EP2021618A1 - Kraftstoffinjektor mit druckausgeglichenem steuerventil - Google Patents

Kraftstoffinjektor mit druckausgeglichenem steuerventil

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EP2021618A1
EP2021618A1 EP07727029A EP07727029A EP2021618A1 EP 2021618 A1 EP2021618 A1 EP 2021618A1 EP 07727029 A EP07727029 A EP 07727029A EP 07727029 A EP07727029 A EP 07727029A EP 2021618 A1 EP2021618 A1 EP 2021618A1
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EP
European Patent Office
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armature
valve
seat
pin
bore
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EP07727029A
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Nadja Eisenmenger
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F02M63/0026—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators

Definitions

  • An injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine in which an injection valve member is actuated via a solenoid-operated control valve is known, for example, from EP-A 1 612 403.
  • a flow restrictor from a control room in the fuel return can be closed or released.
  • the control chamber is bounded on one side by a control piston, with which an injection valve member is controlled, which releases or closes at least one Einspritzöffhung in the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the outlet throttle is received in a body, which is provided on the side facing away from the control chamber with a tapered valve seat. In this valve seat, a closing element is adjustable, which is connected to the armature of the solenoid valve.
  • an edge is formed on the closing element, which is provided against the conically shaped seat.
  • the closing element moves on an axial rod, which is integrally connected to the body in which the drainage throttle is formed.
  • the invention relates to an injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, in which an injection valve member, which releases or closes at least one injection opening, is actuated by a control valve.
  • the control valve releases or closes a connection from a control chamber into a fuel return by placing or releasing a closing element in a seat.
  • the seat is preferably designed as a ground flat seat and the closing element comprises a ground surface, which is adjustable in the seat, wherein in the closing element, a bore is formed, in which a pin is received.
  • the diameter of the bore substantially corresponds to the diameter of the flat seat.
  • Advantage of the embodiment according to the invention is that the fact that the diameter of the bore substantially corresponds to the diameter of the flat seat, no axial compressive forces act on the closing element.
  • the seat can also assume any other form in which essentially no axial forces act on the closing element.
  • the closing element is annular, so that no surface exists, can act on the compressive forces in the axial direction.
  • control valve of the inventively designed injector is a pressure-balanced 2/2-way solenoid valve.
  • magnet for driving the control valve any other, known in the art actuator is conceivable.
  • a control valve can be used, which is actuated with a piezoelectric actuator or any other actuator which allows rapid actuation.
  • the closing element on which the ground surface is formed which is adjustable in the seat, a valve needle.
  • the bore is made, in which the pin is received.
  • the pin is preferably supported with a side against a push rod or the injector.
  • the fuel pressure acting on the pin is thus delivered to the injector housing or to the push rod.
  • the push rod is preferably designed so that it is also supported on the housing.
  • no pressure force in the axial direction acts on the valve needle.
  • the pen is used only for pressure recording.
  • the valve needle is guided in a ground anchor guide.
  • the armature guide surrounds the valve needle on its outer circumference. Advantage of this arrangement is that the leadership of the valve needle does not have to serve as a sealing element at the same time.
  • Another advantage of the leadership of the valve needle on the outer periphery is that the seal of the outlet throttle is decoupled from the leadership of the valve needle.
  • the sealing takes place on the one hand via the flat seat and on the other via a sealing gap, which is carried out between the bore and the pin, while the guide of the valve needle takes place on the outer periphery, where no seal against fuel under system pressure is required. In particular, at high fuel pressures, a smaller diameter of the sealing gap is necessary to reduce occurring leakage.
  • the minimum possible diameter is predetermined by the processing tools here.
  • the seal diameter can be made much smaller than the diameter of the ground guide. As a result, the leakage current compared to a guide, which also acts as a sealing surface, reduced.
  • control valve is a solenoid valve, wherein the ground surface, which can be placed in the flat seat to release the connection from the outlet throttle in the fuel return or closed, is formed at the armature of the solenoid valve.
  • Advantage of this embodiment is that can be dispensed with an additional valve needle. As a result, less high-precision manufactured parts are needed, which costs can be saved. Another advantage is that only the mass of the armature has to be moved, allowing faster shifting.
  • the armature is guided with an extension in an armature guide, which is formed on a valve piece and surrounds the armature.
  • the bore is formed in which the pin is guided, which receives the pressure force acting in the axial direction and transmits to the housing.
  • the bore in the extension of the armature serves only to seal the outlet throttle against fuel under system pressure by the pin received therein and absorb the pressure force.
  • the guide is decoupled from the sealing function and takes place on the outer circumference of the extension at the anchor. Another advantage of this embodiment is that the guide on the outer circumference of the extension of this has a larger dimension and thus can be made easier.
  • the pin received in the bore is a guide pin and the bore is formed in the anchor.
  • the ground surface which is placed in the flat seat, formed on the armature.
  • the armature on which the ground surface is formed, which can be adjusted for closing or releasing the outlet throttle in the ground flat seat, is guided with a guide on the outer circumference in the inner magnetic core.
  • the bore is formed, in which the pin is received, which receives the pressure force acting in the axial direction.
  • the armature acts as a closing element, a valve needle is not required.
  • the guide function is decoupled from the sealing function. At the same time, this also makes it possible to construct the injector in a compact manner, since an additional guide length between magnet and valve piece is not necessary.
  • FIG. 1 shows a section of an injector with a control valve with valve needle
  • FIG. 2 shows an enlargement of the valve seat according to FIG. 1,
  • FIG. 3 a detail of an injector with a control valve, in which the valve seat is formed on the armature;
  • FIG. 4 shows a detail of a fuel injector with a control valve, in which the valve seat is formed on the armature, in a second embodiment
  • Figure 5 shows a detail of an injector with control valve, wherein the valve seat is formed on the armature, in a third embodiment.
  • Figure 1 shows a section of a fuel injector with a control valve, in which a valve seat is formed as a ground surface on a valve needle.
  • An inventively designed fuel injector 1 comprises a control valve 2, which is designed as a 2/2-way solenoid valve.
  • the hydraulic forces are minimized via a pressure compensation. This allows the spring force can be reduced with less stroke and larger Querterrorismsfikiee. As a result, shorter switching times and better dynamics over the valves known from the prior art are possible.
  • This is achieved in that in a valve needle 3, which is adjustable in a seat 4, a bore 5 is formed. In the bore 5, a pin 6 is added. So that no pressure forces acting in the axial direction act on the valve needle 3, the diameter of the bore 5 is substantially equal to the diameter of the seat 4.
  • an outlet throttle 7 closable or releasable via which fuel from a control chamber 8 via a return 9 can run in a low pressure region, not shown here.
  • the control chamber 8 is bounded on one side by a control piston 10.
  • injection valve member is actuated, which releases at least one injection port into a combustion chamber of an internal combustion engine or closes.
  • the control piston 10 is guided in a bore 11 in a valve piece 12.
  • fuel can flow from a valve chamber 12 enclosing annular space 14 in the control chamber 8.
  • the fuel inlet 15 is connected to a high-pressure accumulator, also not shown here, in which is stored under system pressure fuel.
  • valve piece 12 is screwed by means of a valve clamping screw 16 in an injector 17.
  • the control valve 2 is controlled by a magnet 18, which is designed as an electromagnet. As soon as the magnet 18 is energized, a magnetic field is formed, which acts on an armature 19. In the armature 19, a bore 20 is formed, in which the valve needle 3 is guided. At the anchor 19, a sleeve 21 connects. The sleeve 21 serves as a guide for the valve needle 3. To adjust the valve lift, a collar is formed on the sleeve 21, which rests on a disc 38, which in turn rests on the valve piece 12. The composite of the collar on the sleeve 21, the disc 38 and the valve piece is bolted to the valve clamping screw. The thickness of the disc 38, the valve lift is determined. To limit the stroke, the extension 22 of the valve needle 3 abuts against an end face 23 of the sleeve 21.
  • the armature 19 is accommodated in an armature space 24 in which the fuel flows out of the control space 8 when the control valve 2 is open. From the armature chamber 24, the fuel passes through a spring chamber 25 and a bore 26 in a spring plate 27 in the return. 9
  • a spring element 30 is received in the spring chamber 25, which provides the valve needle 3 in its seat when magnet 18 is not energized.
  • the spring element 30 is preferably designed as a compression spring coil spring. This is supported with one side against the valve needle 3 and with the other side against the spring plate 27 from. In this case, the spring element 30 encloses a pin 31 formed on the spring plate 27 and the push rod 28.
  • the magnet 18 is energized. As a result, a magnetic field is formed, through which the armature 19 is pulled in the direction of the magnet 18.
  • the armature 19 acts on a ring 32, which engages in a groove 33 on the valve needle 3.
  • the valve needle 3 together with the armature 19 is moved in the direction of the magnet 18.
  • the valve needle 3 is guided in the sleeve 21. As soon as the valve needle 3 abuts with the extension 22 on the end face 23 of the sleeve 21, the opening movement is completed.
  • Fuel that is at system pressure can flow out of the control chamber 8 via the outlet throttle 7, the armature chamber 24, the spring chamber 25 and the return 9. The pressure in the control chamber 8 decreases.
  • control piston 10 is no longer pressure-balanced and moves into the control chamber 8. This results in a movement of the injection valve member, not shown here in the direction of the control piston 10, whereby the at least one injection port is released and fuel flows into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • valve seat 4 is shown enlarged.
  • a ground flat seat 34 is formed on the valve piece 12.
  • a ground surface 35 is formed, which is placed on the ground flat seat 34 in order to close the outlet throttle 7. Since the inner diameter 36 of the ground surface 35 corresponds to the diameter of the bore 5, acts on the valve needle 3 no pressure force in the axial direction. However, it is possible for manufacturing reasons, to grind a bevel 36 on the valve needle 3. In this case, a small proportion of the pressure acts on the chamfer 36 in the axial direction.
  • the pin 6 is guided in the bore 5 with a narrow guide play. This creates a seal over a narrow gap.
  • the pin 6 serves only to seal the bore 5 and that no pressure force in the axial direction acts on the valve needle 3.
  • a guide of the valve needle 3 by the pin 6 is not given.
  • the leadership of the valve needle 3 is rather in the sleeve 21. Due to the much larger inner diameter of the sleeve 21, this guide can be made easier with the required surface quality than a corresponding guide through the hole. 5
  • Figure 3 shows a section of a fuel injector, wherein the valve seat is formed at the armature of a solenoid valve.
  • the seat 4, with which the outlet throttle 7 can be closed or released is formed directly on an extension 40 on the armature 19.
  • the extension 40 is guided in an armature guide 41, which is formed on the valve piece 12.
  • the guide on the outer diameter of the extension 40 so that the armature guide 41 can be dimensioned correspondingly large.
  • the armature guide 41 opens to the outlet throttle 7 in an inner valve chamber 42. This is connected via a channel 43 with an outer valve chamber 44.
  • a bore 45 is executed, in which the pin 6 is guided.
  • a ground surface 35 is formed on the extension 40 of the armature 19, which is placed in a ground flat seat 34 on the valve member 12 to close the outlet throttle 7.
  • the inner diameter of the bore 45 is exactly as large as the inner diameter of the ground surface 35.
  • This acts on the extension 40 and thus on the armature 19 no pressure force in the axial direction.
  • the compressive force in the axial direction is absorbed by the pin 6, which is supported against the push rod 28.
  • the push rod 28 is in turn supported on a housing cover 46, so that the pressure force of pin 6 is transmitted via the push rod 28 to the housing cover 46.
  • the magnet 18 is energized. As a result, the armature 19 is pulled in the direction of the magnet 18. Inside the magnet 18, a sleeve 47 is received, which serves as a stroke stop. Once the armature 19 abuts in the sleeve 47, the lifting movement is completed. By the movement of the armature 19, the ground surface 35 lifts out of the ground flat seat 34 and thus releases a connection from the outlet throttle 7 in the inner valve chamber 42. Thus, the fuel under system pressure flows from the control chamber 8 via the outlet throttle 7 into the inner valve chamber 42. Via the channel 43, the fuel passes further into the outer valve chamber 44, which is connected to a fuel return. As a result, the pressure in the control chamber 8 decreases, the control piston 10 is moved in the direction of the control chamber 8 and the injection valve member opens.
  • the energization of the magnet 18 is released.
  • a spring element 48 which is in the embodiment shown here designed as a helical spring compression spring
  • the armature 19 is moved back in the direction of the control chamber 8.
  • the formed on the extension 40 ground surface 35 is placed in the ground flat seat 34.
  • the outlet throttle 7 is closed.
  • Throttle 13 flows under system pressure fuel from the annular space 14, which is connected to a fuel inlet, into the control chamber 8, to prevail in this system pressure.
  • the control piston 10 is moved in the direction of the injection valve member.
  • the injection valve member is placed back in his seat and closes the at least one injection port.
  • the injection process is finished.
  • the spring element 48 with which the movement of the armature 19 is supported in the direction of the control chamber 8, surrounds the push rod 28 in the embodiment shown here. At the same time, the spring element 48 is received in the sleeve 47.
  • FIG. 4 shows a detail of a fuel injector with a control valve, in which the valve seat is formed on the armature, in a second embodiment.
  • the armature 19 is guided in the embodiment shown in Figure 4 on a guide pin 50.
  • the guide pin 50 is received in a guide slot 51, which is formed in the embodiment shown here as a bore in the armature 19.
  • the seat 4 is formed on the armature 19, with which the outlet throttle 7 can be closed or released.
  • the valve seat 4 is preferably designed as shown in Figure 2, with a ground flat seat 34 on the valve member 12 and a ground surface 35 on the armature 19.
  • the inner diameter of the ground surface 35 on the armature 19 has the same diameter the bore 51, which forms the guide gap with the guide pin 50, acts on the armature 19 no pressure force in the axial direction. This acts only on the guide pin 50.
  • a diameter extension 52 is made on the guide pin 50.
  • the stroke 53 of the armature 19 is limited by the fact that this abuts the diameter extension 52.
  • the guide pin 50 is connected to the diameter extension 52 fixed to a cover plate 57 which closes the solenoid valve. The connection can be done, for example, positive or positive.
  • the pressure pin 50 may be formed with the diameter extension 52 in one piece with the cover plate 57.
  • the armature 19 and the magnet 18 are enclosed by an annular component 54.
  • the height of the component 54 and the length of the diameter extension 52 of the stroke 53 of the armature 19 is adjusted.
  • the component 54 is preferably provided with apertures 55.
  • the magnet 18 is energized.
  • the armature 19 is moved in the direction of the magnet 18 until it abuts the diameter extension 52.
  • the armature 19 rises from the seat 4. This releases a connection from the control chamber 8 via the outlet throttle 7 and the openings 55 to the fuel return. Fuel flows out of the control chamber 8.
  • the pressure in the control chamber 8 decreases and the control piston 10 moves into the control chamber 8.
  • the injection valve member is thereby lifted out of its seat and releases the at least one injection opening.
  • the energization of the magnet 18 is released.
  • a spring element 56 which surrounds the diameter extension 52 and is preferably a helical spring designed as a compression spring, the armature 19 with the ground surface 35 is placed in the ground flat seat 34 and thus closes off the abraded surface.
  • running throttle 7. About the fuel inlet 15 and the inlet throttle 13 under system pressure standing fuel flows into the control chamber 8 a. In the control chamber 8, the pressure on system pressure increases. As a result, the control piston 10 is moved in the direction of the injection valve member. This results in that the injection valve member is placed back in his seat and closes the at least one injection port.
  • FIG. 5 shows a detail of a fuel injector with a control valve, in which the valve seat is formed on the armature, in a third embodiment.
  • the fuel injector 1 shown in Figure 5 differs from the injector shown in Figure 4 in that the armature 19 is not guided via a guide pin 50, but in an armature guide 60, which is formed in an inner magnetic core 61.
  • the inner magnetic core 61 is executed in the embodiment shown here as an annular extension on an upper housing part 62, with which the injector is closed, executed.
  • the inner magnetic core 61 is enclosed by the magnet 18.
  • the inner magnetic core 61 serves as a stroke stop 63 to limit the stroke of the armature 19.
  • a sleeve-shaped extension 64 is formed, which is guided in the armature guide 60.
  • the upper housing part 62 is held on the injector body 17 by means of a clamping nut 65.
  • the magnet 18 is energized.
  • the armature 19 moves in the direction of the magnet, as a result of which the ground surface 35 formed on the armature lifts out of the ground flat seat 34 and thereby releases the seat 4.
  • It can drain fuel from the control chamber 8 via the outlet throttle 7 in the armature space 24.
  • the pressure in the control chamber 8 is lowered and the control piston 10 is moved into the control chamber 8, whereby the injection valve member releases the at least one injection opening.
  • the fuel flows via a channel 66 into the spring chamber 25 and from there via a bore 26 in the spring plate 27 into the return 9.
  • a spring element 67 is received in the spring chamber 25, which is preferably a helical spring designed as a compression spring.
  • the armature 19 with the sleeve-shaped extension and the ground surface 35 can be made in one piece or, as shown in Figure 5, in two pieces.
  • an extension 69 is formed on the component, which comprises the sleeve-shaped extension 64 and the ground surface 35, which abuts against the stroke stop 63 when the magnet 4 is energized and thus the seat 4 is open.
  • the seat 4 can also take any other form in which act substantially no axial compressive forces on the seat. This is for example always the case when the closing element is annular.
  • the pressure pin (6) is supported against the push rod (28), which in turn is supported against the spring plate (27), it is also possible that the pressure pin (6) is supported directly against the injector , It is also possible that the pressure pin (6) or the push rod (28) are integrally formed with the injector. In addition, the pressure pin (6) or the push rod (28) can also be stepped, that is to say executed in several different diameters.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, bei dem ein Einspritzventilglied, welches mindestens eine Einspritzöffnung freigibt oder verschließt, durch ein Steuerventil (2) angesteuert wird, wobei das Steuerventil (2) eine Verbindung aus einem Steuerraum (8) in einen Kraftstoffrücklauf (9) freigibt oder verschließt, in dem ein Schließelement (3, 19) in einen Sitz (4) gestellt wird oder diesen freigibt. Im Schließelement (3; 19) ist eine Bohrung (5; 45; 51) ausgebildet, in der ein Stift (6) aufgenommen ist, und der Durchmesser (36) der Bohrung (5; 45; 51) entspricht im Wesentlichen dem Durchmesser des Sitzes (4). Der Stift (6) stützt sich mit einer Seite gegen eine Druckstange (28), gegen einen Federteller (27) oder gegen das Injektorgehäuse (17; 62) ab.

Description

Titel
Kraftstoffinjektor mit druckausgeglichenem Steuerventil
Stand der Technik
Ein Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, bei welchem ein Einspritzventilglied über ein magnetbetriebenes Steuerventil angesteuert wird ist zum Beispiel aus EP-A 1 612 403 bekannt. Mit Hilfe des Steuerventils ist eine Ablaufdrossel aus einem Steuerraum in den Kraftstoffrücklauf verschließbar oder freigebbar. Der Steuerraum wird an einer Seite durch einen Steuerkolben begrenzt, mit welchem ein Einspritzventilglied angesteuert wird, welches mindestens eine Einspritzöffhung in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine freigibt oder verschließt. Die Ablaufdrossel ist in einen Körper aufgenommen, welcher auf der dem Steuerraum abgewandten Seite mit einem sich verjüngenden Ventilsitz versehen ist. In diesen Ventilsitz ist ein Schließelement stellbar, welches mit dem Anker des Magnetventils verbunden ist. Hierzu ist am Schließelement eine Kante ausgebildet, welche gegen den konisch ausgeformten Sitz gestellt wird. Das Schließelement bewegt sich auf einer axialen Stange, welche mit dem Körper, in den die Ablaufdrossel ausgebildet ist, einstückig verbunden ist. Damit das Ventil fiüssigkeits- dicht schließt, ist es notwendig, hochpräzise Oberflächen herzustellen und eine hochgenaue Passung des Schließelementes auf der axialen Stange vorzusehen, um zu vermeiden, dass das Schließelement taumelt und hierdurch verkanten kann, wodurch der Sitz nicht vollständig geschlossen wird.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, bei dem ein Einspritzventilglied, welches mindestens eine Einspritzöffnung freigibt oder verschließt, durch ein Steuerventil angesteuert wird. Das Steuerventil gibt eine Verbindung aus einem Steuerraum in einen Kraftstoffrücklauf frei oder verschließt diesen, indem ein Schließelement in einen Sitz gestellt wird oder diesen freigibt. Der Sitz ist vorzugsweise als geschliffener Flachsitz ausgebildet und das Schließ- element umfasst eine geschliffene Fläche, welche in den Sitz stellbar ist, wobei im Schließelement eine Bohrung ausgebildet ist, in der ein Stift aufgenommen ist. Der Durchmesser der Bohrung entspricht im Wesentlichen dem Durchmesser des Flachsitzes. Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist, das dadurch, dass der Durchmesser der Bohrung im Wesentlichen dem Durchmesser des Flachsitzes entspricht, keine axialen Druckkräfte auf das Schließelement wirken. Neben der Ausbildung als Flachsitz kann der Sitz jedoch auch jede andere Form annehmen, bei der im Wesentlichen keine axialen Kräfte auf das Schließelement wirken. Hierzu ist es erforderlich, dass das Schließelement ringförmig ausgebildet ist, damit keine Fläche existiert, auf die Druckkräfte in axialer Richtung wirken können.
Im Allgemeinen ist das Steuerventil des erfindungsgemäß ausgebildeten Injektors ein druckausgeglichenes 2/2-Magnetventil. Anstelle des Magneten zum Ansteuern des Steuerventils ist aber auch jeder andere, dem Fachmann bekannte Aktor, denkbar. So ist zum Beispiel auch ein Steuerventil einsetzbar, welches mit einem Piezoaktor oder jedem anderen Aktor, welcher eine schnelle Betätigung erlaubt, betätigt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schließelement, an dem die geschliffene Fläche ausgebildet ist, welche in den Sitz stellbar ist, eine Ventilnadel. In der Ventilnadel ist die Bohrung ausgeführt, in der der Stift aufgenommen ist. Der Stift stützt sich vorzugsweise mit einer Seite gegen eine Druckstange oder das Injektorgehäuse ab. Der auf den Stift wirkende Kraftstoffdruck wird so an das Injektorgehäuse oder an die Druckstange abgegeben. Die Druckstange ist dabei vorzugsweise so ausgeführt, dass diese sich auch am Gehäuse abstützt. Innerhalb der Bohrung wirkt keine Druckkraft in axialer Richtung auf die Ventilnadel. Der Stift dient hierbei lediglich zur Druckaufnahme. Geführt ist die Ventilnadel in einer geschliffenen Ankerführung. Hierzu umschließt die Ankerführung die Ventilnadel an ihrem Außenumfang. Vorteil dieser Anordnung ist, dass die Führung der Ventilnadel nicht gleichzeitig als Dichtelement dienen muss. Zudem ist dadurch, dass die Ventilnadel an ihrer Außenseite im Anker geführt ist, eine größere Dimensionierung des Führungsdurchmessers möglich. Hierdurch wird die Fertigung der Führung vereinfacht. Ein weiterer Vorteil der Führung der Ventilnadel an deren Außenumfang ist, dass die Abdichtung der Ablaufdrossel von der Führung der Ventilnadel entkoppelt ist. Die Abdichtung erfolgt zum einen über den Flachsitz und zum anderen über einen Dichtspalt, welcher zwischen der Bohrung und dem Stift ausgeführt ist, während die Führung der Ventilnadel an deren Außenumfang erfolgt, wo keine Abdichtung gegenüber unter Systemdruck stehendem Kraftstoff erforderlich ist. Insbesondere bei hohen Kraftstoffdrücken ist ein kleinerer Durchmesser des Dichtspaltes notwendig, um auftretende Leckage zu reduzieren. Da die Führung für eine ausreichend präzise Führung der Ventilnadel geschliffen werden muss, ist hier der minimal mögliche Durchmesser durch die Bearbeitungswerkzeuge vorgegeben. Durch die Trennung der Ven- tilnadelführung von der Abdichtung gegen den Kraftstoff, kann der Dichtungsdurchmesser wesentlich kleiner als der Durchmesser der geschliffenen Führung ausgeführt werden. Hierdurch wird der Leckagestrom gegenüber einer Führung, die gleichzeitig auch als Dichtfiäche fungiert, reduziert.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Steuerventil ein Magnetventil, wobei die geschliffene Fläche, welche in den Flachsitz gestellt werden kann, um die Verbindung von der Ablaufdrossel in den Kraftstoffrücklauf freizugeben oder zu verschließen, am Anker des Magnetventiles ausgebildet ist. Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass auf eine zusätzliche Ventilnadel verzichtet werden kann. Hierdurch werden weniger hochpräzise gefertigte Teile benötigt, wodurch Kosten eingespart werden können. Ein weiterer Vorteil ist, dass nur die Masse des Ankers bewegt werden muss und so ein schnelleres Schalten ermöglicht wird.
In einer Ausführungsform ist der Anker mit einem Fortsatz in einer Ankerführung geführt, die an einem Ventilstück ausgebildet ist und den Anker umschließt. In dem Fortsatz ist die Bohrung ausgebildet, in der der Stift geführt ist, welcher die in axialer Richtung wirkende Druckkraft aufnimmt und an das Gehäuse überträgt. Auch bei dieser Ausführungsform dient die Bohrung im Fortsatz des Ankers nur dazu, die Ablaufdrossel gegen unter Systemdruck stehenden Kraftstoff durch den darin aufgenommenen Stift abzudichten und die Druckkraft aufzunehmen. Die Führung ist von der Dichtfunktion entkoppelt und erfolgt am Außenumfang des Fortsatzes am Anker. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass durch die Führung am Außenumfang des Fortsatzes dieser eine größere Dimension aufweist und somit leichter gefertigt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Stift, der in der Bohrung aufgenommen ist, ein Führungsstift und die Bohrung ist im Anker ausgebildet. Auch in dieser Ausführungsform ist die geschliffene Fläche, welche in den Flachsitz gestellt wird, am Anker ausgebildet. Durch die Führung des Ankers am Führungsstift ist es möglich, den Anker mit einer kürzeren Führungslänge auszubilden und somit den Injektor kompakter zu gestalten. Zudem ist in diesem Fall nur eine präzise Passung erforderlich, da eine zusätzliche Führung entfällt. Der Führungsstift dient gleichzeitig zur Aufnahme der Druckkraft, die in axialer Richtung wirkt. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass der Anker druckausgeglichen ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Anker, an dem die geschliffene Fläche ausgebil- det ist, die zum Verschließen oder Freigeben der Ablaufdrossel in den geschliffenen Flachsitz stellbar ist, mit einer Führung am Außenumfang im inneren Magnetkern geführt. In der Führung ist die Bohrung ausgebildet, in der der Stift aufgenommen ist, welcher die in axiale Richtung wirkende Druckkraft aufnimmt. Auch bei dieser Ausführungsform ist dadurch, dass der Anker als Schließelement wirkt, eine Ventilnadel nicht erforderlich. Zusätzlich wird dadurch, dass der Anker im inneren Magnetkern geführt ist, die Führungsfunktion von der Dichtfunktion entkoppelt. Gleichzeitig ist es hierdurch auch möglich, den Injektor kompakt zu bauen, da eine zusätzliche Führungslänge zwischen Magnet und Ventilstück nicht erfor- derlich ist.
Zeichnung
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
Es zeigt:
Figur 1 einen Ausschnitt eines Injektors mit einem Steuerventil mit Ventilnadel,
Figur 2 eine Vergrößerung des Ventilsitzes gemäß Figur 1,
Figur 3 einen Ausschnitt aus einem Injektor mit einem Steuerventil, bei dem der Ventilsitz am Anker ausgebildet ist,
Figur 4 einen Ausschnitt aus einem Kraftstoffinjektor mit einem Steuerventil, bei dem der Ventilsitz am Anker ausgebildet ist, in einer zweiten Ausführungsform,
Figur 5 einen Ausschnitt aus einem Injektor mit Steuerventil, bei dem der Ventilsitz am Anker ausgebildet ist, in einer dritten Ausführungsform.
Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Kraftstoffinjektor mit einem Steuerventil, bei dem ein Ventilsitz als geschliffene Fläche an einer Ventilnadel ausgebildet ist.
Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Kraftstoffinjektor 1 umfasst ein Steuerventil 2, welches als 2/2-Magnetventil ausgeführt ist. Bei dem hier dargestellten Steuerventil 2 werden die hydraulischen Kräfte über einen Druckausgleich minimiert. Dadurch kann die Federkraft bei gleichzeitig weniger Hub und größerer Querschnittsfiäche reduziert werden. Hierdurch sind kürzere Schaltzeiten und eine bessere Dynamik gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Ventilen möglich. Erzielt wird dies dadurch, dass in einer Ventilnadel 3, welche in einen Sitz 4 stellbar ist, eine Bohrung 5 ausgebildet ist. In der Bohrung 5 ist ein Stift 6 aufgenommen. Damit auf die Ventilnadel 3 keine in axiale Richtung wirkenden Druckkräfte wirken, ist der Durchmesser der Bohrung 5 im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des Sitzes 4. Durch den Sitz 4 ist eine Ablaufdrossel 7 verschließbar oder freigebbar, über welche Kraftstoff aus einem Steuerraum 8 über einen Rücklauf 9 in einen hier nicht dargestellten Niederdruckbereich ablaufen kann. Der Steuerraum 8 ist an einer Seite durch einen Steuerkolben 10 begrenzt. Über den Steuerkolben 10 ist ein hier nicht dargestelltes Einspritzventilglied ansteuerbar, welches mindestens eine Einspritzöffnung in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine freigibt oder verschließt. Der Steuerkolben 10 ist in einer Bohrung 11 in einem Ventilstück 12 geführt. Über eine Zulaufdrossel 13 kann Kraftstoff aus einem das Ventilstück 12 umschließenden Ringraum 14 in den Steuerraum 8 strömen. In den Ringraum 14 gelangt der Kraftstoff über einen hier nicht dargestellten Kraftstoffkanal von Kraftstoffzulauf 15. Der Kraftstoffzulauf 15 ist mit einem hier ebenfalls nicht dargestellten Hochdruckspeicher verbunden, in welchem unter Systemdruck stehender Kraftstoff gespeichert ist.
Das Ventilstück 12 ist mit Hilfe einer Ventilspannschraube 16 in einem Injektorkörper 17 verschraubt.
Das Steuerventil 2 wird über einen Magneten 18, der als Elektromagnet ausgeführt ist, angesteuert. Sobald der Magnet 18 bestromt wird, bildet sich ein Magnetfeld aus, welches auf einen Anker 19 wirkt. Im Anker 19 ist eine Bohrung 20 ausgebildet, in welcher die Ventilnadel 3 geführt ist. An den Anker 19 schließt sich eine Hülse 21 an. Die Hülse 21 dient als Führung für die Ventilnadel 3. Um den Ventilhub einzustellen, ist an der Hülse 21 ein Bund ausgebildet, welcher auf einer Scheibe 38 aufliegt, die ihrerseits auf dem Venilstück 12 aufliegt. Der Verbund aus dem Bund an der Hülse 21, der Scheibe 38 und dem Ventilstück wird mit der Ventilspannschraube verschraubt. Durch die Dicke der Scheibe 38 wird der Ventilhub bestimmt. Zur Begrenzung des Hubes schlägt die Erweiterung 22 der Ventilnadel 3 gegen eine Stirnfläche 23 der Hülse 21 an.
Der Anker 19 ist in einem Ankerraum 24 aufgenommen, in welchen bei geöffnetem Steuerventil 2 der Kraftstoff aus dem Steuerraum 8 strömt. Aus dem Ankerraum 24 gelangt der Kraftstoff über einen Federraum 25 und eine Bohrung 26 in einem Federteller 27 in den Rücklauf 9.
Mit der dem Steuerraum 8 gegenüberliegenden Seite stützt sich der Stift 6 gegen eine Druckstange 28 ab. Die auf den Stift 6 wirkende Druckkraft wird an die Druckstange 28 übertragen. Mit der dem Stift 6 gegenüberliegenden Seite stützt sich die Druckstange 28 gegen den Federteller 27 ab. Hierdurch wird die Druckkraft weiter auf den Federteller 27 übertragen. Der Feder- teuer 27 wiederum ist an einem Ablaufstutzen 29, mit welchem das Injektorgehäuse verschlossen ist, abgestützt. Hierdurch wird die vom Stift 6 über die Druckstange 28 auf den Federteller 27 übertragene Druckkraft an den Ablaufstutzen 29 und damit das Gehäuse ü- bertragen. Auf die Ventilnadel 3, in deren Bohrung 5 der Stift 6 und die Druckstange 28 aufgenommen sind, wirkt keine Druckkraft in axiale Richtung.
Um die Ventilnadel 3 in ihren Sitz 4 zu stellen, ist im Federraum 25 ein Federelement 30 aufgenommen, welches bei nicht bestromten Magneten 18 die Ventilnadel 3 in ihren Sitz stellt. Hierzu ist das Federelement 30 vorzugsweise eine als Druckfeder ausgebildete Spiralfeder. Diese stützt sich mit einer Seite gegen die Ventilnadel 3 und mit der anderen Seite gegen den Federteller 27 ab. Hierbei umschließt das Federelement 30 einen am Federteller 27 ausgebildeten Zapfen 31 und die Druckstange 28.
Um den Einspritzvorgang zu starten, wird der Magnet 18 bestromt. Hierdurch bildet sich ein Magnetfeld aus, durch welches der Anker 19 in Richtung des Magneten 18 gezogen wird. Der Anker 19 wirkt auf einen Ring 32, welcher in eine Nut 33 an der Ventilnadel 3 eingreift. Hierdurch wird die Ventilnadel 3 samt dem Anker 19 in Richtung des Magneten 18 bewegt. Geführt ist die Ventilnadel 3 dabei in der Hülse 21. Sobald die Ventilnadel 3 mit der Erweiterung 22 an der Stirnfläche 23 der Hülse 21 anschlägt, ist die Öffnungsbewegung beendet. Aus dem Steuerraum 8 kann unter Systemdruck stehender Kraftstoff über die Ab- laufdrossel 7, den Ankerraum 24, den Federraum 25 und den Rücklauf 9 abfließen. Der Druck im Steuerraum 8 nimmt ab. Hierdurch ist der Steuerkolben 10 nicht mehr druckausgeglichen und bewegt sich in den Steuerraum 8 hinein. Hieraus resultiert eine Bewegung des hier nicht dargestellten Einspritzventilgliedes in Richtung des Steuerkolbens 10, wodurch die mindestens eine Einspritzöffnung freigegeben wird und Kraftstoff in den Brenn- räum der Verbrennungskraftmaschine strömt.
Um den Einspritzvorgang zu beenden, wird die Bestromung des Magneten 18 beendet. Das Magnetfeld löst sich auf. Der Anker 19 wird somit nicht mehr in Richtung des Magneten 18 gezogen. Durch die Federkraft des Federelementes 30 wird die Ventilnadel 3 in Richtung des Ventilsitzes 4 bewegt und verschließt diesen. Es kann kein Kraftstoff mehr über die Ablaufdrossel 7 aus dem Steuerraum 8 abfließen. In den Steuerraum 8 strömt über die Zulaufdrossel 13 und den Ringraum 14, der mit dem Kraftstoffzulauf 15 verbunden ist, unter Systemdruck stehender Kraftstoff. Hierdurch baut sich im Steuerraum 8 wieder Systemdruck auf. Durch die dadurch auf den Steuerkolben 10 wirkende Druckkraft wird dieser in Richtung des Einspritzventilgliedes bewegt. Das Einspritzventilglied wird wieder in seinen Sitz gestellt und verschließt so die mindestens eine Einspritzöffnung. Der Einspritzvorgang ist beendet.
In Figur 2 ist der Ventilsitz 4 vergrößert dargestellt.
Um die Ablaufdrossel 7 dicht zu verschließen, ist am Ventilstück 12 ein geschliffener Flachsitz 34 ausgebildet. An der Ventilnadel 3 ist eine geschliffene Fläche 35 ausgebildet, welche auf den geschliffenen Flachsitz 34 gestellt wird, um die Ablaufdrossel 7 zu verschließen. Da der Innendurchmesser 36 der geschliffenen Fläche 35 dem Durchmesser der Bohrung 5 entspricht, wirkt auf die Ventilnadel 3 keine Druckkraft in axiale Richtung. Es ist jedoch aus Fertigungsgründen möglich, an der Ventilnadel 3 eine Fase 36 anzuschleifen. In diesem Fall wirkt ein geringer Anteil des Druckes auf die Fase 36 in axialer Richtung. Um zu verhin- dem, dass Kraftstoff über die Ablaufdrossel 7 entlang der Bohrung 5 abläuft, wird der Stift 6 mit engem Führungsspiel in der Bohrung 5 geführt. Hierdurch bildet sich eine Dichtung über einen engen Spalt. Der Stift 6 dient dabei jedoch nur zur Abdichtung der Bohrung 5 und dazu, dass keine Druckkraft in axiale Richtung auf die Ventilnadel 3 wirkt. Eine Führung der Ventilnadel 3 durch den Stift 6 ist nicht gegeben. Die Führung der Ventilnadel 3 erfolgt vielmehr in der Hülse 21. Aufgrund des wesentlich größeren Innendurchmessers der Hülse 21 lässt sich diese Führung mit der geforderten Oberflächengüte leichter fertigen als eine entsprechende Führung durch die Bohrung 5.
Figur 3 zeigt einen Ausschnitt aus einem Kraftstoffinjektor, bei dem der Ventilsitz am Anker eines Magnetventils ausgebildet ist.
Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ist der Sitz 4, mit welchem die Ablaufdrossel 7 verschließbar oder freigebbar ist, direkt an einem Fortsatz 40 am Anker 19 ausgebildet. Hierdurch wird keine Ventilnadel benötigt, um die Ablaufdrossel 7 zu verschließen oder freizugeben. Der Fortsatz 40 ist in einer Ankerführung 41 geführt, welche am Ventilstück 12 ausgebildet ist. Hierbei erfolgt die Führung am Außendurchmesser des Fortsatzes 40, so dass die Ankerführung 41 entsprechend groß dimensioniert sein kann. Hierdurch wird die Herstellung der Ankerführung 41 erleichtert. Die Ankerführung 41 öffnet sich zur Ablaufdrossel 7 hin in einen inneren Ventilraum 42. Dieser ist über einen Kanal 43 mit ei- nem äußeren Ventilraum 44 verbunden. Im Fortsatz 40 ist eine Bohrung 45 ausgeführt, in welcher der Stift 6 geführt ist. Wie bei der in Figur 2 dargestellten Ventilnadel 3 ist am Fortsatz 40 des Ankers 19 eine geschliffene Fläche 35 ausgebildet, die in einen geschliffenen Flachsitz 34 am Ventilstück 12 gestellt wird, um die Ablaufdrossel 7 zu verschließen. Hier- bei ist der Innendurchmesser der Bohrung 45 genau so groß wie der innere Durchmesser der geschliffenen Fläche 35. Hierdurch wirkt auf den Fortsatz 40 und damit auf den Anker 19 keine Druckkraft in axiale Richtung. Die Druckkraft in axialer Richtung wird durch den Stift 6 aufgenommen, welcher sich gegen die Druckstange 28 abstützt. Die Druckstange 28 stützt sich wiederum an einem Gehäusedeckel 46 ab, so dass die Druckkraft von Stift 6 über die Druckstange 28 an den Gehäusedeckel 46 übertragen wird.
Um den Einspritzvorgang zu starten, wird der Magnet 18 bestromt. Hierdurch wird der Anker 19 in Richtung des Magneten 18 gezogen. Im Inneren des Magneten 18 ist eine Hül- se 47 aufgenommen, welche als Hubanschlag dient. Sobald der Anker 19 in die Hülse 47 anschlägt, ist die Hubbewegung beendet. Durch die Bewegung des Ankers 19 hebt sich die geschliffene Fläche 35 aus dem geschliffenen Flachsitz 34 und gibt so eine Verbindung von der Ablaufdrossel 7 in den inneren Ventilraum 42 frei. Somit strömt der unter Systemdruck stehende Kraftstoff aus dem Steuerraum 8 über die Ablaufdrossel 7 in den inneren Ventil- räum 42. Über den Kanal 43 gelangt der Kraftstoff weiter in den äußeren Ventilraum 44, der mit einem Kraftstoffrücklauf verbunden ist. Hierdurch senkt sich der Druck im Steuerraum 8 ab, der Steuerkolben 10 wird in Richtung des Steuerraumes 8 bewegt und das Einspritzventilglied öffnet.
Zum Beenden des Einspritzvorganges wird die Bestromung des Magneten 18 aufgehoben. Mit Hilfe eines Federelementes 48, welches in der hier dargestellten Ausführungsform eine als Spiralfeder ausgebildete Druckfeder ist, wird der Anker 19 wieder in Richtung des Steuerraumes 8 bewegt. Hierdurch wird die am Fortsatz 40 ausgebildete geschliffene Fläche 35 in den geschliffenen Flachsitz 34 gestellt. Die Ablaufdrossel 7 wird verschlossen. Über die Zulauf drossel 13 strömt unter Systemdruck stehender Kraftstoff aus dem Ringraum 14, der mit einem Kraftstoffzulauf verbunden ist, in den Steuerraum 8, bis in diesem Systemdruck herrscht. Durch den zunehmenden Druck im Steuerraum 8 wird der Steuerkolben 10 in Richtung des Einspritzventilgliedes bewegt. Hierdurch wird das Einspritzventilglied wieder in seinen Sitz gestellt und verschließt die mindestens eine Einspritzöffnung. Der Einspritz- Vorgang ist beendet.
Das Federelement 48, mit welchem die Bewegung des Ankers 19 in Richtung des Steuerraumes 8 unterstützt wird, umschließt in der hier dargestellten Ausführungsform die Druckstange 28. Gleichzeitig ist das Federelement 48 in der Hülse 47 aufgenommen.
Figur 4 zeigt einen Ausschnitt aus einem Kraftstoffinjektor mit einem Steuerventil, bei dem der Ventilsitz am Anker ausgebildet ist, in einer zweiten Ausführungsform. Im Unterschied zu der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ist der Anker 19 bei der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform auf einem Führungsstift 50 geführt. Der Führungsstift 50 ist in einem Führungsspalt 51 aufgenommen, welcher in der hier dargestellten Ausführungsform als Bohrung im Anker 19 ausgebildet ist. Am Anker 19 ist der Sitz 4 ausge- bildet, mit dem die Ablaufdrossel 7 verschließbar oder freigebbar ist. Der Ventilsitz 4 ist dabei vorzugsweise so ausgeführt, wie in Figur 2 dargestellt, mit einem geschliffenen Flachsitz 34 am Ventilstück 12 und einer geschliffenen Fläche 35 am Anker 19. Dadurch, dass der Innendurchmesser der geschliffenen Fläche 35 am Anker 19 den gleichen Durchmesser aufweist, wie die Bohrung 51, welche mit dem Führungsstift 50 den Führungsspalt ausbil- det, wirkt auf den Anker 19 keine Druckkraft in axialer Richtung. Diese wirkt lediglich auf den Führungsstift 50. Um den Hub 53 des Ankers 19 zu begrenzen, ist am Führungsstift 50 eine Durchmessererweiterung 52 ausgeführt. Der Hub 53 des Ankers 19 wird dadurch begrenzt, dass dieser an der Durchmessererweiterung 52 anschlägt. Der Führungsstift 50 ist mit der Durchmessererweiterung 52 fest mit einer Deckelplatte 57 verbunden, die das Mag- netventil verschließt. Die Verbindung kann z.B. kraft- oder formschlüssig erfolgen. Auch kann der Druckstift 50 mit der Durchmessererweiterung 52 einstückig mit der Deckelplatte 57 ausgeführt sein.
In der hier dargestellten Ausführungsform sind der Anker 19 und der Magnet 18 von einem ringförmigen Bauteil 54 umschlossen. Durch die Höhe des Bauteils 54 und die Länge der Durchmessererweiterung 52 wird der Hub 53 des Ankers 19 eingestellt.
Damit bei geöffneter Ablaufdrossel 7 Kraftstoff in den Rücklauf abfließen kann, ist das Bauteil 54 vorzugsweise mit Durchbrüchen 55 versehen.
Um den Einspritzvorgang mit der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform zu starten, wird der Magnet 18 bestromt. Hierdurch wird der Anker 19 in Richtung des Magneten 18 bewegt, bis er an der Durchmessererweiterung 52 anschlägt. Der Anker 19 hebt sich aus dem Sitz 4. Hierdurch wird eine Verbindung vom Steuerraum 8 über die Ablaufdrossel 7 und die Durchbrüche 55 zum Kraftstoffrücklauf freigegeben. Kraftstoff strömt aus dem Steuerraum 8 ab. Hierdurch sinkt der Druck im Steuerraum 8 und der Steuerkolben 10 bewegt sich in den Steuerraum 8 hinein. Das Einspritzventilglied wird dadurch aus seinem Sitz gehoben und gibt die mindestens eine Einspritzöffnung frei.
Zum Beenden des Einspritzvorgangs wird die Bestromung des Magneten 18 aufgehoben. Mit Hilfe eines Federelementes 56, welches die Durchmessererweiterung 52 umschließt und vorzugsweise eine als Druckfeder ausgebildete Spiralfeder ist, wird der Anker 19 mit der geschliffenen Fläche 35 in den geschliffenen Flachsitz 34 gestellt und verschließt so die Ab- laufdrossel 7. Über den Kraftstoffzulauf 15 und die Zulaufdrossel 13 strömt unter Systemdruck stehender Kraftstoff in den Steuerraum 8 ein. Im Steuerraum 8 steigt der Druck auf Systemdruck an. Hierdurch wird der Steuerkolben 10 in Richtung des Einspritzventilgliedes bewegt. Dies führt dazu, dass das Einspritzventilglied wieder in seinen Sitz gestellt wird und die mindestens eine Einspritzöffnung verschließt.
Figur 5 zeigt einen Ausschnitt aus einem Kraftstoffinjektor mit einem Steuerventil, bei dem der Ventilsitz am Anker ausgebildet ist, in einer dritten Ausführungsform.
Hierbei unterscheidet sich der in Figur 5 dargestellte Kraftstoffinjektor 1 von dem in Figur 4 dargestellten Injektor dadurch, dass der Anker 19 nicht über einen Führungsstift 50 geführt ist, sondern in einer Ankerführung 60, welche in einem inneren Magnetkern 61 ausgebildet ist. Der innere Magnetkern 61 ist in der hier dargestellten Ausführungsform als ringförmiger Fortsatz an einem oberen Gehäuseteil 62, mit welchem der Injektor verschlossen ist, ausge- führt. Hierbei wird der innere Magnetkern 61 vom Magneten 18 umschlossen. Gleichzeitig dient der innere Magnetkern 61 als Hubanschlag 63, um den Hub des Ankers 19 zu begrenzen. Am Anker 19 ist ein hülsenförmiger Fortsatz 64 ausgebildet, der in der Ankerführung 60 geführt ist.
Das obere Gehäuseteil 62 ist auf dem Injektorkörper 17 mit Hilfe einer Spannmutter 65 gehalten.
Um den Einspritzvorgang zu starten, wird der Magnet 18 bestromt. Hierdurch bewegt sich der Anker 19 in Richtung des Magneten, wodurch sich die am Anker ausgebildete geschlif- fene Fläche 35 aus dem geschliffenen Flachsitz 34 hebt und dadurch den Sitz 4 freigibt. Es kann Kraftstoff aus dem Steuerraum 8 über die Ablaufdrossel 7 in den Ankerraum 24 abfließen. Hierdurch senkt sich der Druck im Steuerraum 8 und der Steuerkolben 10 wird in den Steuerraum 8 hinein bewegt, wodurch das Einspritzventilglied die mindestens eine Einspritzöffnung freigibt. Aus dem Ankerraum 24 strömt der Kraftstoff über einen Kanal 66 in den Federraum 25 und von dort über eine Bohrung 26 im Federteller 27 in den Rücklauf 9.
Um den Einspritzvorgang zu beenden, wird die Bestromung des Magneten 18 aufgehoben. Der Anker 19 wird mit der geschliffenen Fläche 25 in den geschliffenen Flachsitz 34 gestellt und schließt so die Ablaufdrossel 7. Der Druck im Steuerraum 8 steigt wieder an und be- wegt so den Steuerkolben 10 in Richtung des Einspritzventilgliedes. Dieses wird hierdurch wieder in seinen Sitz gestellt und verschließt die mindestens eine Einspritzöffhung. Zur Unterstützung der Bewegung des Ankers 19 ist im Federraum 25 ein Federelement 67 aufgenommen, welches vorzugsweise eine als Druckfeder ausgebildete Spiralfeder ist. Durch die Federkraft des Federelementes 67, das sich mit einer Seite gegen den hülsenför- migen Fortsatz 64 am Anker 19 und mit der anderen Seite am Federteller 27 abstützt, wird die Bewegung des Ankers 19 in Richtung des Flachsitzes 34 unterstützt. Den über die Ablaufdrossel 7 anstehenden Systemdruck nimmt der Stift 6 auf. Dieser ist gegen den Federteller 27 abgestützt, so dass die durch den Druck auf den Stift 6 wirkende Druckkraft über den Federteller 27 an das obere Gehäuseteil 62 abgegeben wird. Dadurch, dass die Bohrung 5, in welcher der Stift 6 geführt ist, im gleichen Durchmesser ausgeführt ist wie der innere Durchmesser der geschliffenen Fläche 35, wirkt auf den Anker 19 keine Druckkraft in axiale Richtung.
Der Anker 19 mit dem hülsenförmigen Fortsatz und der geschliffenen Fläche 35 kann dabei einstückig ausgeführt sein oder, wie in Figur 5 dargestellt, zweistückig. Hierzu ist an einem Bauteil, welches den hülsenförmigen Fortsatz 64 und die geschliffene Fläche 35 direkt mit einem Ankerteller 19 verbunden. Zur Hubbegrenzung ist an dem Bauteil, welches den hülsenförmigen Fortsatz 64 und die geschliffene Fläche 35 umfasst, eine Erweiterung 69 ausgebildet, welche bei bestromten Magneten und damit geöffnetem Sitz 4 an den Hubanschlag 63 anschlägt.
Neben der in den Figuren 1 bis 5 dargestellen Ausführungsform, bei der der Sitz 4 als Flachsitz ausgebildet ist, kann der Sitz auch jede beliebige andere Form annehmen, bei der im Wesentlichen keine axialen Druckkräfte auf den Sitz wirken. Dies ist zum Beispiel immer dann der Fall, wenn das Schließelement ringförmig ausgebildet ist.
Neben den hier dargestellten Ausführungsformen, bei denen sich der Druckstift (6) gegen die Druckstange (28) abstützt, welche sich ihrerseits gegen den Federteller (27) abstützt, ist es auch möglich, dass sich der Druckstift (6) direkt gegen das Injektorgehäuse abstützt. Es ist weiterhin auch möglich, dass der Druckstift (6) oder die Druckstange (28) einteilig mit dem Injektorgehäuse ausgebildet sind. Zudem können der Druckstift (6) oder die Druckstange (28) auch gestuft, das heißt in mehreren unterschiedlichen Durchmessern ausgeführt sein.

Claims

Patentansprüche
1. Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, bei dem ein Einspritzventilglied, welches mindestens eine Einspritzöffnung freigibt oder verschließt, durch ein Steuerventil (2) angesteuert wird, wobei das Steuerventil (2) eine Verbindung aus einem Steuerraum (8) in einen Kraftstoffrücklauf (9) freigibt oder verschließt, indem ein Schließelement (3; 19) in einen Sitz (4) gestellt wird oder diesen freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass im Schließelement (3; 19) eine Bohrung (5; 45; 51) ausgebildet ist, in der ein Stift (6) aufgenommen ist und der Durchmes- ser (36) der Bohrung (5; 45; 51) im Wesentlichen dem Durchmesser des Sitzes (4) entspricht, und sich der Stift (6) mit einer Seite gegen eine Druckstange (28), gegen einen Federteller (27) oder gegen das Injektorgehäuse (17; 62) abstützt.
2. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (2) ein Mag- netventil ist oder mit einem Piezoaktor angesteuert wird.
3. Injektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement eine Ventilnadel (3) ist, an der die geschliffene Fläche (35) ausgebildet ist.
4. Injektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel (3) in einer geschliffenen Ankerführung (41) geführt ist.
5. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitz (4) als geschliffener Flachsitz (34) ausgebildet ist und das Schließelement (3; 19) eine ge- schliffene Fläche (35) umfasst, welche in den Sitz (4) stellbar ist.
6. Injektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement ein Anker (19) des Magnetventiles ist, an dem die geschliffene Fläche (35) ausgebildet ist.
7. Injektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (19) mit einem Fortsatz (40) in einer Ankerführung (41) geführt ist, die an einem Ventilstück (12) ausgebildet ist und den Anker (19) umschließt, wobei in dem Fortsatz (40) die Bohrung (45) ausgebildet ist, in der der Stift (6) geführt ist.
8. Injektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (6), der in der Bohrung (51) aufgenommen ist, ein Führungsstift (50) ist und die Bohrung (51) im Anker (19) ausgebildet ist.
9. Injektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (19) mit einem hül- senförmigen Fortsatz (64) in einer Ankerführung (60) im inneren Magnetkern (61) geführt ist, wobei im hülsenförmigen Fortsatz (64) die Bohrung (5) ausgebildet ist, in der der Stift (6) aufgenommen ist.
10. Injektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stift (6) mit einer Seite gegen das Injektorgehäuse (62) abstützt.
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