variiert.
Ein minimaler Abstand der Mittellinie der Zulaufdrossel 23 in dem Ringbund 26 von der Stirnseite 27 der Drosselplatte 14 sollte nicht kleiner als 2 mm sein, um einen ausreichenden Platzbedarf für eine Elektrodenführung beim Erodieren zur Verfügung zu stellen. Der Durchmesser der Zulaufdrossel liegt in einem Bereich von 0,15 bis 0,25 mm und weist vorliegend vorzugsweise einen Durchmesser von 0,2 mm auf.
In einer weiteren von der vorliegend beschriebenen Ausführungsform abweichenden Ausgestaltung des Einspritzventiles ist es vorgesehen, daß die Erhebung der Drosselplatte zur radialen Justierung des Ventilsteuermodules gegenüber dem Düsenmodul wenigstens abschnittsweise in eine Einrichtung des Düsenmoduls formschlüssig eingreift. Dadurch besteht in vorteilhafterweise die Möglichkeit bei aus der Praxis bekannten Einspritzventilen zur Zentrierung des Ventilsteuermodules gegenüber dem Düsenmodul vorzugsweise eingesetzte Zentrierstifte im Bereich zwischen der Drosselplatte und dem Düsenkörper des Düsenmodules durch die Erhebung zu ersetzten, wodurch vorteilhafterweise die Teileanzahl eines Einspritzventiles reduziert wird, was wiederum zur Vereinfachung der Montage führt.

Claims

Einspritzventil (1) mit einem Ventilsteuermodul (2) und einem sich daran anschließenden Düsenmodul (3), welches eine in einem Düsenkörper (13) axial verschieblich angeordnete Düsennadel (12) aufweist, wobei das Ventilsteuermodul (2) an das Düsenmodul (3) mit einer Drosselplatte (14) grenzt und im Bereich eines der Drosselplatte (14) zugewandten Endes der Düsennadel (12) ein Zwischenelement (21) vorgesehen ist, das über eine zwischen dem Zwischenelement (21) und der Düsennadel (12) angeordnete Feder (18) an die Drosselplatte (14) gedrückt ist, die die Düsennadel (12) in Schließrichtung mit einer Axialkraft beaufschlagt, wobei wenigstens eine Ablaufdrossel (24) in der Drosselplatte (14) und wenigstens eine mit einem Hochdruckbereich (9) verbundene Zulaufdrossel (23) vorgesehen ist, welche in einen Ventilsteuerraum (22) münden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselplatte (14) auf ihrer dem Düsenmodul (3) zugewandten Seite eine in sich geschlossene, einen Innenraum (25) begrenzende Erhebung (26) aufweist, die eine Begrenzung für den Ventilsteuerraum (22) darstellt und in der die Zulaufdrossel (23) angeordnet ist.
Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenelement (21) als Federteller ausgebildet ist, der an der dem Düsenmodul (3) zugewandten Stirnseite (28) der Erhebung (26) an der Drosselplatte (14) anliegt.
Einspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (12) des Düsenmoduls (3) in einer Führung (41) des Zwischenelements (21) geführt ist und bei einem Öffnen des Düsenmoduls (3) derart in der Führung (41) des Zwischenelements (21) axial verschoben wird, daß die Düsennadel (12) mit ihrem der Drosselplatte (14) zugewandten Ende (12A) in einen Innenraum (25) der Erhebung (26) eingreift.
Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (12) im Bereich des Zwischenelements (21) einen Absatz (32) aufweist, der bei Vorliegen eines definierten Hubweges der Düsennadel (12) bei einer axialen Bewegung der Düsennadel (12) zum Öffnen des Düsenmoduls (3) an der der Drosselplatte (14) abgewandten Seite des Zwischenelements (21) zum Anliegen kommt.
Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Zwischenelement (21) zugewandte Stirnfläche (28) der Erhebung (26) im Querschnitt derart konisch ausgeführt ist, daß zwischen der Erhebung (26) und dem Zwischenelement (21) eine Linienberührung vorliegt.
Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem der Drosselplatte (14) abgewandten Ende der Feder (18) und einem Absatz (20) der Düsennadel (12) eine Scheibe (19) zur Einstellung einer Federkraft der Feder (18) vorgesehen ist.
Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Übergang zwischen einer dem Zwischenelement (21) zugewandten Stirnfläche (27) der Drosselplatte (14) und der Erhebung (26) in der Drosselplatte (14) eine Ausnehmung (33) vorgesehen ist.
Einspritzventil nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (41) des Zwischenelements (21) für die Düsennadel (12) in Bezug auf eine Führung (40) des Düsenkörpers (13) des Düsenmoduls (3) für die Düsennadel (12) abgestimmt ist.
Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verhältnis zwischen einem Durchmesser der Ablaufdrossel (24) und einem Durchmesser der Zulaufdrossel (23) in Abhängigkeit eines Drucks in dem Ventilsteuerraum (22) eingestellt wird, bei welchem das Düsenmodul (3) geöffnet ist.
Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebung (26) der Drosselplatte (14) zur radialen Justierung des Steuermodules (2) gegenüber dem Düsenmodul (3) wenigstens abschnittsweise in eine Einrichtung des Düsenmoduls (3) formschlüssig eingreift.