WO1999015779A1 - Einspritzventil - Google Patents

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WO1999015779A1
WO1999015779A1 PCT/DE1998/000971 DE9800971W WO9915779A1 WO 1999015779 A1 WO1999015779 A1 WO 1999015779A1 DE 9800971 W DE9800971 W DE 9800971W WO 9915779 A1 WO9915779 A1 WO 9915779A1
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valve
spring
compression spring
injection
control valve
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PCT/DE1998/000971
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Inventor
Friedrich Boecking
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Priority to US09/308,715 priority patent/US6296197B1/en
Priority to JP51839499A priority patent/JP2001505977A/ja
Priority to EP98928146A priority patent/EP0966602B1/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0014Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0026Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/007Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of the groups F02M63/0014 - F02M63/0059
    • F02M63/0075Stop members in valves, e.g. plates or disks limiting the movement of armature, valve or spring

Definitions

  • the invention is based on the genus as stated in independent claim 1.
  • an injection valve is known from US Pat. No. 5,458,293.
  • a first function group contains a
  • Metering valve for the fuel with injection openings and a valve stem.
  • Another function group contains an actuator as the drive.
  • a third functional group can be arranged between these two functional groups, which serves for servo support and can also be referred to as a path amplifier.
  • This function group has a control room that is hydraulically connected to a high-pressure accumulator via a primary throttle (inlet throttle) and can be relieved via a secondary throttle (drain rossel) and a relief valve.
  • US Pat. No. 5,458,293 is not about pre-injection, but rather about providing a stepped injection quantity curve by means of different opening strokes of the closing element of an injection valve at different delivery pressures or injection pressures.
  • the present invention unlike US Pat. No. 5,458,293, deals with the functional group which has a control valve for servo assistance, and the invention aims to determine the suitability of a
  • the invention enables the construction of an injection valve which is controlled by a piezo actuator.
  • Such an injection valve is suitable, for example, as a common rail injector.
  • two switching stages can be implemented with high stroke accuracy.
  • the first axial stroke for the pre-injection can be greatly reduced. This also reduces the switching time while it becomes possible to achieve a large stroke for the main injection.
  • a helical spring is connected in parallel to a compression spring while passing through the second axial stroke; in the variant according to claim 2, a compression spring and a coil spring are connected in series.
  • a compact arrangement can be achieved in that a piezo actuator is used and the two compression springs are arranged in the area between the piezo actuator and the head of the control valve. If the intermediate piece is guided on the valve tappet of the control valve, flutter movements can be avoided.
  • FIG. 1 in a partial section, an enlarged detail from a preferred exemplary embodiment of an injection valve according to the invention
  • Figure 2 a scheme for an alternative.
  • a functional group is provided between an injection valve member 1 with valve stem 2 on the one hand and a piezo actuator 3 on the other hand, the basic component of which is a control valve 4 with valve tappet 5, on which the piezo actuator 3 acts.
  • the injection valve member 1 has at the end on the combustion chamber side a conical sealing surface 43 which interacts with a conical valve seat 40 from which injection bores 42 lead to the combustion chamber of the associated internal combustion engine.
  • a ring 6 is pressed onto the valve tappet 5 and is designed as a flange 7 at the top.
  • a first compression spring 10 is clamped between this flange 7 and a step 8 in the housing 9 of the injection valve. It loads the valve tappet 5 in the closing direction of the control valve 4, the valve head 44 of which rests on a valve seat 11 in the closed state of the control valve.
  • the valve stem 2 delimits a control chamber 12 in a guide cylinder guiding it, one of which
  • Discharge relief bore 14 in which the control valve 4 is arranged, which controls the relief of the control chamber.
  • an outlet throttle 13 is also provided in the relief bore.
  • annular space 15 On the other side of the valve head 44 of the control valve 4 there is an annular space 15, from which bores 16 lead to a drain ring 17. This is connected to a low-pressure liquid container 19 via a schematically illustrated drain line 18.
  • the control chamber 12 is connected via an inlet 20 and an intermediate inlet throttle 21, which has a smaller cross-section than the outlet throttle 13, to a high-pressure fuel reservoir 22, so that when the control valve 4 is closed, the high fuel pressure of the high-pressure fuel reservoir, which sets the injection valve member 1, was established in the control chamber presses with its sealing surface 43 onto the valve seat 40 in order to prevent injection in this state.
  • Valve tappet 5 is axially movably guided an intermediate piece 30 which is pressed against a housing stop 32 by a second compression spring 31 in the rest state shown.
  • the lower end of the ring 6 is designed as a driver 35 for the intermediate piece 30 and has a driver stop 36. This has a distance from the top of the intermediate piece 30, which serves as a primary stop 37, for establishing a first axial stroke 46 for one
  • the underside of the intermediate piece 30 is referred to as the secondary stop 38.
  • this secondary stop 38 In the rest state shown, this secondary stop 38 has a distance corresponding to a second axial stroke 47 from an end stop 39 on the housing side.
  • Injection valve member 1 are lifted more or less from its valve seat 40, so that fuel which is in front of the valve seat via an annular space 41 connected to the high-pressure fuel accumulator 22, via the then opened injection openings 42 into the combustion chamber can leak.
  • the pressure in the control room 12 must be relieved.
  • the pressure before the injection valve member opens and as long as the control valve 4 is closed corresponds to that of the high-pressure accumulator 22.
  • Control chamber 12 is gradually relieved of pressure because liquid can flow from the control chamber 12 into the container 19 and the afterflow via the throttle 21 is restricted.
  • the valve head 44 of the control valve 4 must be gradually lifted from its valve seat 11.
  • the piezo actuator 3 is provided, which acts on the valve tappet 5. With appropriate electrical control, the piezo actuator 3 exerts a more or less large actuator force on the valve tappet 5. With a low actuator force 45, the soft first compression spring 10 is first compressed until the driver stop 36 has overcome the first axial stroke 46 for the pre-injection and strikes the primary stop 37 of the intermediate piece 30. From now on, a larger actuator force 45 is required, because the second
  • Compression spring 31 requires a greater force to compress them. If this is overcome, the valve lifter 5, which is firmly connected to the ring 6, can execute a second axial stroke 47 until the gap between the secondary stop 38 on the intermediate piece 30 and the end stop 39 on the housing side closes. Then the control valve 4 and thus also the injection valve member 1 is completely open for the main injection.
  • the control valve 4 is biased in the closing direction by the biased first compression spring 10, which is located between the housing 9 and the flange 7 on the valve lifter 5 is clamped.
  • the driver 35 rigidly connected to the valve lifter 5 has a distance corresponding to the first axial stroke 46 from the primary stop 37 of the sprung intermediate piece 30 in the idle state.
  • the intermediate piece 30 with its primary stop 37 is above the second
  • Compression spring 31 is supported on the housing 9 (possibly via a spacer ring 50).
  • the sprung intermediate piece 30 has a distance corresponding to the second axial stroke 47 from the housing-side end stop 39 in the idle state.
  • the second compression spring 31 exerts a greater force than the first compression spring 10.
  • the intermediate piece 30 lies in this idle state on the housing 9 on and holds the second compression spring 31 under prestress.
  • the first compression spring 10 is also pretensioned in the idle state.
  • the first spring support (flange 7) is rigidly connected to the valve lifter 5.
  • the valve head 44 resting on the valve seat 11 limits the freedom of movement of the valve tappet 5 upwards and thus ensures the pretension of the compression spring 10.
  • the second spring support on the intermediate piece 30 is axially movable in the direction of an increase in the spring force of the second compression spring 31 from the rest position, the housing stop 32 and the housing 9 (optionally in conjunction with the spacer ring 50) ensure the spring preload.
  • the preload of the first compression spring 10 can be, for example, 10 to 20 N and the preload of the second compression spring 31 can be, for example, 80 to 120 N.
  • the primary stop 37 then acts like a fixed stop.
  • the first axial stroke 46 remains in this range Pre-injection overcome.
  • the main injection is carried out.
  • the second compression spring 31 likewise has a higher pretensioning force than the first compression spring 10.
  • a holder 51 is rigidly connected to the valve tappet 5 and limits the range of movement of the intermediate piece 30 in the opening direction 52 of the control valve .
  • the first compression spring 10 is first compressed using the intermediate piece 30 until the first axial stroke 46 has been overcome.
  • the second compression spring 31 is compressed until the sum of the axial strokes 46 and 47 is overcome when the driver stop 36 abuts the end stop 39.
  • the first compression spring 10 is held on the one hand by the housing 9 and on the other hand by the intermediate piece 30, the latter in the idle state by the second Compression spring 31 is pressed against the holder 51.
  • the first axial stroke 46 is delimited by the primary stop 37 and a housing stop 53, while the sum of the axial strokes 46 + 47 corresponds to the distance between the driver stop 36 and the end stop 39.

Abstract

Ein Einspritzventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem weist zur mehrstufigen Steuerung des wirksamen Querschnitts einer Einspritzöffnung ein Feder/Anschlagsystem mit einer ersten Druckfeder (10) für ein Steuerventil (4) für einen Steuerraum (12) auf, dessen Druck die Stellung des Ventilschafts (2) eines Einspritzventilglieds (1) bestimmt. Das Feder/Anschlagsystem erlaubt beim Öffnen des Steuerventils (4) dessen Ventilstößel (5) einen ersten Axialhub (46), der durch einen Primäranschlag (37) an einem axialbeweglichen Zwischenstück (30) begrenzt ist. Die Axialbeweglichkeit des Zwischenstücks (30) erlaubt dem Ventilstößel (5) entgegen der Druckkraft einer zweiten Druckfeder (31) einen zusätzlichen zweiten Axialhub (47), der durch einen gehäusefesten Endanschlag (39) begrenzt ist. Der Ventilstößel (5) ist durch die gegen das Gehäuse (9) des Einspritzventils gespannte erste Druckfeder (10) in Schließrichtung des Steuerventils (4) beaufschlagt, wobei im geschlossenen Zustand des Steuerventils (4) die Federkraft der ersten Druckfeder (10) geringer ist als die der zweiten Druckfeder (31). Anwendung für ein Steuerventil eines Common Rail Injectors.

Description

Einspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht von der Gattung aus, wie im unabhängigen Anspruch 1 angegeben.
Ein solches Einspritzventil ist bekannt durch die Patentschrift US 5,458,293. Konstruktiv kann sich ein Einspritzventil aus mehreren Funktionsgruppen zusammensetzen. Eine erste Funktionsgruppe enthält ein
Zumeßventil für den Kraftstoff, mit Einspritzöffnungen und einem Ventilschaft. Eine weitere Funktionsgruppe enthält als Antrieb einen Aktor. Zwischen diesen beiden Funktionsgruppen kann eine dritte Funktionsgruppe angeordnet sein, die zur Servounterstutzung dient und auch als Wegverstärker bezeichnet werden kann. Diese Funktionsgruppe weist einen Steuerraum auf, der über eine Primärdrossel (Zulaufdrossel) hydraulisch mit einem Hochdruckspeicher verbunden ist und über eine Sekundärdrossel (Ablauf rossel) und ein Entlastungsventil entlastet werden kann.
Schließlich kann zwischen diese dritte Funktionsgruppe und den Aktor noch eine vierte Funktionsgruppe geschaltet sein, die für eine hydraulische Wegübersetzung sorgt. Ein Beispiel für ein Eispritzventil mit allen vier Funktionsgruppen gibt die Patentschrift DE 19 19 192 Cl . Diese Patentschrift befaßt sich auch mit der Aufgabe, bei der sog. Voreinspritzung kleinste, reproduzierbare Voreinspritzmengen zu ermöglichen. Bei der Patentschrift
US 5,458,293 dagegen geht es nicht um die Voreinspritzung, sondern um die Bereitstellung eines gestuften Einspritzmengenverlaufes mittels unterschiedlichen Offungshuben des Schließgliedes eines eines Einspritzventils bei verschie- denen Förderdrücken bzw. Einspritzdrücken.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich - anders als die Patentschrift US 5,458,293 - mit der Funktionsgruppe, die zur Servounterstutzung ein Steuerventil aufweist, und die Erfindung zielt darauf ab, die Eignung eines
Einspritzventils für die Vor- und die Haupteinspritzung zu verbessern.
Vorteile der Erfindung
Der Anmeldungsgegenstand mit den Merkmalen des Anspruches 1 hat folgenden Vorteil:
Bei der Voreinspritzung lassen sich kurze Schaltzeiten am Steuerventil erzielen, und die Durchflußmenge durch das Steuerventil ist begrenzt. Die Erfindung ermöglicht den Aufbau eines Einspritzventilsdas von einem Piezo-Aktor gesteuert wird. Ein solches Einspritzventil ist beispielsweise als Common-Rail-Injektor geeignet.
Mit dem erfindungsgemäßen Einspritzventil können zwei Schaltstufen mit hoher Hubgenauigkeit realisiert werden. Der erste Axialhub für die Voreinspritzung kann stark reduziert werden. Damit reduziert sich auch die Schalt- zeit, während es möglich wird, für die Haupteinspritzung einen großen Hub zu erzielen.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben, deren Merkmale auch, soweit sinnvoll, miteinander kombiniert werden können.
Bei der Variante nach Anspruch 1 wird einer Druckfeder während des Durchlaufens des zweiten Axialhubes eine Schraubenfeder parallel geschaltet; bei der Variante nach Anspruch 2 sind eine Druckfeder und eine Schraubenfeder hintereinander geschaltet. In beiden Fällen läßt sich eine kompakte Anordnung dadurch erzielen, daß ein Piezo-Aktor benutzt und die beiden Druckfedern im Bereich zwischen dem Piezo-Aktor und dem Kopf des Steuerventils angeordnet sind. Wenn das Zwischenstück auf dem Ventilstößel des Steuerventils geführt ist, lassen sich Flatterbewegungen gut vermeiden.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung gezeigt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es ist dargestellt in Figur 1: in einem Teilschnitt ein vergrößerter Ausschnitt aus einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Einspritzventils nach der Erfindung,
Figur 2: ein Schema für eine Alternative.
Im wesentlichen gleiche Teile in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Bei dem Einspritzventil nach Figur 1 ist zwischen einem Einspritzventilglied 1 mit Ventilschaft 2 einerseits und einem Piezo-Aktor 3 andererseits eine Funktionsgruppe vorgesehen, deren Grundbestandteil ein Steuerventil 4 mit Ventilstößel 5 ist, auf welchen der Piezoaktor 3 einwirkt. Das Einspritzventilglied 1 hat am brennraumseitigen Ende eine kegelförmige Dichtfläche 43, die mit einem kegelförmigen Ventilsitz 40 zusammenwirkt, von dem aus Einspritzbohrungen 42 zum Brennraum der zugehörigen Brennkraftmaschine abführen.
Auf den Ventilstößel 5 aufgepreßt ist ein Ring 6, der oben als Flansch 7 ausgebildet ist. Zwischen diesem Flansch 7 und einer Stufe 8 im Gehäuse 9 des Einspritzventils ist eine erste Druckfeder 10 eingespannt. Sie belastet den Ventilstößel 5 in Schließrichtung des Steuerventils 4, dessen Ventilkopf 44 in geschlossenem Zustand des Steuerventils an einem Ventilsitz 11 anliegt.
Der Ventilschaft 2 begrenzt in einer ihn führenden Führungszylinder einen Steuerraum 12, von dem eine
Entlastungsbohrung 14 abführt, in der das Steuerventil 4 angeordnet ist, das die Entlastung des Steuerraumes steuert. Zur Steuerung der Entlastungsrate bei geöffnetem Steuerventil 4 ist ferner in der Entlastungsbohrung eine Ablaufdrossel 13 vorgesehen. Auf der anderen Seite des Ventilkopfes 44 des Steuerventils 4 befindet sich ein Ringraum 15, von welchem Bohrungen 16 zu einem Ablaufring 17 führen. Dieser ist über eine schematisch dargestellt Ablaufleitung 18 mit einem Niederdruckflüssigkeitsbehälter 19 verbunden. Der Steuerraum 12 dagegen ist über einen Zulauf 20 und eine zwischengeschaltete Zulaufdrossel 21 , die einen kleineren Querschnitt als die Ablaufdrossel 13 aufweist, mit einem Kraftstoffhochdruckspeicher 22 verbunden, sodaß bei geschlossenem Steuerventil 4 sich im Steuerraum der hohe Kraftstoffdruck des Kraftstoffhochdruckspeichers einstellte, der das Einspritzventilglied 1 mit seiner Dichtfläche 43 auf den Ventilsitz 40 preßt, um in diesem Zustand eine Einspritzung zu verhindern. Auf dem
Ventilstößel 5 ist axial beweglich ein Zwischenstück 30 geführt, das im dargestellten Ruhezustand von einer zweiten Druckfeder 31 gegen einen Gehäuseanschlag 32 gedrückt wird.
Das untere Ende des Ringes 6 ist als Mitnehmer 35 für das Zwischenstück 30 ausgebildet und weist einen Mitnehmeranschlag 36 auf. Dieser hat von der Oberseite des Zwischenstückes 30 einen als Primäranschlag 37 dienenden Abstand zur Festlegung eines ersten Axialhubs 46 für eine
Steuerraumentlastung für die Voreinspritzung. Die Unterseite des Zwischenstückes 30 ist als Sekundäranschlag 38 bezeichnet. Dieser Sekundäranschlag 38 hat im dargestellten Ruhezustand einen Abstand entsprechend einem zweiten Axialhub 47 von einem gehäuseseitigen Endanschlag 39.
Funktion des bevorzugten Ausführungsbeispiels:
Für die Vor- und Haupteinspritzung muß das
Einspritzventilglied 1 mehr oder weniger von seinem Ventilsitz 40 abgehoben werden, damit Kraftstoff, der über einem mit dem Kraftstoffhochdruckspeicher 22 verbundenen Ringraum 41 vor dem Ventilsitz ansteht, über die dann geöffneten Einspritzöffnungen 42 in den Brennraum austreten kann. Dazu muß der Druck im Steuerraum 12 entlastet werden. Der Druck vor dem Öffnen des Einspritzventilgliedes und solange das Steuerventil 4 geschlossen ist, entspricht dem des Hochdruckspeichers 22. Durch stufenweises Öffnen des Steuerventils 4 wird der
Steuerraum 12 stufenweise druckentlastet, weil Flüssigkeit vom Steuerraum 12 in den Behälter 19 abfließen kann und das Nachfließen über die Drossel 21 beschränkt ist. Zur stufenweisen Öffnung des Einspritzventilglieds 1 muß also der Ventilkopf 44 des Steuerventils 4 stufenweise von seinem Ventilsitz 11 abgehoben werden. Dazu ist der Piezo- Aktor 3 vorgesehen, der auf den Ventilstößel 5 einwirkt. Bei entsprechender elektrischer Steuerung übt der Piezo- Aktor 3 eine mehr oder weniger große Aktor-Kraft auf den Ventilstößel 5 aus. Bei geringer Aktorkraft 45 wird zunächst die weiche erste Druckfeder 10 komprimiert, bis der Mitnehmeranschlag 36 den ersten Axialhub 46 für die Voreinspritzung überwunden hat und am Primäranschlag 37 des Zwischenstückes 30 anschlägt. Von nun ab ist eine größere Aktorkraft 45 erforderlich, denn die zweite
Druckfeder 31 verlangt zu ihrer Kompression eine größere Kraft. Wird diese überwunden, so kann der mit dem Ring 6 fest verbundene Ventilstößel 5 einen zweiten Axialhub 47 ausführen, bis sich der Spalt zwischen dem Sekundär- anschlag 38 am Zwischenstück 30 und dem gehäuseseitigen Endanschlag 39 schließt. Dann ist das Steuerventil 4 und damit auch das Einspritzventilglied 1 vollständig für die Haupteinspritzung geöffnet .
Zu dieser Funktionsweise tragen folgende Merkmale des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispieles bei:
Das Steuerventil 4 ist in Schließrichtung vorgespannt durch die vorgespannte erste Druckfeder 10, die zwischen dem Gehäuse 9 und dem Flansch 7 am Ventilstößel 5 eingespannt ist. Der starr mit dem Ventilstößel 5 verbundene Mitnehmer 35 hat im Ruhezustand einen Abstand entsprechend dem ersten Axialhub 46 vom Primäranschlag 37 des abgefederten Zwischenstückes 30. Das Zwischenstück 30 mit seinem Primäranschlag 37 ist über die zweite
Druckfeder 31 am Gehäuse 9 (gegebenenfalls über einen Abstandsring 50) abgestützt. Das abgefederte Zwischenstück 30 hat im Ruhezustand einen Abstand entsprechend dem zweiten Axialhub 47 von dem gehäuseseitigen Endanschlag 39. Die zwreite Druckfeder 31 bringt im Ruhezustand des Steuerventils 4 eine größere Kraft auf, als die erste Druckfeder 10. Das Zwischenstück 30 liegt in diesem Ruhezustand am Gehäuse 9 an und hält die zweite Druckfeder 31 auf Vorspannung. Auch die erste Druckfeder 10 steht im Ruhezustand unter Vorspannung.
Es sind also zwei Federauflagen jeweils für eine gegen das Gehäuse 9 vorgespannte Feder 10 bzw. 31 vorgesehen. Die erste Federauflage (Flansch 7) ist starr mit dem Ventilstößel 5 verbunden. Der auf dem Ventilsitz 11 aufliegende Ventilkopf 44 begrenzt die Bewegungsfreiheit des Ventilstößels 5 nach oben und sorgt damit für die Vorspannung der Druckfeder 10. Die zweite Federauflage am Zwischenstück 30 ist in Richtung einer Vergrößerung der Federkraft der zweiten Druckfeder 31 von der Ruhelage ausgehend axial beweglich, wobei der Gehäuseanschlag 32 und das Gehäuse 9 (gegebenenfalls in Verbindung mit dem Abstandsring 50) für die Federvorspannung sorgen.
Die Vorspannung der ersten Druckfeder 10 kann beispielsweise 10 bis 20 N und die Vorspannung der zweiten Druckfeder 31 beispielsweise 80 bis 120 N betragen. Im Bereich zwischen 20 und 80 N wirkt dann also der Primmäranschlag 37 wie ein fester Anschlag. In diesem Bereich bleibt der erste Axialhub 46 für die Voreinspritzung überwunden. Nach Überwindung des zweiten Axialhubes 47, der sich zum ersten Axialhub addiert, wird die Haupteinspritzung durchgeführt.
Abwandlungsmöglichkeiten:
Bei der in Figur 2 im Ruhezustand dargestellten Alternative weist die zweite Druckfeder 31 ebenfalls eine höhere Vorspannkraft auf, als die erste Druckfeder 10. Mit dem Ventilstößel 5 ist starr ein Halter 51 verbunden, der den Bewegungsbereich des Zwischenstückes 30 in der Öffnungsrichtung 52 des Steuerventils begrenzt. Beim Öffnen wird zunächst mit Hilfe des Zwischenstückes 30 die erste Druckfeder 10 komprimiert, bis der erste Axialhub 46 überwunden ist. Bei größerem Kraftaufwand wird die zweite Druckfeder 31 komprimiert, bis die Summe der Axialhübe 46 und 47 überwunden ist, wenn der Mitnehmeranschlag 36 an den Endanschlag 39 stößt.
Während bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 nach
Überwindung des ersten Axialhubes 46 der ersten Druckfeder 10 die zweite Druckfeder 31 parallel geschaltet wird, liegt bei Figur 2 zunächst eine Hintereinanderschaltung der Federn vor, wobei aber die erste Druckfeder 10 nach Überwindung des ersten Axialhubes 46 wirkungslos wird. Dementsprechend sind die Zuordnungen zwischen dem Zwischenstück, dem Gehäuse, den Anschlägen und den Federn anders als bei Figur 1.
In Figur 2 wird die zweite Druckfeder 31 durch den Halter
51 und den Flansch 7 auf Vorspannung gehalten (unter Zwischenschaltung des Zwischenstückes 30) . Die erste Druckfeder 10 wird einerseits durch das Gehäuse 9 und andererseits duurch das Zwischenstück 30 auf Vorspannung gehalten, wobei letzteres im Ruhezustand durch die zweite Druckfeder 31 gegen den Halter 51 gedrückt wird. Der erste Axialhub 46 ist durch den Primäranschlag 37 und einen Gehäuseanschlag 53 begrenzt, während die Summe der Axialhübe 46 + 47 dem Abstand zwischen dem Mitnehmeranschlag 36 und dem Endanschlag 39 entspricht.

Claims

Ansprüche
1. Einspritzventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem für
Brennkraftmaschinen mit Mitteln zur mehrstufigen Steuerung des wirksamen Querschnitts wenigstens einer Einspritzöffnung (42) , wobei diese Mittel ein Feder/Anschlagsystem aufweisen, das beim Öffnen eines Ventils (4) dessen Ventilstößel (5) einen ersten Axialhub (46) erlaubt, der durch einen Primäranschlag (37) begrenzt ist, welcher sich an einem axialbeweglichen Zwischenstück (30) befindet, dessen Axialbeweglichkeit dem Ventilstößel (5) entgegen der
Druckkraft einer Feder (31) einen zusätzlichen zweiten Axialhub (47) erlaubt, der durch einen gehäusefesten Endanschlag (39) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, - daß das Ventil ein Steuerventil (4) für einen Steuerraum
(12) ist, dessen Druck die Stellung des Ventilschafts (2) eines Zumeßventils (1) bestimmt, und - daß der Ventilstößel (5) durch eine gegen das Gehäuse (9) des Einspritzventils gespannte eerste Druckfeder (10) in Schließrichtung des Steuerventils (4) beaufschlagt ist, und die Feder (31) als zweite Druckfeder ausgeführt ist, wobei im geschlossenen Zustand des Steuerventils (4) die Federkraft der ersten Druckfeder (10) geringer ist als die der zweiten Druckfeder (31) .
2. Einspritzventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet,
- daß das Ventil ein Steuerventil (4) für einen Steuerraum
(12) ist, dessen Druck die Stellung des Ventilschafts (2) eines Zumeßventils (1) bestimmt, und
- daß das Zwischenstück (30) durch eine gegen das Gehäuse (9) des Einspritzventils gespannte erste Druckfeder (10) in
Schließrichtung des Steuerventils (4) beaufschlagt ist und die Feder als zweite Druckfeder (31) ausgeführt ist, wobei im geschlossenen Zustand des Steuerventils (4) die Federkraft der ersten Druckfeder (10) geringer ist als diejenige der zweiten Druckfeder (31) .
3. Einspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (5) in Axialrichtung mittelbar oder unmittelbar von einem Piezo-Aktor (3) bewegbar ist.
4. Einspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Druckfeder (31) und die erste Druckfeder (10) im Bereich zwischen dem Piezo-Aktor (3) und dem Ventilkopf (44) des Steuerventils (4) koaxial zum Ventilstößel (5) angeordnet sind.
5. Einspritzventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (30) axial beweglich auf dem Ventilstößel (5) geführt ist.
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