WO1999057429A1

WO1999057429A1 - Betätigungsvorrichtung für eine hochdruck-einspritzdüse für flüssige einspritzmedien

Info

Publication number: WO1999057429A1
Application number: PCT/EP1999/002908
Authority: WO
Inventors: Karl-Heinz Hoffmann; Olav Krenz; Manfred Müller; Claus Stenger
Original assignee: Daimlerchrysler Ag
Priority date: 1998-05-07
Filing date: 1999-04-29
Publication date: 1999-11-11
Also published as: EP1076766A1; US6305355B1; DE19820341C2; EP1076766B1; DE19820341A1

Abstract

Für eine Betätigungsvorrichtung von Hochdruck-Einspritzdüsen für flüssige Einspritzmedien wird eine Dämpfungsvorrichtung vorgeschlagen. Ein Dämpfer (35) ist mit der Ankerplatte (25) zugeordnet.

Description

Betätigungsvorrichtung für eine Hochdruck-Einspritzdüse für flüssige Einspritzmedien

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Hochdruck-Einspritzdüse für flüssige Einspritzmedien, bei der das Einspritzmedium mit Hochdruck an der Düse ansteht und über die Düse in Bezug auf Einspritzzeitpunkt, Einspritzdauer und/oder Einspritzmenge zugemessen wird, insbesondere eine Betätigungsvorrichtung für eine Hochdruck-Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit Selbstzündung und Common-Rail-Kraftstoffversorgung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Einspritzdüsen der vorgenannten Art bestehen aus dem Düsenteil mit der Düsennadel, die in Schließrichtung federbelastet ist und einem in axialer Verlängerung der Düsennadel vorgesehenen und in der Verbindung zur Betätigungsvorrichtung liegenden Ventilkolben, der von dem unter Hochdruck stehenden Einspritzmedium in Schließrichtung der Düsennadel beaufschlagt ist und damit die Düsennadel zwischen den Einspritzungen geschlossen hält. Der Druckraum, der einerseits über den Ventilkolben begrenzt ist, ist über eine Drossel an die Hochdruckversorgung, also die gemeinsame Verteilerleiste bei Common-Rail-Einspritzsystemen für Brennkraftmaschinen angeschlossen und steht andererseits über eine weitere Drossel mit dem Rücklauf des Versorgungssystems für das Einspritzmedium in Verbindung, wobei die in der Verbindung zum Rücklauf liegende Drossel über ein durch eine Ventilkugel gebildetes Sperrglied der Betätigungsvorrichtung absperrbar ist. Die Ventilkugel als Sperrglied ist einem Magnetanker zugeordnet, der einen

Ankerbolzen und eine auf diesem längsverschiebbar geführte

Ankerplatte umfaßt, welche mit der Magnetspule des der

Betätigungsvorrichtung zugeordneten Magnetventiles zusammenwirkt. Die Längsverschiebbarkeit der Ankerplatte gegenüber dem Ankerbolzen in Öffnungsrichtung des

Sperrgliedes, also in Richtung auf die Magnetspule ist durch einen dem Ankerbolzen zugeordneten Anschlag begrenzt, wobei die Ankerplatte in Richtung auf diesen Anschlag über eine relativ weiche Ankerfeder belastet ist. In

Gegenrichtung, also in Richtung auf die Schließlage des

Sperrgliedes ist der Ankerbolzen über eine Ventilfeder belastet, die so ausgelegt ist, daß sie einerseits die

Schließlage aufrecht erhält, andererseits aber bei

Bestromung des Magneten überdrückt werden kann, so daß das

Sperrglied öffnet und der Druckraum über dem Ventilkolben über die Drossel mit dem Rücklauf in Verbindung steht. Dies führt dazu, daß die vom Ventilkolben auf die Düsennadel in

Schließrichtung ausgeübte Kraft zumindest so weit abgebaut wird, daß die Düsennadel über das an dieser anstehende

Hochdruckmedium in Öffnungsrichtung abgedrängt werden kann und damit die Einspritzöffnungen freigibt.

Der Magnetanker, bestehend aus Ventilkugel als Sperrglied, Ankerbolzen und Ankerplatte bewegt sich anschlagbegrenzt, einerseits durch die Sitzfläche der Ventilkugel und andererseits einen gehäuseseitigen Anschlag für den Ankerbolzen, zur Durchführung der Einspritzvorgänge sehr schnell zwischen den Anschlägen hin und her, wobei die entsprechenden Öffnungszeiträume zwischen zirka 0, 2 und 2 ms liegen, und der Hub in der Größenordnung von ca. 50 um liegt.

In Verbindung mit den hohen Drücken, die zu beherrschen sind, den hohen Schaltgeschwindigkeiten und auch den hohen positiven und negativen Beschleunigungen beim Auftreffen auf die Anschläge treten starke elastische Schwingungen auf, die dazu führen können, daß die Ventilkugel als

Sperrglied beim Ausfedern aus dem Anschlag, der durch den

Dichtsitz für die Ventilkugel gebildet wird, trotz der in

Schließrichtung wirkenden, über die Ventilfeder aufgebrachten Kräfte nochmals kurz öffnet. Um dieses

Wiederöffnen zu verhindern ist die Ankerplatte beweglich auf dem Ankerbolzen gelagert, wobei sie über die Ankerfeder in Öffnungsrichtung des Ventiles gegen den zugehörigen

Anschlag am Ankerbolzen gedrückt wird. Beim Aufschlagen des

Ankerbolzens, bzw. der Ventilkugel auf dem Ventilsitz löst sich die Ankerplatte in Folge ihrer Massenträgheit unter

Überwindung der über die Ankerfeder auf sie ausgeübten

Abstützkraft von ihrem Anschlag, und verringert so die beim

Aufschlag wirksame Masse des Magnetankers. Dadurch bleibt die Massekraft des Magnetankers beim Ein- bzw. Ausfedern unterhalb der Vorspannkraft der Ventilfeder.

Trotz dieser Maßnahmen ergeben sich aber Schwingungseffekte, die im Extrem zu unkontrollierten Einspritzvorgängen führen können, insbesondere aber die jeweiligen Einspritzzeiten, und damit auch die Einspritzmenge unkontrolliert beeinflussen können.

Diese negativen Effekte sollen durch die Erfindung vermieden werden, wobei die vorgeschlagenen Maßnahmen ergänzend auch geeignet sein sollen, unter Beibehalt des bisherigen Aufbaues der Einspritzdüse angewandt werden zu können.

Gemäß der Erfindung wird dies durch die Merkmale des Anspruches 1 erreicht, wobei durch die Zuordnung eines Dämpfers oder eines Dämpfersystemes zur Ankerplattte eine entsprechende Stabilisierung der Einspritzvorgänge erreicht werden kann . Die Ankerplatte bewegt sich, wie dargelegt, beim Auftreffen der Ventilkugel auf ihren Sitz gegen die Kraft der Ankerfeder in Schließrichtung des Ankerbolzens, womit in erwünschter Weise die mit dieser Verzögerung verbundenen Massenkräfte reduziert werden. Die Ankerplatte bewegt sich aber nicht nur gegen die Kraft der Ankerfeder bis zum jeweiligen Umkehrpunkt, sondern wird in der Folge über die Ankerfeder, obwohl diese verhältnismäßig schwach ausgebildet ist, auch in Richtung auf den ihr zugeordneten, am Ankerbolzen vorgesehenen Anschlag zurückgedrängt. Beim Auftreffen auf den Anschlag treten dabei wiederum Massenkräfte auf, die zwar sehr viel kleiner sind, die aber dennoch eine geringfügige Bewegung des Ankerbolzens in Öffnungsrichtung des Sperrgliedes nach sich ziehen können, auch wenn dies letztlich nicht zu einem Öffnen, sondern nur zu einer Entlastung in der Sitzfläche führt. Insbesondere können sich diese Schwingungseffekte aber dann ungünstig auswirken, wenn eine gewisse zeitliche Überlagerung zur Ansteuerung des Magnetventils gegeben ist, so beispielsweise bei einer mit geringem zeitlichen Abstand zur Voreinspritzung folgender Haupteinspritzung.

Hierfür kann unter anderem maßgebend sein, daß die bei der Bremsverzögerung der Ankerplatte auftretende Massenkraft der Vorspannkraft der Ventilfeder entgegengerichtet ist und dadurch die effektive Vorspannkraft verringert. Fällt das Aufschlagen der Ankerplatte mit dem Einschalten des Magneten zeitlich zusammen, so hat die verringerte effektive Vorspannkraft eine Reduzierung der Ansprechzeit des Magnetventiles zur Folge. Der entgegengesetzte Effekt tritt ein, wenn der Magnet vor dem Aufschlagen eingeschaltet wird.

Eine weitere Beeinflussung kann sich dadurch ergeben, daß sich beim Aufschlagen der Ankerplatte auf den ihr am Ankerbolzen zugeordneten Anschlag die Geschwindigkeit des Magnetankers insgesamt ändert, und zwar von einem positiven zu einem negativen Maximalwert. Wird der Magnet während dieser Zeit bestromt, so wird diese momentane

Geschwindigkeit des Magnetankers als Anfangsgeschwindigkeit für eine folgende Ankerhubbewegung wirksam. Das bedeutet, daß sich entsprechende Abweichungen, ins langsame oder ins schnelle, von der Öffnungsgeschwindigkeit ergeben, die sich ausgehend von einem Ruhezustand einstellt. Entsprechende

Beeinflussungen ergeben sich auch, wenn der Magnet während der Flugphase der Ankerplatte, also bei Zwischenstellungen der Ankerplatte eingeschaltet wird.

Da derartige Schwingungsvorgänge, wie sie beispielsweise beim Auftreffen der Ankerplatte auf den Anschlag auftreten, nicht schlagartig abklingen, kann es zum sogenannten Ankerprellen, einem wiederholten Anschlagen der Ankerplatte am Anschlag mit abnehmender Intensität kommen, mit der Folge zusätzlicher Beeinflussungen, die insgesamt das Einhalten der vorgegebenen gewünschten Einspritzwerte beeinträchtigen und damit eine korrekte Zumessung der Einspritzmenge sehr erschweren und, bezogen auf Einspritzsysteme für Brennkraftmaschinen von Fahrzeugen, sowohl die Leistungsentfaltung wie auch das Fahrverhalten negativ beeinflussen können. In Ausgestaltung der Erfindung sind unterschiedliche Möglichkeiten zur Bedämpfung der Ankerplatte gegeben, wobei diese teilweise auch in Kombination einzusetzen sind.

Eine im Rahmen der Erfindung besonders zweckmäßige Ausgestaltung zur Bedämpfung der Ankerplatte besteht darin, daß der Dämpfer durch zumindest einen Massekörper gebildet ist, der in Bewegungsrichtung des Ankerbolzens gegenüber der Ankerplatte beweglich auf deren vom Betätigungsmagneten abgewandter Seite angeordnet und in Richtung auf die Ankerplatte federnd abgestützt ist. Bei dieser zu einem besonders einfachen Aufbau führenden und auch im Hinblick auf die Nutzung der räumlichen Verhältnisse in dem den

Anker aufnehmenden Ankerraum besonders vorteilhaften Lösung wird der Massekörper mit verhältnismäßig geringer Vorspannkraft gegen die Ankerplatte gedrückt. Die Vorspannkraft ist dabei in Ausgestaltung der Erfindung so bemessen, daß der Massekörper während der Zeit, in der sich die Ankerplatte durch den Magneten angezogen auf diesen zu bewegt, quasi stehen bleibt. Der Massekörper verharrt damit während der Ventilöffnungszeit in Ruhe und kann in Folge seiner Massenträgheit der Ankerplatte zunächst nicht folgen. Stößt die Ankerplatte bei maximalem Öffnungshub gegen ihren Anschlag am Ankerbolzen, so trifft sie bei der Rückfederung zeitverzögert auf den Massekörper. Die Rückfederung der Ankerplatte wird dabei durch den aufprallenden Massekörper quasi kompensiert und die entsprechende Bewegungsenergie auf den Massekörper übertragen. Die Ankerplatte führt nach diesem Stoß insbesondere dann nur noch eine sehr geringe Bewegung aus, wenn das Verhältnis der Massen von Ankerplatte und Massekörper etwa 1 zu 1 ist, und die Stoßzahl nicht viel kleiner als 1. Dadurch wird erreicht, daß die Ankerplatte nahezu in der Anschlagstellung verharrt und an ihrem Anschlag anliegt, wenn, auf den Fall der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine bezogen, nach der Voreinspritzung eine weitere Voreinspritzung oder die Haupteinspritzung folgt, wobei der zeitliche Abstand zur Ersteinspritzung bei maximal etwa 2 ms liegt.

Der Massekörper seinerseits ist dann zwar noch nicht in Ruhe, klingt in seiner Schwingung aber ab und gelangt insbesondere über die ihn beaufschlagende schwache Stützfeder während der Schließzeit des Magnetventiles wiederum in seine Ruhelage gegenüber der Ankerplatte, so daß für folgende Einspritzvorgänge wiederum die gleiche Ausgangslage erreicht wird. Insbesondere in Verbindung mit einer Ausgestaltung, bei der der Ankerbolzen mit der Ankerplatte in dem über das

Absperrventil gesteuerten Leitungsweg zum Rücklauf liegt oder an diesen zumindest soweit angeschlossen ist, daß der

Ankerraum flüssigkeitsgefüllt ist, ergibt sich auch eine zusätzliche hydraulische Dämpfung, die insbesondere für ein schnelles Abklingen der Bewegungen des Massekörpers führt, wobei hierzu eine entsprechend enge Führung des

Massekörpers im Ankerraum sowie auch Gestaltungen der

Ankerplatte und/oder des Massekörpers beitragen können, die in Verbindung mit der axialen Bewegung des Massekörpers zu einer entsprechenden Flüssigkeitsverdrängung und damit verbunden einer gewissen Dämpfung führen können.

Besonders zweckmäßig ist es in diesem Zusammenhang, wenn der Massekörper und/oder die Ankerplatte sich axial erstreckende, höckerartige Fortsätze aufweisen, die entsprechende radiale Zwischenräume freilassen, so daß trotz Anliegen des Massekörpers an der Ankerplatte eine radiale Durchströmung möglich ist.

Um bei den gegebenen, sehr beengten Bauverhältnissen eine zusätzliche Montage des bevorzugt ringförmig ausgestalteten Massekörpers mit Lage desselben im Ankerraum zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß die den Massekörper beaufschlagende Massekörperfeder als spiralförmig gewendelte Schraubenfeder ausgebildet, deren Windungen axial ohne Überdeckung zueinander sind, so daß bei zusammengedrückter Feder die Windungen ineinander und in einer Ebene liegen.

Im Rahmen der Erfindung ist es allerdings auch möglich, die Massekörperfeder als Me branfeder auszugestalten, gegebenenfalls und bevorzugt als entsprechend radial geschlitzte, radiale Finger aufweisende Membranfeder, so daß ein kleines Bauvolumen bei guter hydraulischer Durchströmbarkeit und weichem Federverhalten erreicht werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es zweckmäßig sein, den Massekörper in zwei hintereinander liegende Teilkörper aufzuteilen. Während es bei einteiligem Massekörper zweckmäßig ist, auch unter räumlichen Gesichtspunkten, diesen in seiner Masse in etwa der Masse der Ankerplatte entsprechend zu wählen, ist dies bei auf mehrere Teilkörper aufgeteiltem Massekörper kaum noch möglich. Sind aber kleinere Teilmassen gegeben, so ist es zweckmäßig, diese Teilmassen elastisch gegeneinander abzustützen, um einen elastischen Stoß zu realisieren, der den beschriebenen Bewegungsablauf - weitmöglichstes Verharren der Ankerplatte in ihrer Ausgangsstellung am Anschlag, nach Transformation der Stoßenergie auf die Teilkörper - zu realisieren. Auch bei dieser Lösung ist es zweckmäßig, zwischen den hintereinander angeordneten Teilkörpern einen ausreichenden Abstand zu lassen, damit beim Auseinanderlaufen der Teilkörper auftretende Strömungen nicht behindert werden und über dadurch bedingte Druckdifferenzen die Teilkörper nicht zusammengehalten werden, und dadurch quasi als ein Körper wirken.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Massekörper auch als Schichtkörper ausgebildet sein. Als entsprechende Schichtkörper können blattfederartig aufgebaute Massekörper Verwendung finden, bei denen durch Reibung der einzelnen Schichtelemente aneinander eine zusätzliche Dämpfung erreicht wird, oder auch Massekörper, die durch entsprechende Formgebung der die jeweilige Schicht bildenden Elemente, beispielsweise Ringscheiben quasi Flüssigkeitspolster zwischen den einzelnen Scheiben gebildet sind, die bei Relativbewegungen zwischen den einzelnen Scheiben dämpfend wirken. Eine solche Lösung läßt sich in besonders einfacher Weise dadurch realisieren, daß der Massekörper als Schichtkörper aus gewölbten

Federstahlscheiben aufgebaut ist, von denen unterschiedlich stark gewölbte übereinander liegen, derart, daß sich abwechselnd radial innen und radial außen eine Abstützung ergibt, mit der Folge entsprechender Flüssigkeitsspalte .

Derartige Schichtkörper können auch als eigenständige

Dämpfer eingesetzt sein.

Eine hydraulische Bedämpfung, insbesondere eine zusätzliche hydraulische Bedämpfung läßt sich im Rahmen der Erfindung auch dadurch verwirklichen, daß die Massekörper, Schichtkörper und/oder Federelemente so aufeinander abgestimmt und/oder so innerhalb des Ankerraumes angeordnet sind, daß sich bezogen auf ihre Bewegungen enge Quetschspalte für die durchtretende Flüssigkeit ergeben, mit der Folge einer hydraulischen Dämpfung. Eine diesbezügliche Lösung, die sich besonders einfach gestalten läßt, besteht erfindungsgemäß darin, dem Schicht- und/oder Massekörper bezüglich seines radial inneren Umfanges gegebenenfalls zusätzlich zu einer entsprechend dimensionierten Spaltbemessung gegenüber dem Umfang des Ankerraumes eine zylindrische Führung zuzuordnen, durch die sich entsprechend enge Ringspalte ergeben. Erreichbar ist dies durch ein in seinem Außendurchmesser, bezogen auf den Innendurchmesser des ringförmigen Massekörpers, nur geringfügig kleineres, zum Massekörper einen Spalt abgrenzendes Führungsrohr, das axial über einen radialen Kragen festgelegt sein kann, wobei dieser Kragen erfindungsgemäß in der Abstützung der dem Massekörper zugeordneten Stützfeder gegenüber dem Gehäuse angeordnet sein kann.

Eine weitere erfindungsgemäße Lösung beruht auf einer Abstützung für die Ankerplatte, bei der die innere Materialdämpfung eines elastischen Abstützelementes genutzt wird. Das Dämpfungselement kann dabei durch einen elastischen Stützkörper in Form eines rohrartigen Elementes gebildet sein, das die Ankerplatte gegenüber dem Gehäuse axial nachgiebig abstützt, wobei in Ausgestaltung der Erfindung entsprechende radiale Öffnungen vorgesehen sein können, die einen radial Durchtritt der Flüssigkeit ermöglichen. Der elastische Stützkörper kann dabei selbst als Feder dienen, oder auch parallel geschaltet, gegebenenfalls auch in

Hintereinanderschaltung zu einer Feder vorgesehen sein.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ferner wird die Erfindung mit weiteren Details anhand der nachstehenden Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine stark schematisierte Darstellung einer Hochdruck-Einspritzdüse, bei der das Einspritzmedium, insbesondere Kraftstoff mit Hochdruck an der Düse ansteht und über die Düse in Bezug auf Einspritzzeitpunkt, Einspritzdauer und/oder Einspritzmenge zugemessen wird, einschließlich der der Düse zugeordneten Betätigungsvorrichtung, Figur 2 ein Detail der Betätigungsvorrichtung, etwa entsprechend dem Ausschnitt A in Figur 1 in einer Schnittdarstellung im vergrößerten Maßstab, Figur 3 eine Schnittdarstellung des in der Darstellung gemäß Figur 2 verwendeten Massekörpers, Figur 4 eine vergrößerte Darstellung der dem Massekörper zugeordneten Stützfeder, Figur 5 eine weitere Darstellung entsprechend jener gemäß Figur 2, aber mit auf zwei Teilkörper aufgeteiltem Massekörper, Figur 6 eine der Figur 2 im wesentlichen entsprechende Darstellung mit einem Massekörper und/oder Dämpfer als Schichtkörper, wobei der Massekörper und/oder Dämpfer im wesentlichen blattfederartig aufgebaut ist, Figur 7 eine der Figur 2 entsprechende Darstellung mit einem mehrteiligen Massekörper und/oder Dämpfer, der teilweise als Schichtkörper aus gewölbten

Ringscheiben aufgebaut ist,

Figur 8 eine Darstellung gemäß Figur 2, wobei dem Massekörper mit dem Ziel einer verstärkten hydraulischen Dämpfung ein zusätzliches Führungsrohr zugeordnet ist,

Figur 9 eine dem Ausschnitt gemäß Figur 2 entsprechende Darstellung in einer Ausgestaltung, in der die Ankerplatte über eine Ankerfeder abgestützt ist, die hohe innere Materialdämpfung aufweist, und

Figur 10 eine der Figur 9 weitgehend entsprechende Darstellung, bei der der Ankerfeder in der Abstützung der Ankerplatte gegenüber dem Gehäuse ein federnder Stützkörper mit hoher innerer Materialdämpfung zugeordnet ist.

Figur 1 zeigt den Gesamtaufbau einer aus der Praxis bekannten Hochdruck-Einspritzdüse 1 für mit Selbstzündung arbeitende Brennkraftmaschinen, bei der der Kraftstoff als Einspritzmedium mit Hochdruck an der Düse ansteht und über die Düse in Bezug auf Einspritzzeitpunkt, Einspritzdauer und Einspritzmenge zugemessen wird, wobei die entsprechende Zumessung über eine Betätigungseinrichtung 3 erfolgt, die der Düse zugeordnet ist und die über eine hier nicht dargestellte Steuerung, beispielsweise eine mit der Motorsteuerung kombinierte Steuerung angesprochen wird. Solche Einspritzdüsen 1 finden in Common-Rail- Einspritzsystemen Verwendung, bei denen die Zuführung des unter Hochdruck, d.h. mit Drücken bis etwa in die Größenordnung von 1700 bar, stehenden Kraftstoffes auf die jeweilige Kraftstoffdüse von einer Verteilerleiste aus erfolgt, die über eine Hochdruckpumpe mit Kraftstoff versorgt wird, was hier nicht weiter gezeigt ist.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist die Einspritzdüse insgesamt mit 1 bezeichnet und umfaßt einen Düsenteil 2 und die Betätigungsvorrichtung 3. Im Düsenteil 2 liegt die

Düsennadel 4, die im Düsenkörper 5 geführt ist und die über eine Düsenfeder 6 axial beaufschlagt ist. In Verlängerung der Düsennadel 4 ist im Düsenhalter 7 ein Ventilkolben 8 angeordnet, der sich über eine durch den Düsenhalter 7 verlaufende Druckstange 9 auf der Düsennadel 4 abstützt und der in einem Ventilstück 10 eine Wandung eines volumenveränderlichen Druckraumes 11 bildet, der über eine Drossel 12 mit dem Zulauf 13, also der Hochdruckseite in Verbindung steht, von der aus ein Kanal 14, der durch den Düsenhalter 7 und den Düsenkörper 5 verläuft, zur Düsennadel 4 führt. Entsprechend dem im Druckraum 11 herrschenden Druck ist die Düsennadel 4 über den Ventilkolben 8 und die Druckstange 9 parallel zur Düsenfeder 6 in Schließrichtung belastet. Eine Belastung in Gegenrichtung ergibt sich über den Anschluß der Druckkammer 15 mittels des Kanales 14 an die Hochdruckseite, wobei im Bereich der Druckkammer 15 die Düsennadel 4 eine Druckschulter 16 aufweist.

Sind sowohl der Druckraum 11 wie auch die Druckkammer 15 mit der Hochdruckseite (Zulauf 13) verbunden, so ist die Düsennadel 4 in ihrer Schließstellung gehalten und deckt die im Bereich der Düsenspitze liegenden Spritzlöcher 17 ab. Wird der Druck im Druckraum 11 abgebaut, in der Druckkammer 15 aber aufrechterhalten, so wird die Düsennadel 4 entgegen der Belastung durch die Düsenfeder 6 angehoben und gibt die Spritzlöcher 17 frei, so daß Kraftstoff eingespritzt wird.

Die Einspritzdüse 1 weist desweiteren im Bereich der Betätigungsvorrichtung 3 einen Rücklauf 18 auf, der die innerhalb der Düse 1 anfallenden Leckölmengen aufnimmt und mit dem ferner der Druckraum 11 über eine Drossel 19 verbunden ist, die das Ventilstück 10 im Übergang vom Druckraum 11 auf den Ankerraum 20 der Betätigungsvorrichtung 3 durchsetzt und die über das als Ventilkugel 21 ausgebildete Sperrglied der Betätigungsvorrichtung 3 absperrbar ist.

Die Betätigungsvorrichtung 3, deren Aufbau insbesondere auch aus Figur 2 erkennbar ist, umfaßt einen Betätigungsmagneten 22 mit einem Magnetanker 23, bestehend aus dem Ankerbolzen 24, dem mit diesem fest verbundenen, als Ventilkugel 21 ausgebildeten Sperrglied und einer Ankerplatte 25, die über eine Ankerfeder 26 in Richtung auf einen gegenüber dem Ankerbolzen 24 festen Anschlag 27 belastet ist. Der Anschlag 27 begrenzt dabei den Verschiebeweg der Ankerplatte 25 gegenüber dem Ankerbolzen 24 in Richtung auf den Betätigungsmagneten 22 mit Spule 28 und Magnetkern 29. Der Ankerbolzen 24 taucht mit seinem über die Ankerplatte 25 hinausragenden, der Ventilkugel 21 gegenüberliegenden Ende in die vom Magnetkern 29 umschlossene, zentrale Durchgangsöffnung 30 ein, in der die den Ankerbolzen 24 in- Schließrichtung des Sperrgliedes 21 belastende Magnetventilfeder 31 angeordnet ist.

Der Ankerbolzen 24 ist seinerseits in seinem axialen Verschiebeweg ebenfalls anschlagbegrenzt, und zwar einmal durch die nicht weiter bezeichnete Sitzfläche der als Sperrglied dienenden Ventilkugel 21, wobei diese Sitzfläche dem Ventilstück 10 zugeordnet ist. In Gegenrichtung ist die Anschlagbegrenzung durch eine Ankerscheibe 32 gegeben, deren Abstand zum Ventilstück 10 durch eine dazwischenliegende Einstellscheibe 33 eng toleriert festzulegen ist und die in Richtung auf die Einstellscheibe 33 über eine Spannmutter 34 festgelegt ist, die in den Düsenhalter 7 einschraubbar ist. Entsprechend diesem Aufbau mündet die Drossel 19 im Ventilstück 10 bei geöffnetem, durch die Ventilkugel 21 gebildeten Sperrglied auf dem Ankerraum 20 aus, der über die Durchgangsöffnung 30 mit dem Rücklauf 18 verbunden ist. Wird über die Betätigungsvorrichtung 3 durch Bestromung der

Spule 28 des Betätigungsmagneten 22 die Ankerplatte 25 in Richtung auf den Betätigungsmagneten 22 gezogen, so nimmt die Ankerplatte 25 über den Anschlag 27 den Ankerbolzen 24 mit und hebt dadurch die Ventilkugel 21 als Sperrglied von ihrem Sitz am Ventilstück 10 ab, womit die Drossel 19 freigegeben wird. Über die Drossel 19 steht der Druckraum 11 mit dem Rücklauf 18 in Verbindung, und mit Freigabe der Verbindung zum Rücklauf 18 über die Drossel 19 wird der Druck im Druckraum 11 abgebaut, da ein sofortiger Druckausgleich durch die in der Verbindung zum Zulauf 13 liegende Drossel 12 verhindert wird. Mit Abfallen des Druckes im Druckraum 11 und weiter gegebenem Anschluß der Druckkammer 15 an den Zulauf 13 wird die Düsennadel 4 aufgrund der gegebenen Beaufschlagung der Druckschulter 16 angehoben, und gibt damit die Spritzlöcher 17 frei. Die bei dem angesprochenen System außerordentlich hohen Einspritzdrücke, die in Abhängigkeit vom jeweils in der nicht dargestellten Verteilerleiste anstehenden Druck bis in die Größenordnung von etwa 1700 bar reichen, lassen sich bei dem geschilderten System bei vergleichbar schwach dimensionierten Federn (Düsenfeder 6, Ventilfeder 31) aufgrund dessen beherrschen, daß die anstehenden Arbeitsdrücke gleichzeitig als Schließ- bzw. Öffnungsdrücke genutzt werden und daß über die entsprechend beaufschlagten Flächen im Druckraum 11 bzw. in der Druckkammer 15 die notwendigen Stell- bzw. Haltekräfte weitgehend hydraulisch aufgebracht werden. Dies ist auch die Voraussetzung dafür, daß sich die außerordentlich kurzen Schaltzeiten in der Größenordnung zwischen etwa 0,2 und 2 ms verwirklichen lassen, und dies bei kleinen Schaltwegen der Betätigungsvorrichtung 3 in der Größenordnung von etwa SO um.

Die kurzen Schaltzeiten bringen es mit sich, daß die Wegbegrenzungen durch die Anschläge und die beim Auftreffen auf die Anschläge auftretenden Schwingungen die vorgegebenen Einspritzsteuerzeiten, und damit auch die Einspritzmengen nachhaltig beeinflussen können, was Störungen im Maschinenbetrieb nach sich ziehen kann. Eine Maßnahme zur Vermeidung dieser Störungen bzw. der die Störungen verursachenden Schwingungen besteht bei der geschilderten Lösung darin, die Ankerplatte 25 beweglich auf dem Ankerbolzen 24 zu führen, und sie nur durch eine relativ weiche Ankerfeder 26 in Richtung auf den Anschlag 27 zu belasten. So kann sich beim Aufschlagen des Ankerbolzens 24 mit der Ventilkugel 21 auf den zugehörigen Sitz am Ventilstück 10 die Ankerplatte 25 infolge ihrer Massenträgheit von ihrem Anschlag 27 lösen, mit der Folge, daß die wirksame Gesamtmasse des Magnetankers 23 beim Aufschlagvorgang verringert wird und dadurch die Massenkraft unterhalb der Vorspannkraft der Ventilfeder 31 bleibt, so daß ein schwingungsbedingtes Öffnen der Drossel 19 über die Ventilkugel 21 im Regelfall vermieden ist.

Hebt die Ankerplatte 25 gegenüber dem Anschlag 27 ab, so wird sie nachfolgend - die Ventilkugel 21 befindet sich mittlerweile in Sperrstellung - unter dem Einfluß der wenn auch schwachen Ankerfeder 26 gegen den Anschlag 27 zurückgeschoben. Beim Auftreffen auf den Anschlag 27 ergibt sich eine Massenkraft, die der Schließkraft für die Ventilkugel 21 entgegengerichtet ist und den Ankerbolzen 24 in Öffnungsrichtung des Ventiles beaufschlagt, wobei sich zumindest eine Verringerung des Schließdruckes für die Ventilkugel 21 im zugehörigen Ventilsitz ergibt. Darüber hinaus wirken sich die diesbezüglichen Schwingungseffekte auch ungünstig auf die Einhaltung der vorgegebenen Einspritzzeiten aus.

Die bei der Bremsverzögerung der Ankerplatte 25 auftretende Massenkraft ist nämlich der Vorspannkraft der Ventilfeder 31 entgegengerichtet und reduziert dadurch die effektive Vorspannkraft. Fällt das Aufschlagen der Ankerplatte 25 am Anschlag 27 mit dem Einschalten des Magneten 22 zusammen, so folgt daraus auch eine Verkürzung der Ansprechzeit des

Magnetventils bei der Bestromung. Der entgegengesetzte

Effekt tritt ein, wenn der Betätigungsmagnet 22 vor dem

Aufschlagen der Ankerplatte 25 auf den Anschlag 27 bestromt wird.

Beim Aufschlagen der Ankerplatte 25 auf den am Ankerbolzen 24 angeordneten Anschlag 27 ergibt sich desweiteren für den gesamten Magnetanker 23 (Ankerplatte 25, Ankerbolzen 24 und Ventilkugel 21) eine Veränderung der Geschwindigkeit von einem positiven zu einem negativen Maximalwert. Diese momentane Geschwindigkeitsänderung überlagert sich dann, wenn sie mit dem Einschalten des Betätigungsmagneten 22 zusammenfällt, als Anfangsgeschwindigkeit der nachfolgenden Hubbewegung des Magnetankers 23. Das bedeutet entsprechende Abweichungen ins Langsame oder ins Schnelle in der Ankerhubbewegung, und damit wiederum entsprechende Streuungen bezogen auf die vorgegebenen Einspritzsteuerwerte .

Um dem zu begegnen wird bei der Erfindung für die Ankerplatte 25 eine Dämpfung vorgesehen und diese wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2, das eine bevorzugte Lösung der Erfindung zeigt, durch einen Massekörper 35 realisiert, der, wie in Figur 3 dargestellt, als Ringkörper 36 ausgebildet ist, welcher in Richtung auf die Ankerplatte 25 mit Höckern 37 versehen ist, die über den Umfang des Ringkörpers 36 verteilt an dessen Innenumfang vorgesehen sind, so daß zwischen den Höckern 37 radiale Durchtrittsöffnungen verbleiben. Diese sind von Vorteil, um bei den axialen Relativbewegungen der Ankerplatte 25 gegenüber dem Massekörper 35 die Bildung hydraulischer Polster zu vermeiden. Weiter ist es zur Realisierung einer zusätzlichen hydraulischen Dämpfung zweckmäßig, wenn der Außenumfang des Ringkörpers 36 nur geringes Spiel gegenüber de Innenumfang des Ankerraumes 20 aufweist, wobei der

Innenumfang mit 38 bezeichnet ist, so daß Axialbewegungen des Massekörpers 35 auch dadurch hydraulisch gedämpft werden, daß die Hydraulikflüssigkeit durch verhältnismäßig enge Spalte gedrückt wird.

In Richtung auf die Ankerplatte 25 ist der Massekörper 35 durch eine Massekörperfeder 39 belastet, die verhältnismäßig weich ausgelegt ist und die zudem als spiralig gewickelte Schraubenfeder so gestaltet ist, daß in zusammengedrücktem Zustand ihre Windungen überschneidungsfrei ineinander liegen, wodurch die Feder 39 im zusammengedrückten Zustand eine Höhe aufweist, die der Materialdicke des Federdrahtes entspricht. Eine solche Ausgestaltung ist zweckmäßig, um den Massekörper 35 bei möglichst geringer Bauhöhe unterhalb der Ankerplatte 25 montieren zu können und den Anschlag 27 ungeachtet des der Ankerplatte 25 zugeordneten, zusätzlichen Massekörpers 35 unter axialer Verschiebung der Ankerplatte 25 auf dem Ankerbolzen 24 montieren zu können. Figur 2 zeigt desweiteren, daß die Ankerplatte 25 zur Führung auf dem Ankerbolzen 24 einen halsartigen Fortsatz 40 aufweist, der im Zusammenwirken mit einem der Ankerscheibe 32 zugeordneten Bund 41 eine axiale Wegbegrenzung für die Verschiebung der Ankerplatte 25 in Richtung auf den dem Ventilstück 10 zugeordneten Ventilsitz bildet. In der vergrößerten Darstellung gemäß Figur 2 ist auch zu erkennen, daß die gehäusefeste Ankerscheibe 32 einen Anschlag für den Ankerbolzen 24 in Richtung auf den Betätigungsmagneten 22 bildet, wobei der Ankerbolzen 24 mit einem entsprechenden Anschlagbund 42 versehen ist.

Als Masseverhältnis zwischen dem Massekörper 35 und der Ankerplatte 25 erweist sich ein Verhältnis von etwa 1 : 1 als zweckmäßig. Die Massekörperfeder 39 ist erfindungsgemäß so ausgelegt, daß beim Anheben des Ankerbolzens 24 über die Ankerplatte

25 durch Bestromung des Betätigungsmagneten 22 der Massekörper 35 gegenüber der Ankerplatte 25 zurückbleibt, im wesentlichen also seine Ausgangslage beibehält, unter anderem auch beeinflußt durch den Widerstand, den die im Ankerraum 20 befindliche Flüssigkeit einer Verschiebung des Massekörpers 35 entgegensetzt. Hat der Magnetanker 23 aufgrund der Bestromung des Betätigungsmagneten 22 seine obere Endlage, also die der Öffnungsstellung des Ventiles entsprechende Stellung mit Anschlag des Bundes 42 an der Ankerscheibe 32 erreicht und wird dann abgeschaltet, dann fällt der Anker 23 ab und geht in die Schließstellung des Ventiles zurück. Beim Aufschlagen der Ventilkugel 21 hebt die Ankerplatte 25 vom Anschlag 27 ab und trifft auf den Massekörper 35. Dadurch behält die Ankerplatte 25, etwa gleiche Massen der Ankerplatten 25 und des Massekörpers 35 unterstellt, praktisch ihre Ausgangslage gegenüber dem Anschlag 27, zumal die Ankerplatte 25 über die Ankerfeder

26 wesentlich härter abgestützt ist als der Massekörper 35 über die Massekörperfeder 39. Behält die Ankerplatte 25 aufgrund ihres Zusammenspieles mit dem Massekörper 35 ihre Lage am Anschlag 27 im wesentlichen bei und werden die auftretendem Beschleunigungskräfte zunächst vom Massekörper 35 als im wesentlichen freischwingendem Element übernommen, so werden im Hinblick auf sehr kurze aufeinander folgende Be- stromungen des Magneten 22, z.B. bei aufeinanderfolgenden Voreinspritzungen oder bei Vor- und Haupteinspritzung unerwünschte wechselseitige Beeinflussungen zumindest weitgehend vermieden. Durch die Erfindung wird somit einerseits durch die axiale Verschiebbarkeit der Ankerplatte 25 auf dem Ankerbolzen 24 die Massekraft beim Schließen des Ventiles in erwünschter Weise reduziert, durch das Abfangen dieser Verschiebung über den Massekörper 35 aber gleichzeitig sichergestellt, daß die Ankerplatte 25 ihre Endlage am Anschlag 27 im wesentlichen beibehält und die Massekräfte von dem Massekörper 35 als einem Teil aufgenommen werden, das als eine Art „Freischwinger" diese erst dann auf den Magnetanker 23 abgibt, wenn dies für den Funktionsablauf der Einspritzung, als insbesondere in der Übergangszeit zum nächsten Einspritzzyklus, nicht störend ist. Günstig wirkt sich dabei im Rahmen der Erfindung die zusätzliche Dämpfung aus, die durch Aufbau des Massekörpers, Ausbildung des Massekörpers und/oder hydraulische Effekte erreicht werden kann, so insb . auch ein Aufbau des Massekörpers 35 ganz oder teilweise aus Material mit hoher innerer Materialdämpfung.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungsform zeigt Figur 5, bei der anstelle eines Massekörpers 35 gemäß Figur 2 zwei Massekörper 45, 46 vorgesehen sind, von denen der der Ankerplatte 25 benachbart liegende Massekörper 45 in seiner konstruktiven Ausbildung im wesentlichen dem Massekörper 35 gemäß Figur 2 entspricht, jedoch gegebenenfalls mit gegenüber diesem reduzierter Masse ausgeführt ist. Dem Massekörper 45 ist der Massekörper 46 mit axialem Abstand zugeordnet, wobei zwischen den Massenkörpern 45 und 46 bevorzugt ein Federelement 47 als Distanzhalter angeordnet ist. Das Federelement 47 kann beispielsweise durch eine flachgewölbte, dünne Feder- stahlscheibe gebildet sein. Durch die als Abstandshalter wirkende Federstahlscheibe, als Federelement 47 wird verhindert, daß die beiden Massekörper 45 und 46 aneinander kleben oder bedingt durch die hydraulischen Strömungsverhältnis und/oder auftretende Druckdifferenzen soweit aneinander haften, daß sie sich quasi als einstückiger Körper verhalten. Die Feder 47 kann darüber hinaus auch sicherstellen, daß ausgehend von der Ankerplatte 25 deren Stoßenergie zunächst auf den Massekörper 45 und von diesem auf den Massekörper 46 übertragen wird, so daß der Massekörper 45 bei sehr kurzzeitig aufeinanderfolgenden Stößen schon wieder als Stoßpartner für die Ankerplatte 25 zur Verfügung steht.

Bezüglich der Auslegung und Gestaltung der den Massekörper 46 abstützenden Massekörperfeder 48 wird auf das zur Ausbildung und Auslegung der Massekörperfeder 39 gemäß Figur 2 Gesagte verwiesen.

Figur 6 zeigt eine weitere Ausgestaltung, bei der der Massekörper quasi als geschichtetes Federpaket ausgebildet und insgesamt mit 50 bezeichnet ist. Das Federpaket kann aus planen oder gekrümmten Scheiben 51 aufgebaut sein, wobei im Ausführungsbeispiel die Scheiben 51 analog zur Ausbildung von Blattfedern aufeinanderliegen und sich relativ großflächig berühren, derart, daß die Schwingungen durch Reibung zwischen den aufeinanderfolgenden Scheiben 51 gedämpft werden.

Prellt bei einer derartigen Ausgestaltung die Ankerplatte 25, so beaufschlagt sie das Federpaket 50 als Massekörper, und die mit der Beaufschlagung verbundene Verformung des Federpaketes führt gleichzeitig dazu, daß aufeinanderfolgende Scheiben 51 sich gegeneinander verschieben, dabei gegeneinander reiben und entsprechend durch Reibung dämpfen.

Das Scheibenpaket besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus gebogenen Blechstreifen, die sich mit ihren axialen Enden nahe einander gegenüberliegenden Umfangsbe- reichen der Spannmutter 34 abstützen, während ein mittiger, zur Quermittelebene benachbarter Bereich als Abstützbereich für bzw. Beaufschlagungsbereich durch die Ankerplatte 25 dient.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 ist ein Massekörper 55 vorgesehen, der aus zwei Teilkörpern 56 und 57 besteht, von denen der Teilkörper 56 mehrschichtig aufgebaut ist und der Teilkörper 57 einstückig aufgebaut ist.

Der mehrschichtige Teilkörper 56 besteht aus dünnen, gewölbten Federscheiben, die mit 58 und 59 bezeichnet sind und von denen die Federscheiben 58 stärker gewölbt sind als die Federscheiben 59. Die Federscheiben 58 und 59 werden abwechselnd übereinander gelegt, so daß sich für jeweils ein Scheibenpaar 58, 59 eine Abstützung am radial äußeren Umfang ergibt, und die Abstützung dieses Scheibenpaares 58, 59 gegenüber dem nächstfolgenden Scheibenpaar 58, 59 im radial inneren Bereich erfolgt, mit der Folge, daß sich zwischen jeweils aufeinanderfolgenden Scheiben 58 und 59 abwechselnd nach innen und nach außen geöffnete Spalte ergeben. Diese Spalte sind aufgrund der Anordnung des Körpers 55 im mit Flüssigkeit, bzw. bezogen auf das geschilderte Ausführungsbeispiel mit Kraftstoff gefüllten Ankerraum 20 ebenfalls kraftstoffgefüllt, so daß bei axialer Belastung des Teilkörpers 56 in Verbindung mit Änderungen der Spaltgröße entsprechende Dämpfungseffekte eintreten.

Eine derartige Ausgestaltung kann im Rahmen der Erfindung analog zum Massekörper 50 gemäß Figur 6 als alleiniger, geschichteter Massekörper Verwendung finden.

In der erfindungsgemäßen Kombination mit einem zusätzlichen, einstückigen Massekörper als Teilkörper 57 ergeben sich besonders gute Voraussetzungen, ein von Schwingungen, insbesondere auch von Prellschwingungen unbeeinflußtes Einspritzverhalten einer erfindungsgemäß ausgestalteten Hochdruck-Einspritzdüse zu realisieren, bei der die vorgegebenen Einspritzwerte nicht schwingungsbedingt verfälscht werden. Der Gedanke der hydraulischen Dämpfung, wie er insbesondere auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 angesprochen ist, kann in weiterer Ausgestaltung eines

Ausführungsbeispieles analog dem in Figur 2 gezeigten gemäß

Figur 8 dadurch realisiert werden, daß der Massekörper 35 als Ringkolben eingesetzt wird, dem in Ankerraum 20 ein entsprechend ringförmig abgegrenztes Flüssigkeitsvolumen derart zugeordnet ist, daß bei axialer Verschiebung des

Ringkolbens das verdrängte Volumen nur durch entsprechend enge Spalte abfließen kann, mit der Folge entsprechender

Reibungsverluste und dadurch erreichter Dämpfung. Dieses stoßdämpferartige Dämpfungsprinzip ist im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung mit geringem Aufwand dadurch zu realisieren, daß dem inneren Durchmesser des ringförmigen

Massekörpers 35, der an seinem äußeren Umfang nahezu bis an die Umfangswand 38 des Ankerraumes 20 heranreicht, ein den

Ringraum nach innen abgrenzendes Führungsrohr 60 zugeordnet wird, daß lediglich einen schmalen Spalt zum Innenumfang des Massekörpers 35 freiläßt, so daß axiale Bewegungen des

Massekörpers 35 zu entsprechenden Flüssigkeitsverdrängungen führen, wobei die verdrängte Flüssigkeit durch die verbleibenden Spalte unter entsprechenden Reibungsverlusten abfließen muß, was zu entsprechenden Dämpfungseffekten führt. Das Führungsrohr 60 ist zu seiner Fixierung an seinem unteren Ende mit einem radial nach außen ragenden

Kragen 61 versehen, auf dem sich die Massekörperfeder 39 abstützt, so daß ohne Zusatzaufwand eine entsprechende

Fixierung gegeben ist.

Figuren 9 und 10 zeigen Ausführungsformen, bei denen ausgehend von einem grundsätzlichen Aufbau der Betätigungsvorrichtung gemäß Figur 1 der Dämpfer 65 durch einen die Ankerplatte 25 abstützenden elastischen Stützkörper insbesondere mit hoher innerer Materialdämpfung gebildet ist. Der als Dämpfer 65 ausgebildete Stützkörper gemäß Figur 9 ist durch eine rohrförmiges elastisches Element gebildet, das mit 66 bezeichnet ist und das in der

Ausgestaltung gemäß Figur 9 zusätzlich die Funktion der Ankerfeder 26 gemäß Figuren 1 und 2 übernimmt. Das elastische, rohrartige Element 66 ist, wie in Figur 9 angedeutet, mit Durchgangsöffnungen 67 insbesondere in seinem nahe der Ankerplatte 25 liegenden Bereich versehen, so daß keine abgesperrten, in sich starren Hydraulikräume entstehen. Die Anordnung des rohrartigen Stützkörpers entspricht jener der Ankerfeder 26 in Figuren 1 und 2.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10 ist die Ankerplatte analog zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 über eine Ankerfeder 26 abgestützt, und es ist parallel zur Ankerfeder 26 zwischen der Ankerplatte 25 und einem gehäusefesten Teil ein rohrartiger elastischer Stützkörper 71 als Dämpfer 70 angeordnet. Auch in diesem Fall weist der rohrartige elastische Körper radiale Durchbrechungen auf, so daß die axiale Bewegung der Ankerplatte 25 durch hydraulische Stützeffekte nicht verfälscht wird.

Als Materialien mit hoher innerer Materialdämpfung kommen u.a. gummiartige Materialien in Betracht, wobei diese in Bezug auf den zusätzlich angestrebten Massendämpfungseffekt bevorzugt spezifisch schwer sind.

Insbesondere in Verbindung mit radialen Durchbrechungen des rohrartigen Elementes 60 bzw. 71 lassen sich diesem auch entsprechende federnde Eigenschaften aufprägen, wobei der Abstützbereich gegen die Ankerplatte beispielsweise auch durch über den Umfang verteilt vorgesehene, säulenartige Stützbereiche gebildet sein kann.

Die Erfindung ermöglicht insbesondere auch in der Kombination der verschiedenen angesprochenen Dämpfungsmöglichkeiten eine Anpassung an die jeweiligen Bedürfnisse, wobei die angesprochenen, in den Ausführungsbeispielen dargestellten konstruktiven

Ausgestaltungen zwar als besonders vorteilhafte Ausgestaltungen zu sehen sind, insgesamt aber auch die Bedeutung von Beispielen haben, die für entsprechende prinzipielle Wirkungsweisen stehen.

Die Erfindung gibt eine Vorgehensweise an die Hand, mit der sich durch die Taktung des Einspritzvorganges ergebende Schwingungen zunächst dadurch bezüglich ihrer nachteiligen Auswirkungen eliminieren lassen, daß sie durch „Zwischenspeicherung" aus für die Funktion kritischen Zeitbereichen in solche Zeitbereiche verlagert werden können, in der ihre Auswirkungen auf das System vernachlässigbar sind. Diesem Verfahren kann zusätzlich eine Dämpfung überlagert sein, wobei die Dämpfung gegebenenfalls erfindungsgemäß auch unabhängig zum Einsatz kommen kann.

Claims

Patentansprüche

1. Betätigungsvorrichtung für eine Hochdruck-Einspritzdüse für flüssige Einspritzmedien, bei der das Einspritzmedium mit Hochdruck an der Düse ansteht und über die Düse in Bezug auf Einspritzzeitpunkt, Einspritzdauer und/oder Einspritzmenge zugemessen wird, insbesondere Betätigungsvorrichtung für eine Hochdruck-Kraftstoff- Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit Selbstzündung und Common-Rail-Kraftstoffversorgung, mit einem Betätigungsmagneten, dessen Anker zumindest eine anschlagbegrenzte Endstellung aufweist und einen Ankerbolzen und eine gegenüber diesem längsverschiebbare Ankerplatte umfaßt, die in Richtung auf eine gegenüber dem Ankerbolzen anschlagbegrenzte Endlage federnd abgestützt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ankerplatte ein Dämpfer (35) zugeordnet ist.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ankerbolzen (24) das Sperrglied (21) eines Absperrventiles trägt.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Sperrglied (21) des Absperrventiles durch Bestromung des Betätigungsmagneten (22) in .seine Öffnungsstellung überführbar ist.

4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Sperrglied (21) des Absperrventiles in Richtung auf seine Schließstellung federbelastet ist.

5. Betätigungsvorrichtung insb. nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Dämpfer (35) durch zumindest einen Massekörper gebildet ist, der in Bewegungsrichtung des Ankerbolzens

(24) gegenüber der Ankerplatte (25) beweglich auf deren vom Betätigungsmagneten (22) abgewandter Seite angeordnet ist.

6. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Massekörper (35) in Richtung auf die Ankerplatte

(25) federnd abgestützt ist.

7. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Massekörper (35) über eine zugehörige Massekörperfeder (39) gegen die Ankerplatte (25) anliegend abgestützt ist.

8. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Vorspannkraft der Massekörperfeder (39) in der Größenordnung der Trägheitskraft des Massekörpers (35) bezogen auf die Vibrationsbeschleunigungen der Ankerplatte 25) liegt.

9. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Massekörper (35) in Form einer Ringplatte (36) ausgebildet ist.

10. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ringplatte (36) einen Hals (40) der Ankerplatte

(25) umschließend angeordnet ist.

11. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Außenumfang der Ringplatte (36) nahezu dem Innenumfang (38) eines die Ankerplatte (25) umschließenden Ankerraumes (20) entspricht.

12. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ringplatte (36) mit gegen die Ankerplatte (25) axial vorspringenden Höckern (37) ausgebildet ist.

13. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Höcker (37) dem radial inneren Bereich der Ringplatte (36) zugeordnet sind.

14. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Höcker (37) mit Abstand zueinander angeordnet sind.

15. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Höcker (37) auf gleichem Radius liegen.

16. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Massekörperfeder (39) als spiralförmig gewickelte

Schraubenfeder ausgebildet ist.

17. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Windungen der Schraubenfeder (39) bei zusammengedrückter Feder spiralförmig in einer Ebene liegen.

18. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Massekörperfeder als Membranfeder ausgebildet ist.

19. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Massekörper aus zwei Teilkörpern (45, 46; 56, 57) aufgebaut ist.

20. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Teilkörper (45, 46; 56, 57) des Massenkörpers hintereinander liegend angeordnet sind und daß von den Teilkörpern der der Ankerplatte (25) benachbarte, erste Teilkörper (45; 56) an der Ankerplatte (25) anliegend vorgesehen ist.

21. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der zweite Teilkörper (46; 57) federnd gegenüber dem ersten Teilkörper abgestützt ist.

22. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Teilkörper (45, 46) gegeneinander über eine Membranfeder (47) abgestützt sind.

23. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis

22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der zweite Teilkörper (46) des Massekörpers in Richtung auf die Ankerplatte (25) über eine spiralförmig gewickelte

Schraubenfeder (48) abgestützt ist.

24. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Dämpfer durch einen Schichtkörper (50, 56) gebildet ist.

25. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schichtkörper (50, 56) einen Massekörper bildet.

26. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Massekörper als Schichtkörper (56) aus mehreren, insbesondere flach gewölbten Ringscheiben (58, 59) mit gleicher Wölbungsrichtung aufgebaut ist.

27. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 26, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß aufeinanderfolgende Ringscheiben (58, 59! unterschiedlich gewölbt ausgebildet sind.

28. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 27, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß aufeinanderfolgende Ringscheiben (58, 59; abwechselnd stärker und schwächer gewölbt sind.

29. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schichtkörper und/oder Massekörper aus mehreren, flach gebogenen, gleiche Krümmungsrichtung aufweisenden

Blechstreifen aufgebaut ist.

30. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 29, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß aufeinanderfolgende Blechstreifen unterschiedlich stark gekrümmt sind.

31. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 30, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß aufeinanderfolgende Blechstreifen abwechselnd stärker und schwächer gekrümmt sind.

32. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 31, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Massekörper als in sich federnder Schichtkörper

(50, 56) aufgebaut ist.

33. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Massekörper (50) als Blattfederpaket ausgebildet ist, das in den Endbereichen und im Mittelbereich jeweils beaufschlagbar ist.

34. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 33, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abstützung des Blattfederpaketes einerseits im mittleren Bereich gegenüber der Ankerplatte (25) und in Gegenrichtung in den Endbereichen erfolgt.

35. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 33 oder 34, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Blätter des Blattfederpaketes im wesentlichen flächig aufeinanderliegen.

36. Betätigungsvorrichtung, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der den Magnetanker (23) aufnehmende Ankerraum (20) flüssigkeitsgefüllt ist.

37. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 36, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ankerbolzen (24) in dem über das Absperrventil laufenden, dem Rücklauf (18) zugehörigen Leitungsweg liegt.

38. Betätigungsvorrichtung, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Dämpfer zumindest teilweise als hydraulischer

Dämpfer ausgebildet ist.

39. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 38, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der hydraulische Dämpfer als Massekörper ausgebildet ist.

40. Betätigungsvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 38 oder 39, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Massekörper (35) als Ringkörper ein Kolbenelement bildet, das in einem hydraulisch weitgehend geschlossenen Ringraum axial beweglich ist.

41. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 39 oder 40, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Innendurchmesser des ringförmigen Massekörpers (35) ein den Ringraum abgrenzendes, axial feststehendes Rohr (60) zugeordnet ist.

42. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 41, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das den Ringraum radial nach innen begrenzende Rohr (60) über einen radial nach außen ragenden Kragen (61) axial fixierbar ist.

43. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 36 bis 42, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Dämpfer (55) zumindest teilweise als Federpaket ausgebildet ist, dessen Federn (58, 59) abwechselnd radial innen und radial außen aufeinander abgestützt sind und radial offene Quetschspalte bilden.

44. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 43, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Federn (58, 59) unterschiedlich stark gekrümmt sind.

45. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 44, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Federn (58, 59) unterschiedlicher Krümmung aufeinanderfolgend angeordnet sind.

46. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Dämpfer (65) zumindest teilweise aus in sich dämpfenden Material ausgebildet ist.

47. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 46, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Dämpfer durch zumindest einen die Ankerplatte (25) abstützenden elastischen Stützkörper (66) gebildet ist.

48. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 47, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stützkörper (66) durch ein rohrartiges Element gebildet ist.

49. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 47 oder 48, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stützkörper (66) als die Ankerplatte abstützende Ankerfeder eingesetzt ist.

50. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 46 bis 49, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stützkörper (66) zusätzlich zur Ankerfeder vorgesehen ist.

51. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 50, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stützkörper (66) die Ankerfeder (26) umschließend angeordnet ist.

52. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Vorspannkraft der Massekörperfeder (39) mindestens in der Größenordnung der Trägheitskraft des Massekörpers (35) liegt.

53. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 52, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Vorspannkraft der Massekörperfeder (39) , die Federkonstante der Massekörperfeder (39) und die Dämpfung in Kombination dahingehend bestimmt sind, daß der Massekörper (35) nach erfolgtem Stoß vor der nächstfolgenden Magnetbetätigung seine Ausgangslage einnimmt