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Die
Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Vom
Markt her bekannt ist eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, mit
der der Kraftstoff direkt in einen ihr zugeordneten Brennraum einer
Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann. Hierzu ist in einem
Gehäuse
ein Ventilelement angeordnet, welches im Bereich einer Kraftstoff-Austrittsöffnung eine insgesamt
in Öffnungsrichtung
des Ventilelements wirkende Druckfläche aufweist. Am entgegengesetzten
Ende des Ventilelements ist eine in Schließrichtung wirkende Steuerfläche vorhanden,
welche einen Steuerraum begrenzt. Die in Schließrichtung wirkende Steuerfläche ist
insgesamt größer als
die bei geöffnetem
Ventilelement in Öffnungsrichtung
wirkende Druckfläche.
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Bei
geschlossener Kraftstoff-Einspritzvorrichtung liegt an einem Bereich
der in Öffnungsrichtung
wirkenden Druckfläche
und an der in Schließrichtung
wirkenden Steuerfläche
ein hoher Kraftstoffdruck an, wie er beispielsweise von einer Kraftstoff-Sammelleitung (Rail)
bereitgestellt wird. Zum Öffnen
des Ventilelements wird der an der Steuerfläche anliegende Druck abgesenkt,
bis die in Öffnungsrichtung
wirkende hydraulische Kraftresultierende an der Druckfläche die
in Schließrichtung
wirkende Kraft übersteigt.
Hierdurch wird ein Öffnen
des Ventilelements bewirkt.
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Voraussetzung
für die
Funktionsweise dieser Kraftstoff-Einspritzvorrichtung ist eine Abdichtung zwischen
jenem Bereich, in dem die vergleichsweise kleine in Öffnungsrichtung
wirkende Druckfläche
vorhanden ist, und jenem Bereich des Ventilelements, in dem die
vergleichsweise große
in Schließrichtung wirkende
Steuerfläche
vorhanden ist. Leckagefluid wird bei der bekannten Kraftstoff-Einspritzvorrichtung aus
dem Bereich der Abdichtung über
eine Leckageleitung abgeführt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung
der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie möglichst einfach
und preiswert baut und bei einem sehr hohen Betriebsdruck eingesetzt
werden kann. Außerdem soll
die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung
auch bei Vorliegen von Fertigungstoleranzen sicher funktionieren.
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Offenbarung
der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird durch eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
Weitere für
die Erfindung wesentliche Merkmale sind in der nachfolgenden Beschreibung
und in den Figuren angegeben, wobei diese Merkmale auch in ganz
unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wesentlich
sein können,
ohne dass hierauf jeweils explizit hingewiesen wird.
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Vorteile der Erfindung
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Bei
der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung
wird durch die hydraulische Kopplung zweier separater Teile des
Ventilelements die Freiheit bei der Auslegung der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung
erheblich erhöht,
denn es können
die jeweiligen Teile des Ventilelements jeweils an den Ort innerhalb
der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung optimal angepasst werden. Beispielsweise
können
die elastischen Eigenschaften des Ventilelements durch eine entsprechende
Wahl des verwendeten Materials und der Dimensionen optimal an den
vorgesehenen Einsatzbereich angepasst werden. Darüber hinaus
wird die Herstellung des Ventilelements insgesamt wesentlich vereinfacht,
da auch Teile mit konstantem Durchmesser verwendet werden. Dies
gestattet einen Aufbau der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung mit einfachen
Teilen, was zum einen die Fertigung erleichtert und zum anderen
eine kleine Bauweise ermöglicht.
Zur Realisierung der vorliegenden Erfindung können darüber hinaus zahlreiche Komponenten
bisheriger Vorrichtungen weiter verwendet werden.
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Ein
weiterer Vorteil des hydraulischen Kopplers ist der Ausgleich von
Toleranzen, was die Fertigung und die Montage vereinfacht. Die Kopplung zweier
Teile des Ventilelements mittels eines hydraulischen Kopplers gestattet
darüber
hinaus die Realisierung einer gewissen Bewegungsdämpfung.
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Durch
die erfindungsgemäß vorgesehene Hülse kann
der hydraulische Koppler einfach realisiert werden, gehäuseseitig
notwendige Arbeiten werden vereinfacht. Durch das erfindungsgemäß vorgesehene
vom Gehäuse
separate Führungselement
wird darüber
hinaus ein Schiefstandsfehler der Hülse bezüglich einer mit dieser zusammenarbeitenden
gehäuseseitigen
Dichtfläche
minimiert. Dies kommt besonders dann zum Tragen, wenn das erste Teil
des Ventilelements besonders lang ist, und wenn die Hülse auf
dem ersten Teil des Ventilelements besonders eng geführt ist.
Undichtigkeiten am Koppelraum werden hindurch minimiert oder sogar
gänzlich verhindert.
Ein aufwändiger
und kostenträchtiger
Einmessprozess kann daher entfallen. Eine verschleißbedingte Änderung
der Funktionseigenschaften der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung wird
verringert. Durch die Führung
mittels des Führungselements
werden Fertigungstoleranzen ausgeglichen, was eine sichere Injektorfunktion
gewährleistet.
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Konstruktiv
besonders einfach ist die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, wenn
sich die Hülse
an dem Führungselement
abstützt.
In diesem Fall kann eine Dichtfläche
am Führungselement,
an der sich die Hülse
abstützt,
exakt im rechten Winkel zur Führungsachse
des Führungselements
ausgebildet werden, so dass ein Schiefstand der auf dem ersten Teil geführten Hülse gegenüber der
Dichtfläche
am Führungselement
besonders deutlich minimiert wird.
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In
Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass mindestens in einem
Teil eines Führungsbereichs
des Führungselements
oder einem komplementären
Bereich des ersten Teils des Ventilelements ein von einer Seite
zur anderen Seite des Führungselements
führender
Fluiddurchlass vorhanden ist. Damit erfolgt eine eindeutige Funktionstrennung insoweit,
als der Führungsbereich
des Führungselements
eine reine Führungsfunktion
und die Hülse eine
reine Dichtfunktion aufweisen. Eine solche Trennung der Funktionen
gestattet jeweils eine optimale Auslegung. In konkreter Weiterbildung
hierzu kann der Fluiddurchlass durch ein Führungsspiel zwischen dem Führungselement
und dem ersten Teil des Ventilelements gebildet werden. Dies ist
fertigungstechnisch besonders einfach realisierbar.
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Ferner
wird bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung
vorgeschlagen, dass das Führungselement einen
Hubanschlag für
das zweite Teil des Ventilelements umfasst. Dies ist vor allem bei
solchen Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen
von Vorteil, mit denen vergleichsweise große Kraftstoffmengen eingespritzt werden
sollen, beispielsweise bei Nutzkraftfahrzeugen. Bei einer solchen
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung konnte es aufgrund von deren mehrteiliger
Bauart durch Fertigungstoleranzen in den Längenmaßen zu starken Hubtoleranzen
kommen. Bisher wurden diese durch das Einmessen eines Einstellelements
reduziert. Dabei musste vor der Montage der Einzelteile der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung
jedes relevante Einbaumaß mit
Einfluss auf die Hubtoleranz vermessen werden. Aus diesen Messwerten
konnte über eine
Auswahlgruppe an Einstellelementen der korrekte Hubwert eingestellt
werden.
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Mit
dem nun in das Führungselement
integrierten Hubanschlag für
das zweite Teil des Ventilelements kann eine solche Vorgehensweise
vermieden werden, was die Montage vereinfacht. Ist jedoch aufgrund
sonstiger Erfordernisse eine Einstellbarkeit des Hubes des zweiten
Teils des Ventilelements notwendig, kann dies weiterhin durch die
Anordnung eines Hubeinstellelements zwischen dem zweiten Teil des
Ventilelements und dem Hubanschlag im bzw. am Führungselement erfolgen.
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Die
Herstellung der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung wird nochmals vereinfacht,
wenn das Führungselement
eine Durchgangsöffnung,
vorzugsweise mit einer Strömungsdrossel
umfasst, die einen Druckraum im Bereich des Ventilsitzes mit einem Hochdruckraum
verbindet.
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Um
eine optimale Abdichtung des Koppelraums sowie des Hochdruckraums
oder eines Fluidkanals zu gewährleisten,
kann das Führungselement zwischen
zwei Gehäusekörpern der
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung verklemmt sein, wobei seine Kontaktflächen mit
den Gehäusekörpern so
gestaltet sind, dass deren Flächenschwerpunkt
wenigstens in etwa auf einer Mittelachse eines Führungsbereichs des Führungselements
liegt.
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Vorgeschlagen
wird ferner, dass die Hülse von
einer Feder beaufschlagt wird, die sich an einer Schulter abstützt, die
am ersten Teil des Ventilelements ausgebildet ist. Dies gestattet
die Realisierung einer vormontierbaren Einheit, die mindestens das erste
Teil des Ventilelements, die Hülse
und die Feder und gegebenenfalls das Führungselement umfasst. Neben
der Zeitersparnis bei der Endmontage der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung
werden hierdurch auch Schäden
an der hochpräzisen
Führung
zwischen Hülse
und erstem Teil des Ventilelements bei der Endmontage vermieden.
Außerdem
entfällt
die sonst erforderliche verliersichere Zwischenlagerung der Hülse während des
Montage- und Einmessprozesses der Feder. Die durch eine solche Zwischenlagerung
bestehende Gefahr einer Verschmutzung oder eine Beschädigung oder
gar eines Verlierens der Hülse
wird eliminiert. Darüber
hinaus wird das Gehäuse
und somit dessen Herstellung vereinfacht, da nun eine glatte Durchgangsbohrung
ohne Stufung für
die Aufnahme des Ventilelements im Gehäuse vorgesehen werden kann.
Damit verbessert sich auch die Hochdruckfestigkeit der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung,
und deren größeres Speichervolumen (Raum
zwischen Ventilelement und Durchgangsbohrung im Gehäuse) führt zu einer
Reduzierung von Druckschwingungen.
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Eine
Alternative hierzu besteht darin, dass die Hülse von einer ersten Feder
beaufschlagt wird, die sich an einer Schulter abstützt, die
auf der einen Seite eines Ringelements ausgebildet ist, welches auf
der anderen Seite von einer zweiten Feder beaufschlagt wird, die
sich wenigstens mittelbar am Gehäuse
abstützt,
und welches über
ein Koppelelement mit dem Ventilelement in dessen Schließrichtung
gekoppelt ist.
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Das
Führungselement
kann einen Zentrierabschnitt, vorzugsweise einen Zentrierbund, aufweisen,
welcher das Führungselement
gegenüber
einem Gehäusekörper zentriert.
Mindestens mittelbar werden hierdurch auch das Ventilelement und
weitere, vom Koppler fernliegende Bereiche des Gehäuses zueinander
zentriert.
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Zeichnungen
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Nachfolgend
werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung näher
erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung;
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2 eine
schematisierte und teilweise geschnittene Darstellung einer ersten
Ausführungsform der
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von 1;
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3 eine
detailliertere Darstellung eines Bereichs der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung
von 2;
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4 eine
Draufsicht auf ein Führungselement
der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von 3;
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5 einen
Schnitt längs
der Linie V-V von 4;
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6 eine
Darstellung ähnlich 2 eines Bereichs
einer zweiten Ausführungsform
einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung;
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7 eine
Darstellung ähnlich 2 eines Bereichs
einer dritten Ausführungsform
einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung;
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8 eine
Darstellung ähnlich 2 einer vierten
Ausführungsform;
und
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9 eine
Darstellung ähnlich 2 einer fünften Ausführungsform.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In 1 trägt eine
Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie
dient vorliegend zum Antrieb eines nicht gezeigten Kraftfahrzeugs. Eine
Hochdruckfördereinrichtung 12 fördert Kraftstoff aus
einem Kraftstoff-Vorratsbehälter 14 in
einen Kraftstoff-Druckspeicher 16 ("Rail").
In diesem ist der Kraftstoff – beispielsweise
Diesel oder Benzin – unter sehr
hohem Druck gespeichert. An das Rail 16 sind mittels jeweils
eines Hochdruckanschlusses 17 mehrere Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 18 angeschlossen,
die den Kraftstoff direkt in ihnen zugeordnete Brennräume 20 einspritzen.
Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 18 weisen jeweils
auch einen Niederdruckanschluss 21 auf, über den
sie mit einem Niederdruckbereich, vorliegenden mit dem Kraftstoff-Vorratsbehälter 14,
verbunden sind.
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Die
Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 18 können in einer ersten Ausführungsform
entsprechend den 2 und 3 ausgebildet
sein: Die dort gezeigte Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 18 umfasst
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ein Gehäuse 22 mit
einem Düsenkörper 24,
einem Hauptkörper 26 und
einem Endkörper 28.
Möglich
ist auch eine einstückige
Ausführung
von Hauptkörper 26 und
Endkörper 28.
Im Gehäuse 22 ist
in dessen Längsrichtung
eine stufenförmige
Ausnehmung 30 vorhanden, in der ein nadelartiges Ventilelement 32 aufgenommen
ist. Dieses ist zweiteilig: es besteht aus einem Steuerkolben 34 und
einer Düsennadel 36.
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Die
Düsennadel 36 weist
Druckflächen 38 auf,
die einen Druckraum 40 begrenzen und deren hydraulische
Kraftresultierende in Öffnungsrichtung der
Düsennadel 36 zeigt.
An ihrem in 2 unteren Ende arbeitet die
Düsennadel 36 auf
in 2 nicht näher
dargestellte Art und Weise mit einem gehäuseseitigen Ventilsitz (ohne
Bezugszeichen) zusammen. Auf diese Weise können Kraftstoff-Austrittsöffnungen 42 vom
Druckraum 40 getrennt oder mit diesem verbunden werden.
Die Düsennadel 36 weist
einen Abschnitt 44 mit kleinerem und einen Abschnitt 46 mit größerem Durchmesser
auf. Mit dem Abschnitt 46 ist die Düsennadel 36 im Düsenkörper 24 längsverschieblich
geführt.
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Der
Steuerkolben 34 ist im Hauptkörper 26 aufgenommen.
Ein in 2 oberer Endbereich 48 des Steuerkolbens 34 ist
als Führung
ausgearbeitet, der in einem hülsenartigen
Fortsatz des Endkörpers 28 aufgenommen
und geführt
ist. Eine Feder 50 stützt
sich an einer durch einen Ringbund 52 gebildeten Schulter
am Steuerkolben 34 ab und beaufschlagt den Steuerkolben 34 in
Schließrichtung.
Die in 2 obere axiale Endfläche des Steuerkolbens 34 bildet
eine in Schließrichtung
des Ventilelements 32 wirkende hydraulische Steuerfläche 54.
Sie begrenzt zusammen mit dem Endkörper 28 einen Steuerraum 56.
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Der
Steuerraum 56 ist über
eine Zulaufdrossel 58, die in dem hülsenartigen Fortsatz des Endkörpers 28 vorhanden
ist, mit einem vorliegend zwischen dem hülsenartigen Fortsatz des Endkörpers 28 und
dem Hauptkörper 26 vorhandenen
Ringraum 60 verbunden, der wiederum mit dem Hochdruckanschluss 17 verbunden
ist. Im Hauptkörper 26 wird
der Ringraum 60 durch die in diesen eingearbeiteten Ausnehmungen 30 gebildet.
Der Steuerraum 56 ist darüber hinaus durch eine Ablaufdrossel 64,
die im Endkörper 28 vorhanden
ist, mit einem 2/2-Schaltventil 66 verbunden. Je nach Schaltstellung
verbindet oder sperrt dieses die Ablaufdrossel 64 zu dem Niederdruckanschluss 21 hin.
Der Ringraum 60 ist ferner über mindestens einen Kanal 68 mit
dem Druckraum 40 verbunden.
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Zwischen
dem Düsenkörper 24 und
dem Hauptkörper 26 ist
ein Führungselement 70 verklemmt.
Dessen genauer Aufbau geht aus den 4 und 5 hervor:
Danach umfasst das Führungselement 70 eine
Basisplatte 72 und einen an diese angeformten zylindrischen
Fortsatz 74, der einen Führungsbund bildet, welcher
eine Zentrierfunktion hat. Konzentrisch zu dem Fortsatz 74 ist
im Führungselement 70 eine
einen Führungsbereich
bildende Führungsbohrung 76 vorhanden,
die in der in den 2 und 3 dargestellten
Einbaulage mit einer Führung
am in den 2 und 3 unteren
Endbereich 77 des Steuerkolbens 34 zusammenwirkt.
Die Ober- und Unterseiten
der Basisplatte 72 sind als Hochdruckdichtflächen 78 ausgebildet,
durch die in Einbaulage eine sichere Abdichtung des Gehäuses 22, insbesondere
des Ringraums 60 und der innerhalb des Führungselements 70 liegenden
Räume,
gegenüber
der Umgebung der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 18 gewährleistet
ist. Zur Darstellung einer guten Dichtwirkung gehört auch
die Lage des Flächenschwerpunkts
zur Mittelachse. Dies wird durch eine entsprechende Gestaltung der
Außenkontur
der Basisplatte 72 erreicht, und zwar so, dass der Flächenschwerpunkt
wenigstens in etwa auf einer Mittelachse (nicht dargestellt) der
Führungsbohrung 76 liegt.
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In
die Unterseite der Basisplatte 72 ist ein Bohrungsansatz 80 eingearbeitet,
der konzentrisch zur Führungsbohrung 76 ist
und einen größeren Durchmesser
als diese aufweist. Der Durchmesser des Bohrungsansatzes 80 ist
auch größer als
der Durchmesser des Abschnitts 46 der Düsennadel 36. Auf diese
Weise bildet der Bohrungsansatz 80 auf noch darzustellende
Art und Weise einen Hubanschlag für die Düsennadel 36. In die
Basisplatte 72 des Führungselements 70 ist
ferner eine exzentrische Durchgangsöffnung oder -bohrung 82 eingebracht,
die in Einbaulage Teil des Kanals 68 ist. In einigen Fällen der
Applikation der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 18 an die
Brennkraftmaschine 10 muss die Durchgangsöffnung 82 eine
Strömungsdrossel umfassen,
wie in 2 angedeutet.
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Eine
eine Dichtfläche
darstellende Stirnseite 85 des Fortsatzes 74 ist
sehr exakt rechtwinklig zur Achse der Führungsbohrung 76 gearbeitet.
In der in 2 und 3 dargestellten
Einbaulage stützt
sich an ihr über
eine Dichtkante 86 eine Hülse 88 ab, die mit
geringem Spiel auf dem Steuerkolben 34 geführt ist.
Sie wird von einer Feder 90 gegen das Führungselement 70 beaufschlagt,
die sich wiederum an dem Hauptkörper 26 abstützt. Die
Hülse 88 gehört zu einem
hydraulischen Koppler 92, durch den das erste Teil des
Ventilelements 32, nämlich
der Steuerkolben 34, mit dem zweiten Teil des Ventilelements 32,
nämlich
der Düsennadel 36,
gekoppelt ist. Der hydraulische Koppler 92 umfasst hierzu
einen hydraulischen Koppelraum 94 mit Teilräumen 94a und 94b,
der zwischen der Hülse 88,
dem Führungselement 70,
dem in den 2 und 3 unteren
Endbereich des Steuerkolbens 34 und dem in den 2 und 3 oberen
Endbereich der Düsennadel 36 gebildet
ist. Das durch das Führungsspiel
zwischen der Führungsbohrung 76 und
der Führung 77 am
Steuerkolben 34 gebildete Volumen ist so dimensioniert,
dass die Teilräume 94a und 94b des
Koppelraums 94 ohne hydraulische Beeinflussung ein zusammenhängendes
Steuervolumen bilden. Besagtes Volumen bildet also einen Fluiddurchlass
von einer Seite zur anderen des Führungselements 70.
Alternativ oder zusätzlich
könnte
der Fluiddurchlass auch mindestens eine Nut in der Führungsbohrung 76 und/oder
mindestens eine Abflachung am Steuerkolben 34 umfassen.
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Die
in den 2 und 3 dargestellte Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 18 arbeitet
folgendermaßen:
Im Ausgangszustand, bei stromlosem Schaltventil 66, ist
der Steuerraum 56 vom Niederdruckanschluss 21 getrennt
und über
die Zulaufdrossel 58 mit dem Hochdruckanschluss 17 und
somit mit dem Rail 16 verbunden. Im Steuerraum 56 liegt
somit der gleiche Druck an wie im Ringraum 60. Dieser herrscht über den
Kanal 68 auch im Druckraum 40. Aufgrund gewisser
nicht vermeidbarer Leckagen durch die Führung der Düsennadel 36 im Düsenkörper 24 und
der Hülse 88 auf
dem Steuerkolben 34 liegt auch im Koppelraum 94 dieser
Druck an. Insgesamt ergibt sich in dieser Konstellation eine in Schließrichtung
des Ventilelements 32 wirkende Kraft, welche das Ventilelement 32 gegen
den Ventilsitz im Bereich der Kraftstoff-Austrittsöffnungen 42 drückt und
die durch die Druckfeder 50 auf den Steuerkolben 34 ausgeübt wird.
Kraftstoff kann somit durch die Kraftstoff-Austrittsöffnungen 42 nicht
austreten.
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Wird
nun das Schaltventil 66 bestromt, wird die Ablaufdrossel 64 mit
dem Niederdruckanschluss 21 verbunden. Hierdurch sinkt
der Druck im Steuerraum 56 ab. In der Summe ergibt sich
nun eine in Öffnungsrichtung
des Steuerkolbens 34 wirkende Kraft. Dieser beginnt nun,
sich entgegen der Kraft der Feder 50 in den 2 und 3 nach
oben zu bewegen. Damit sinkt durch die Volumenvergrößerung der Druck
im Koppelraum 94. Durch die sich nun einstellende Druck-
beziehungsweise Kraftdifferenz zwischen einer den Koppelraum 94 begrenzenden
Endfläche 96 der
Düsennadel 36 und
den Druckflächen 38 bewegt
sich auch die Düsennadel 36 in
den 2 und 3 nach oben, sie hebt also von
ihrem Ventilsitz im Bereich der Kraftstoff-Austrittsöffnungen 42 ab.
Somit kann Kraftstoff vom Rail 16 über den Hochdruckanschluss 17,
den Ringraum 60, den Kanal 68, den Druckraum 40 und über die
Kraftstoff-Austrittsöffnungen 42 in
den Brennraum 20 eingespritzt werden.
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Durch
das Führungselement 70 wird
das Ventilelement 32 beziehungsweise der Steuerkolben 34 gegenüber der
Dichtfläche 86 in
Position gehalten. Dadurch wird ein Schiefstand der Hülse 88 gegenüber der
Dichtfläche 85 verhindert.
Ein solcher Schiefstand würde
zu Undichtigkeiten zwischen Ringraum 60 und Koppelraum 94 und
somit zu Fehlfunktionen der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 18 führen. Der
Hub der Düsennadel 36 wird
durch den Hubanschlag 80 begrenzt. Der Hub der Düsennadel 36 kann,
wie in den 2 bis 5 dargestellt
ist, über die
Bearbeitung des Bohrungsansatzes 80 oder aber durch eine
Absatzbearbeitung an der Endfläche 96 der
Düsennadel 36 realisiert
werden. In diesem Fall bildet die Dichtfläche 78 gleichzeitig
den Hubanschlag für
die Endfläche 96 der
Düsennadel 36 (siehe 6).
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Der
Steuerkolben 34 wird seine Hubbewegung weiterführen. Daher
muss der Freihub des Steuerkolbens 34 immer größer sein
als der maximale Hub der Düsennadel 36.
Aufgrund des engen Führungsspiels
zwischen Hülse 88 und
Steuerkolben 34 und der daraus resultierenden geringen
Leckage in den Koppelraum 94 wird der Steuerkolben 34 in
seiner Hubbewegung jedoch so stark abgebremst, dass er nur eine
geringe zusätzliche
Bewegung ausführen kann.
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In
einem in 7 dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel
ist zwischen der Endfläche 96 und
dem Hubanschlag 80 ein Hubeinstellelement 97 angeordnet,
durch welches zusätzlich
eine Einstellung eines gewünschten
Hubes der Düsennadel 36 möglich ist.
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Zur
Beendigung einer Einspritzung wird das Schaltventil 66 wieder
in seine geschlossene Stellung gebracht, in welcher die Verbindung
des Steuerraums 56 mit dem Niederdruckanschluss 21 gesperrt ist. Über die
Zulaufdrossel 58 steigt der Druck im Steuerraum 56 kontinuierlich
an. Hierdurch wird der Steuerkolben 34 wieder in Schließrichtung
bewegt, da der Druck im Koppelraum 94 zunächst geringer
ist als im Steuerraum 56. In der Folge steigt der Druck im
Koppelraum 94 wegen der Volumenverkleinerung wieder an,
was zu einer Schließbewegung
der Düsennadel 36 führt.
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In 8 ist
eine alternative Ausführungsform einer
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 18 gezeigt. Dabei gilt
nicht nur hier, sondern grundsätzlich,
dass solche Elemente und Bereiche, welche äquivalente Funktionen zu zuvor
beschriebenen Elementen und Bereichen aufweisen, die gleichen Bezugszeichen tragen
und nicht nochmals im Detail erläutert
sind. Der Einfachheit halber sind im Wesentlichen nur jene Bezugszeichen
eingetragen, welche zur Erläuterung der
Unterschiede zu einem vorhergehenden Ausführungsbeispiel erforderlich
sind.
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Im
Unterschied zu dem in den 2 und 3 dargestellten
Ausführungsbeispiel
stützt
sich die Feder 90, welche die den Koppelraum 94 umgebende
Hülse 88 gegen
das Führungselement 70 beaufschlagt,
nicht am Hauptkörper 26,
sondern am Ringbund 52 beziehungsweise der durch diesen
gebildeten Schulter ab. Beide Federn 90 und 50 greifen also
am selben Ringbund 52 des Steuerkolbens 34 an.
Bei der Auslegung der Feder 50 muss daher die in Öffnungsrichtung
wirkende Kraftkomponente der Feder 90 berücksichtigt
werden. Ein weiterer Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 2 und 3 liegt
im zweigeteilten Endkörper 28.
Dieser wurde so geteilt, dass die Ablaufdrossel 64 im verbliebenen
Endkörper 28 und
die Zulaufdrossel 58 in der nun separaten Hülse 99 liegt.
Die Feder 50 drückt dabei
die Hülse 99 über deren
Dichtfläche
oder Dichtkante (ohne Bezugszeichen) gegen den Endkörper 28 und
erzeugt so eine ausreichende Trennung des Ringraums 60 gegenüber dem
Steuerraum 56.
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Der
Vorteil der in 8 gezeigten Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 18 gegenüber jener
der 2 und 3 besteht darin, dass der Steuerkolben 34 mit
der Hülse 99,
der Feder 50, der Feder 90 und der Hülse 88 eine
vormontierte Einheit bilden kann, so dass bei der späteren Montage
aller Komponenten der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 18 die
Hülsen 99 und 88 nicht
mehr vom Steuerkolben 34 getrennt werden müssen. Außerdem kann
die Ausnehmung 30 im Hauptkörper 26 des Gehäuses 22 als glatte
Durchgangsbohrung ausgeführt
sein, was die Einrichtung eines vergleichsweise großen Ringraums 60 und
eines entsprechend großen
Speichervolumens für
den Kraftstoff ermöglicht.
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Eine ähnliche
Variante zeigt 9: Bei dieser ist anstelle eines
Ringbundes 52 im Steuerkolben 34 eine umlaufende
Nut 100 vorhanden, in die ein ringförmiges Koppelelement 102 eingelegt
ist, an dem sich wiederum, allerdings nur in Schließrichtung des
Ventilelements 32, ein Ringelement 104 abstützt. An
diesem greifen einerseits die Feder 90 und andererseits
die Feder 50 an. Auch hier kann der Steuerkolben 34 mit
der Hülse 99,
der Feder 50, der Hülse 88 und
der Feder 90 sowie dem Koppelelement 102 und dem
Ringelement 104 eine vormontierte Einheit bilden, die als
solche gelagert und bei der Endmontage in die Ausnehmung 30 im
Hauptkörper 26 des
Gehäuses 22 eingesetzt
werden kann.