DE10037388A1 - Ventilanordnung, insbesondere für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Verbrennungsmaschine - Google Patents

Abstract

Es wird eine insbesondere für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Verbrennungsmaschine geeignete Ventilanordnung vorgeschlagen, welche ein verstellbar angeordnetes Ventilelement, eine insbesondere piezoelektrische Stelleinheit zur Verstellung des Ventilelements sowie eine im Kraftübertragungsweg zwischen der Stelleinheit und dem Ventilelement angeordnete hydraulische Kraftübertragungskammer umfaßt. Zur Abzweigung mindestens eines der Kraftübertragungskammer zu deren Befüllung zuzuführenden Hydraulikfüllstroms von einem Hydraulikhauptstrom ist eine hydraulische Druckteileranordnung (50b, 52b) vorgesehen, welche ein in einem Kanalgehäuse (14b) ausgebildetes Kanalsystem (46b, 48b) mit einem den Hydraulikhauptstrom führenden Hauptkanal (46b und mindestens einem von dem Hauptkanal (46b) abgezweigten, den Hydraulikfüllstrom führenden Füllkanal (48b) aufweist. Die Druckteileranordnung 850b, 52b) bildet bei Betrachtung in Strömungsrichtung des Hydraulikhauptstroms beidseits der Abzweigungsstelle des Füllkanals (48b) von dem Hauptkanal (46b) je einen hydraulischen Drosselungsbereich (50b, 52b) für den Hydraulikhauptstrom. Dabei ist mindestens einer der Drosselungsbereiche (50b, 52b) als Drosselbohrung ausgeführt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, insbesondere für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Verbrennungsmaschi­ ne.

Es sind aus der Praxis Ventilanordnungen bekannt, bei denen im Kraftübertragungsweg zwischen einem Ventilelement und ei­ ner zu dessen Verstellung dienenden Stelleinheit eine hy­ draulische Kraftübertragungskammer angeordnet ist, welche einen kraftübertragungslosen Ausgleich zeitlich langsamer, beispielsweise wärmebedingter oder infolge von Setzeffekten auftretender Maß- oder Positionsveränderungen der einzelnen, in dem Kraftübertragungsweg angeordneten Komponenten der Ventilanordnung ermöglicht. Kraftübertragungsloser Ausgleich heißt, daß die Position des anzusteuernden Ventilelements der Ventilanordnung von solchen Wärme- oder Setzeffekten un­ berührt bleibt. Speziell bei piezoelektrischen Stelleinheiten dient die Kraftübertragungskammer regelmäßig zudem der Übersetzung des sich üblicherweise lediglich auf einige Zehn oder Hundert Mikrometer belaufenden Hubs der Stelleinheit.

Unvermeidliche Leckageeffekte erfordern eine ständig wieder­ kehrende Befüllung der Kraftübertragungskammer mit Hydrau­ likflüssigkeit, um den Druck in der Kraftübertragungskammer konstant zu halten.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung gibt nun eine Lösung an die Hand, die es er­ laubt, diesem Befüllungserfordernis mit einem vergleichswei­ se geringen Fertigungsaufwand nachzukommen. Hierzu sieht sie eine Ventilanordnung, insbesondere für ein Kraftstoffein­ spritzsystem einer Verbrennungsmaschine, vor, umfassend ein verstellbar angeordnetes Ventilelement, eine insbesondere piezoelektrische Stelleinheit zur Verstellung des Ventilele­ ments, eine im Kraftübertragungsweg zwischen der Stellein­ heit und dem Ventilelement angeordnete hydraulische Kraft­ übertragungskammer, und eine hydraulische Druckteileranord­ nung zur Abzweigung mindestens eines der Kraftübertragungs­ kammer zu deren Befüllung zuzuführenden Hydraulikfüllstroms von einem Hydraulikhauptstrom. Die Druckteileranordnung weist dabei ein in einem Kanalgehäuse ausgebildetes Kanalsy­ stem mit einem den Hydraulikhauptstrom führenden Hauptkanal und mindestens einem von dem Hauptkanal abgezweigten, den Hydraulikfüllstrom führenden Füllkanal auf, wobei die Druckteileranordnung - bei Betrachtung in Strömungsrichtung des Hydraulikhauptstroms - beidseits der Abzweigungsstelle des Füllkanals von dem Hauptkanal je einen hydraulischen Drosselungsbereich für den Hydraulikhauptstrom bildet. Min­ destens einer der Drosselungsbereiche ist hier als Drossel­ bohrung ausgeführt.

Drosselbohrungen sind auch bei hohen Genauigkeitsanforderun­ gen vergleichsweise einfach herzustellen. Die Ausgestaltung mindestens eines der Drosselungsbereiche als Drosselbohrung erlaubt eine gegenseitige Entkopplung der Drosselungsberei­ che, also eine voneinander unabhängige Einstellung des Dros­ selungsverhaltens jedes der Drosselungsbereiche, ohne daß eine Modifikation eines der Drosselungsbereiche unmittelbar auf das Drosselungsverhalten des jeweils anderen Drosse­ lungsbereichs rückwirken würde.

Wenn hier von einer Drosselbohrung die Rede ist, so wird darunter nicht nur eine im strengsten Sinne mittels eines mechanischen Bohrwerkzeugs hergestellte kreiszylindrische Bohrung verstanden. Vielmehr soll der Begriff Drosselbohrung in einem allgemeineren Sinn verstanden werden und auch ande­ re lochartige Drosseldurchgänge mit von einem Kreis abwei­ chender Querschnittsform umfassen, die zudem in anderer Wei­ se als durch mechanisches Bohren hergestellt sein können. Hierbei wird beispielsweise an Laserbohren gedacht, aber auch chemische oder elektrochemische Verfahren sind grund­ sätzlich vorstellbar. Des weiteren ist der Begriff Drossel hier so zu verstehen, daß er von rohrartigen Strömungswider­ ständen, bei denen die Durchströmlänge groß gegenüber dem mittleren Durchströmdurchmesser ist, sämtliche Strömungswi­ derstände bis hin zu blendenartigen Strömungswiderständen umfaßt, bei denen die Durchströmlänge klein gegenüber dem mittleren Durchströmdurchmesser ist.

Bevorzugt ist zumindest der stromabwärts der Abzweigungs­ stelle liegende Drosselungsbereich als Drosselbohrung ausge­ führt. Es kann dann auch der stromaufwärts der Abzweigungs­ stelle liegende Drosselungsbereich als Drosselbohrung ausge­ führt sein. Bei einer ersten Variante ist mindestens einer der Drosselungsbereiche von einer Drosselbohrung gebildet, welche in einem gesondert von dem Kanalgehäuse hergestell­ ten, fest an diesem gehaltenen Drosselkörper ausgebildet ist. Die Möglichkeit, den Drosselkörper fernab des Kanalge­ häuses zu bearbeiten, ermöglicht eine hochpräzise Herstel­ lung der Drosselbohrung. Zudem ergibt sich die Möglichkeit, im voraus einen Satz von Drosselkörpern mit hinsichtlich ih­ res Drosselungsverhaltens unterschiedlichen Drosselbohrungen bereitzustellen. Abhängig vom gewünschten Druck in der Kraftübertragungskammer oder/und von der gewünschten Durch­ flußrate des Hydraulikhauptstroms nach der Abzweigungsstelle kann dann ein geeigneter Drosselkörper aus diesem Satz aus­ gewählt werden. Falls sich nach Zusammenbau der Ventilanord­ nung heraustellt, daß der gewählte Drosselkörper dennoch nicht zu den gewünschten Ergebnissen führt, kann er ohne weiteres gegen einen anderen Drosselkörper aus dem Satz aus­ getauscht werden. Der Herstellungsaufwand für den Drossel­ körper läßt sich besonder gering halten, wenn er als flache Drosselscheibe mit zentrischer Drosselbohrung ausgebildet ist.

Der Drosselkörper kann in einen durchmessergrößeren Ab­ schnitt des Hauptkanals eingesetzt und an einer Übergangs­ stufe zu einem durchmesserkleineren Abschnitt des Hauptka­ nals abgestützt sein. Eine solche Übergangsstufe im Hauptkanal ist mit vergleichsweise geringem Aufwand herstellbar und erlaubt eine exakte Positionierung des Drosselkörpers. Der Drosselkörper kann mittels eines in den Hauptkanal ge­ schraubten Schraubkörpers an der Übergangsstufe fixiert sein, wobei der Schraubkörper einen im wesentlichen drosse­ lungsfreien Strömungsdurchgang für den Hydraulikhauptstrom bildet. Zur Bildung dieses Strömungsdurchgangs kann der Schraubkörper in einfacher Weise eine zentrale Durchgangs­ bohrung aufweisen.

Um zu verhindern, daß in dem Hydraulikhauptstrom mitgeführte Verunreinigungen die Drosselungsbereiche verstopfen, emp­ fiehlt es sich, vor dem stromaufwärts der Abzweigungsstelle liegenden Drosselungsbereich geeignete Maßnahmen zur Filte­ rung des Hydraulikhauptstroms zu treffen. Für den Fall eines den stromaufwärtigen Drosselungsbereich bildenden Drossel­ körpers kann hierzu im Hauptkanal zwischen dem Schraubkörper und dem Drosselkörper ein Filterungselement zur Filterung des Hydraulikhauptstroms gehalten sein. Wenngleich es grund­ sätzlich möglich ist, für das Filterungselement einen Sieb- oder Poröskörper zu verwenden, so wird bevorzugt ein für die Hydraulikflüssigkeit undurchlässiges Filterungselement ver­ wendet, welches zwischen seinem Außenumfangsmantel und der Kanalwand des Hauptkanals einen insbesondere ringförmigen Filterspalt begrenzt.

Gemäß einer zweiten Variante kann einer der Drosselungsbe­ reiche, insbesondere der stromabwärts der Abzweigungsstelle liegende Drosselungsbereich, von einer in das Material des Kanalgehäuses eingearbeiteten Drosselbohrung gebildet sein. Aus Gründen einer einfachen Herstellung der Drosselbohrung wird diese zweckmäßigerweise nahe der Außenseite eines Ge­ häusekörpers des Kanalgehäuses angeordnet sein. Zur Herstel­ lung der Drosselbohrung kann insbesondere auf ein Laserbohr­ verfahren zurückgegriffen werden.

Eine dritte Variante sieht vor, daß einer der Drosselungsbe­ reiche, insbesondere der stromabwärts der Abzweigungsstelle liegende Drosselungsbereich, als Drosselbohrung ausgeführt ist und daß zur Bildung des anderen Drosselungsbereichs, insbesondere des stromaufwärts der Abzweigungsstelle liegen­ den Drosselungsbereichs, ein Drosselstift in den Hauptkanal eingesetzt ist, welcher zwischen seinem Stiftmantel und der Kanalwand des Hauptkanals einen Drosselspalt begrenzt.

Hierbei ist folgendes zu beachten: Die Spaltbreite des Dros­ selspalts kann ohne weiteres in einem Bereich liegen, in dem fertigungsbedingte Formtoleranzen des Hauptkanals oder/und des Drosselstifts das Drosselungsverhalten des Drosselspalts stark beeinflussen können. Es ist deshalb eine hochpräzise Bearbeitung des Hauptkanals und des Drosselstifts erforder­ lich, um unerwünschte Toleranzen des Drosselspalts gering zu halten und die Breite des Drosselspalts exakt auf einen ge­ wünschten Wert einzustellen. Dabei kann es insbesondere not­ wendig sein, die Bearbeitung des Hauptkanals und die Bear­ beitung des Drosselstifts gegenseitig aufeinander abzustim­ men. Dieser vergleichsweise hohe Bearbeitungsaufwand läßt sich jedoch dadurch auf ein vertretbares Maß senken, daß nur einer der Drosselungsbereiche durch einen mit Führungsspiel in den Hauptkanal eingesetzten Drosselstift realisiert wird.

Der Drosselstift kann dann nämlich vergleichsweise kurz sein, und zwar insbesondere so kurz, daß es möglich wird, den Hauptkanal mit der geforderten Präzision zu schleifen. Während bei langen zu schleifenden Kanalabschnitten ein Schleifwerkzeug mit einem vergleichsweise langen Werkzeug­ schaft erforderlich ist, bei dem unvermeidbare Verwindungen des Werkzeugschafts unakzeptabel große Schleiftoleranzen verursachen können, kann für einen kurzen zu schleifenden Kanalabschnitt auf ein Schleifwerkzeug mit einem kurzen Werkzeugschaft zurückgegriffen werden, bei dem solche ver­ windungsbedingten Schleiftoleranzen nicht - oder zumindest nur in einem akzeptablen Umfang - zu befürchten sind.

Indem so eine hohe Fertigungsgenauigkeit des Kanalabschnitts gewährleistet werden kann, in den der Drosselstift einge­ setzt werden soll, entschärft sich das Problem der Spaltto­ leranzen des Drosselspalts erheblich. Eine auf etwaige Form­ toleranzen des Hauptkanals abgestimmte Bearbeitung des Dros­ selstifts ist dann nicht mehr erforderlich. Dies alles führt dazu, daß die Anzahl der Durchmesser- oder/und Längenklassen verringert werden kann, die für den Drosselstift bereitge­ halten werden müssen, damit der Konstrukteur bei der Montage der Ventilanordnung aus diesem Satz von Drosselstiften einen geeigneten Drosselstift auswählen kann, um einen gewünschten Druck in der Kraftübertragungskammer oder/und eine gewünsch­ te Durchflußrate des Hydraulikhauptstroms nach der Abzwei­ gungsstelle einstellen zu können.

Um bei einer innerhalb des Kanalgehäuses angeordneten Ab­ zweigungsstelle das präzise Schleifen des Hauptkanals zu er­ leichtern, weist der Hauptkanal im Bereich der Abzweigungsstelle vorzugsweise eine Querschnittserweiterung auf. Beim Schleifen des bezogen auf die Abzweigungsstelle stromaufwär­ tigen Teils des Hauptkanals kann das Schleifwerkzeug dann bis in den durch diese Querschnittserweiterung gebildeten Freiraum bewegt werden. Dies ermöglicht einen gleichmäßigen Materialabtrag aller zu schleifender Teile des Hauptkanals. Die Querschnittserweiterung kann beispielsweise durch elek­ trochemisches Abtragen (Elysieren) hergestellt werden.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Hauptkanal von einer Kraftstoffversorgungsleitung abge­ zweigt ist, welche der Kraftstoffzufuhr zu einer Einspritz­ düse der Verbrennungsmaschine dient. Es läßt sich so eine unmittelbare Abhängigkeit des Drucks in der Kraftübertra­ gungskammer vom Förderdruck des Kraftstoffs in der Kraft­ stoffversorgungsleitung erzielen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Patentansprü­ chen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.

Zeichnung

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung dargestellt, welche in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ven­ tilanordnung mit schematischer Darstellung der Drucktei­ leranordnung,

Fig. 2 eine erste Realisierungsvariante der Drucktei­ leranordnung,

Fig. 3 eine zweite Realisierungsvariante der Drucktei­ leranordnung und

Fig. 4 eine dritte Realisierungsvariante der Drucktei­ leranordnung.

Die in Fig. 1 gezeigte Ventilanordnung ist Teil eines Die­ sel-Speichereinspritzsystems, auch Common-Rail-Einspritz­ system genannt, für einen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor. Die Ventilanordnung ist hier in ein allgemein mit 10 be­ zeichnetes Injektormodul eingebaut, welches in an sich be­ kannter und deswegen nicht näher dargestellter Weise eine in einen Zylinderbrennraum des Verbrennungsmotors ragende Ein­ spritzdüse und eine die Einspritzdüse abhängig vom Druck in einer Düsensteuerkammer 12 öffnende und schließende Düsenna­ del aufweist. Das Injektormodul 10 weist ein mehrteiliges Injektorgehäuse 14 auf, in welchem ein aus einem Hochdruck­ verteiler bzw. Rail gespeister Kraftstoffversorgungskanal 16 ausgebildet ist, über welchen die Einspritzdüse mit Kraft­ stoff versorgt wird. Auch die Steuerkammer 12 wird über ei­ nen in dem Injektorgehäuse 14 ausgebildeten, stets offenen Zuführkanal (nicht dargestellt) mit Kraftstoff aus dem Kraftstoffversorgungskanal 16 gespeist. Herrscht in der Steuerkammer 12 ein hoher Druck, so verschließt die diesem Druck ausgesetzte Düsennadel die Einspritzdüse. Wird dagegen ein an die Steuerkammer 12 angeschlossener Entlastungsweg 18 geöffnet, so fließt Kraftstoff aus der Steuerkammer 12 ab. Der damit einhergehende Druckabfall in der Steuerkammer 12 bewirkt, daß die Düsennadel die Einspritzdüse freigibt und Kraftstoff in den Zylinderbrennraum eingespritzt wird. Die erfindungsgemäße Ventilanordnung dient dabei zum wahlweisen Freigeben oder Sperren des Entlastungswegs 18 und demzufolge zur Festlegung von Zeitpunkt und Dauer der Einspritzung.

Die Ventilanordnung umfaßt eine von einer nicht näher darge­ stellten elektronischen Steuereinheit des Einspritzsystem gesteuerte piezoelektrische Ventilstelleinheit 20, deren vorzugsweise aus einer Vielzahl übereinander gestapelter Piezomaterialschichten gebildeter Hubkörper einenends an ei­ ner Stützwand 22 des Injektorgehäuses 14 abgestützt ist und andernends auf einen in einem durchmessergrößeren Abschnitt einer Stufenbohrung 24 des Injektorgehäuses 14 verschiebbar geführten Stellkolben 26 wirkt. Die Hubbewegungen des Stell­ kolbens 26 werden über eine hydraulische Kraftübertragungs­ kammer 28 auf einen in einem durchmesserkleineren Abschnitt der Stufenbohrung 24 verschiebbar geführten Wirkkolben 30 übertragen, welcher fest mit einem hier als Sitzelement aus­ gebildeten Ventilelement 32 verbunden ist. Das Sitzelement 32 ist in einem Ventilraum 34 zwischen zwei gegenüberliegen­ den Ventilsitzen 36, 38 verstellbar und durch eine Ventilfe­ der 40 in Richtung zu dem Ventilsitz 36 hin vorgespannt. Der Entlastungsweg 18 verläuft über den Ventilraum 34; er weist einen im Bereich des Ventilsitzes 38 in den Ventilraum 34 mündenden, mit der Steuerkammer 12 verbundenen Ablauf kanal 42 auf, welcher in der Regel eine hier nicht näher darge­ stellte Ablaufdrossel enthält, sowie einen im Bereich des Ventilsitzes 36 aus dem Ventilraum 34 herausgeführten Rück­ laufkanal 44, in welchem der aus der Steuerkammer 12 abge­ laufene Kraftstoff zu einer Kraftstoffquelle zurückfließt, aus der eine Hochdruckpumpe den Kraftstoff in den Hochdruck­ verteiler pumpt.

Aufgrund des Durchmesserunterschieds zwischen dem Stellkol­ ben 26 und dem Wirkkolben 30 wirkt die Kraftübertragungskam­ mer 28 als Hubübersetzer, der die vergleichsweise kurzen Hü­ be der piezoelektrischen Stelleinheit 20 in vergleichsweise große Hübe des Sitzelements 32 übersetzt. Zudem ermöglicht die Kraftübertragungskammer 28 einen Ausgleich unterschied­ lichen Wärmeausdehnungsverhaltens innerhalb der Kraftüber­ tragungskette von der Stelleinheit 20 zum Sitzelement 32, wobei ein solches unterschiedliches Wärmeausdehnungsverhal­ ten beispielsweise durch einen Temperaturgradienten inner­ halb des Injektormoduls 10 oder durch unterschiedliche Wär­ meausdehnungskoeffizienten der einzelnen Komponenten des In­ jektormoduls 10 hervorgerufen werden kann. Auch etwaige Setzeffekte der in dem Injektormodul verwendeten Materialien und deren Verbindungen können in der Kraftübertragungskammer 28 ohne Positionsänderung des Sitzelements 32 ausgeglichen werden.

Die Kraftübertragungskammer 28 wird mit Kraftstoff aus dem Kraftstoffversorgungskanal 16 gefüllt. Hierzu ist im Injek­ torgehäuse 14 ein von dem Kraftstoffversorgungskanal 16 ab­ zweigender Zweigkanal 46 ausgebildet, welcher zu der Kraft­ stoffquelle zurückführt. Von dem Zweigkanal 46 ist seiner­ seits ein ebenfalls im Injektorgehäuse 14 ausgebildeter Füllkanal 48 abgezweigt, welcher in die Kraftübertragungs­ kammer 28 mündet. Bei Betrachtung in Strömungsrichtung längs des Zweigkanals 46 ist beidseits der Abzweigungsstelle des Füllkanals 48 je ein schematisch angedeuteter Drosselungsbe­ reich 50 bzw. 52 in dem Zweigkkanal 46 ausgebildet. Die bei­ den Drosselungsbereiche 50, 52 bilden eine Druckteileranord­ nung, mittels welcher sich durch Herunterteilung des im Kraftstoffversorgungskanal 16 herrschenden Drucks ein ge­ wünschter Druck in der Kraftübertragungskammer 28 einstellen läßt. Der stromabwärts der Abzweigungsstelle liegende Dros­ selungsbereich 52 dient dabei zur Einstellung der zur Kraft­ stoffquelle rücklaufenden Kraftstoffmenge, die eine von der Leistung der Kraftstoffpumpe abhängige Grenze nicht über­ schreiten sollte, um die Kraftstoffpumpe nicht überzubela­ sten. Zur Terminologie sei noch erwähnt, daß der Zweigkanal 46 im folgenden auch als Hauptkanal der Druckteileranordnung bezeichnet wird.

Es wird nun auf die Fig. 2 bis 4 verwiesen. Dort sind drei verschiedene Realisierungsvarianten für die Drosse­ lungsbereiche 50, 52 gezeigt. Gleiche oder gleich wirkende Komponenten sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet, jedoch ergänzt um einen von Figur zu Fi­ gur verschiedenen Kleinbuchstaben.

Bei allen drei Realisierungsvarianten der Fig. 2 bis 4 gilt, daß der Durchflußquerschnitt des stromabwärtigen Dros­ selungsbereichs 52 keinesfalls kleiner und vorzugsweise grö­ ßer bemessen ist als der Durchflußquerschnitt des stromauf­ wärtigen Drosselungsbereichs 50. Hierdurch kann erreicht werden, daß Änderungen des Durchflußquerschnitts des strom­ abwärtigen Drosselungsbereichs 52 weitestgehend rückwir­ kungslos auf den Druck in der Kraftübertragungskammer 28 bleiben und letzterer im wesentlichen alleine über den Durchflußquerschnitt des stromaufwärtigen Drosselbereichs 50 einstellbar ist.

Bei der Variante der Fig. 2 sind die Drosselungsbereiche 50a, 52a jeweils als Drosselbohrung ausgeführt, welche in einem gesondert von dem Injektorgehäuse 14 hergestellten, scheibenförmigen Drosselkörper 54a bzw. 56a zentrisch ausge­ bildet ist. Die beiden Drosselscheiben 54a, 56a sind in den Hauptkanal 46a eingesetzt und liegen jeweils an einer durch­ messerverengenden Ringstufe 58a bzw. 60a des Hauptkanals 46a an. Um der zuvor angegebenen Forderung nach unterschiedli­ chen Durchflußquerschnitten der Drosselbohrungen 50a, 52a zu genügen, kann die Drosselbohrung 50a in der Drosselscheibe 54a beispielsweise einen Durchmesser von etwa 0,06 mm besit­ zen, während die Drosselbohrung 52a in der Drosselscheibe 56a einen Durchmesser von etwa 0,1 mm haben kann.

Die stromabwärtige Drosselscheibe 56a ist mittels eines in ein Innengewinde 62a des Hauptkanals 46a geschraubten Schraubkörpers 64a im Hauptkanal 46a fixiert. Der Schraub­ körper 64a weist eine zentrale Durchgangsbohrung 66a auf, die in Deckung mit der Drosselbohrung 52a der Drosselscheibe 56a steht und den Durchgang des zur Kraftstoffquelle rück­ laufenden Kraftstoffs gestattet. Diese Durchgangsbohrung 66a des Schraubkörpers 64a ist so groß bemessen, daß sie - wenn überhaupt - keine ins Gewicht fallende Drosselwirkung ent­ faltet.

Mittels eines gleichartigen, in ein weiteres Innengewinde 68a des Hauptkanals 46a geschraubten Schraubkörpers 70a mit zentraler Durchgangsbohrung 72a ist auch die bezogen auf die Abzweigungsstelle des Füllkanals 48a stromaufwärtige Dros­ selscheibe 54a gegen die Ringstufe 58a festgeklemmt. Aller­ dings ist hier zwischen die Drosselscheibe 54a und den Schraubkörper 70a zusätzlich ein für den Kraftstoff undurch­ lässiger Filterungskörper 74a eingefügt, welcher zwischen seinem Außenumfangsmantel und der Kanalwand des Hauptkanals 46a einen insbesondere ringförmigen Filterspalt begrenzt. Die Spaltbreite dieses Filterspalts ist so bemessen, daß im Kraftstoff enthaltene Partikel, die die Drosselbohrung 50a der Drosselscheibe 54a verstopfen könnten, herausgefiltert werden. Bei dem zuvor beispielhaft angegebenen Durchmesser der Drosselbohrung 50a von etwa 0,06 mm wird eine Spaltbrei­ te von etwa 30 µm für den Filterspalt empfohlen. Es ist freilich darauf zu achten, daß der Filterspalt insgesamt ei­ nen Durchflußquerschnitt für den Kraftstoff bietet, der we­ sentlich größer als der Durchflußquerschnitt der Drosselboh­ rung 50a ist, so daß der Filterspalt keinen nennenswerten Beitrag zur stromaufwärtigen Drosselwirkung leistet.

Um für den Kraftstoff eine Verbindung zwischen der Durch­ gangsbohrung 72a des Schraubkörpers 70a und dem Filterspalt zu schaffen, weist der Schraubkörper 70a auf seiner dem Fil­ terungskörper 74a zugewandten Seite eine seine Durchgangs­ bohrung 72a schneidende, gestrichelt angedeutete Quernut 76a auf. Alternativ ist es denkbar, eine solche Quernut auf der dem Schraubkörper 70a zugewandten Seite des Filterungskör­ pers 74a vorzusehen. Eine im Filterungskörper 74a auf der Seite der Drosselscheibe 54a ausgebildete, ebenfalls gestri­ chelt angedeutete Quernut 78a schafft eine Verbindung zwi­ schen dem Filterspalt und der Drosselbohrung 50a.

Die Variante der Fig. 3 unterscheidet sich von der Variante der Fig. 2 durch die Ausgestaltung des stromabwärts der Ab­ zweigungsstelle des Füllkanals 48b liegenden Drosselungsbereichs 52b. Dieser ist in Fig. 3 zwar ebenfalls als Dros­ selbohrung ausgebildet, jedoch ist diese Drosselbohrung 52b unmittelbar in das Material des Injektorgehäuses 14b vor­ zugsweise durch Laserbohren eingearbeitet. Die Herstellung der Drosselbohrung 52b gestaltet sich vergleichsweise ein­ fach, wenn das Injektorgehäuse 14b aus mehreren gesonderten Gehäusekörpern zusammengesetzt ist und die Drosselbohrung 52b im Bereich der Außenseite eines dieser Gehäusekörper an­ geordnet ist.

Bei der Variante der Fig. 4 ist der stromabwärts der Ab­ zweigungsstelle des Füllkanals 48c liegende Drosselungsbe­ reich 52c wie in Fig. 3 als integral in das Material des Injektorgehäuses 14c eingearbeitete Drosselbohrung ausgebil­ det. Der stromaufwärtige Drosselungsbereich 50c ist im Un­ terschied zu den Fig. 2 und 3 jedoch von einem Dros­ selspalt gebildet, welcher zwischen dem Außenumfangsmantel eines in den Hauptkanal 46c eingeschobenen Drosselstifts 80c und der Kanalwand des Hauptkanals 46c gebildet ist. Über die Länge des Drosselstifts 80c und dessen Querschnittsgröße kann der Strömungswiderstand dieses Drosselspalts einge­ stellt werden. Der Drosselspalt selbst kann sich rings um den Drosselstift 80c herum erstrecken.

Es sind aber auch andere Querschnittsformen des Dros­ selspalts denkbar, beispielsweise sichelförmig oder krei­ ssegmentförmig. Um den Drosselstift 80c in Richtung seiner Stiftachse zu positionieren, kann sich der Drosselstift 80c im Bereich seines stromabwärtigen Stiftendes an einer Posi­ tionierstufe 82c des Hauptkanals 46c abstützen, wobei eine in dieses Stiftende eingearbeitete, gestrichelt angedeutete Quernut 84c den Durchgang des Kraftstoffs zu den stromab­ wärts des Drosselstifts 80c liegenden Bereichen des Hauptka­ nals 46c ermöglicht.

Im Bereich der Abzweigungsstelle des Füllkanals 48c weist der Hauptkanal 46c eine durch Elysieren hergestellte Freile­ gung 86c auf, welche einen querschnittsvergrößerten Ab­ schnitt des Hauptkanals 46c bildet. Mit dieser Freilegung 86c hat es folgende Bewandtnis: Zur präzisen Einstellung des Drosselspalts wird der stromaufwärts der Abzweigungsstelle des Füllkanals 48c liegende Bereich des Hauptkanals 46c ge­ schliffen. Das verwendete Schleifwerkzeug wird hierbei von unterhalb des in Fig. 4 gezeigten Gehäusekörpers des Injek­ torgehäuses 14c in den Hauptkanal 46c eingeführt. Weil die Drosselbohrung 52c es verhindert, das Schleifwerkzeug auf der oberen Seite dieses Gehäusekörpers wieder aus dem Haupt­ kanal 46c austreten zu lassen, muß das Schleifwerkzeug in­ nerhalb des Gehäusekörpers in seiner Vorschubbewegung ge­ stoppt und wieder zurückgefahren werden. Diese Bewegungsum­ kehr des Schleifwerkzeugs wird nun vorteilhafterweise inner­ halb der Freilegung 86c durchgeführt. Der stromaufwärts an die Freilegung 86c anschließende Bereich des Hauptkanals 46c erfährt so eine überall gleichmäßige Schleifbehandlung. Ein zusätzlicher Vorteil der Freilegung 86c ist, daß im Zuge der zu ihrer Herstellung angewandten elektrochemischen Bearbei­ tung des Materials des Injektorgehäuses 14c etwaige Grate entfernt werden, die nach Bohren des Hauptkanals 46c oder/­ und des Füllkanals 48c möglicherweise stehengeblieben sind.

Das Schleifen des Hauptkanals 46c ist aufgrund der ver­ gleichsweise geringen Länge des Drosselstifts 80c unter Einhaltung der geforderten Präzision ohne weiteres möglich. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß eine Länge des Drossel­ stifts 80c genügen kann, die etwa dem Dreifachen des Stift­ durchmessers entspricht. Bei einem Stiftdurchmesser von bei­ spielsweise etwa 2 mm ergibt sich dann eine Stiftlänge von etwa 6 mm. Der Schaft des zum Schleifen verwendeten Werk­ zeugs kann dementsprechend kurz sein. Verwindungen, die die Schleifgenauigkeit beeinträchtigen würden, sind bei derart kurzschäftigen Werkzeugen im wesentlichen nicht zu befürch­ ten. Der Drosselstift 80c selbst kann beispielsweise durch sogenanntes Spitzenlos-Durchgangsschleifen auf die geforder­ te Präzision gebracht werden.

Die Erfindung kann selbstverständlich nicht nur bei Common- Rail-Dieselinjektoren eingesetzt werden, sondern generell dort, wo eine Druckteilerfunktion zur Einstellung des Drucks in einer Hydraulikkammer gewünscht ist, welche im Kraftüber­ tragungsweg zwischen einer Ventilstelleinheit und einem zu betätigenden Ventilelement angeordnet ist. Deshalb ist es ebenfalls klar, daß die Erfindung keineswegs auf eine dop­ peltschaltende Ventilanordnung mit zwei Ventilsitzen be­ schränkt ist, wie sie vorstehend beschrieben ist. Einfach­ schaltende Ventilanordnungen mit nur einem Ventilsitz sind genauso denkbar wie auch andere Ventilgestaltungen, etwa Kolbenlängsschieberventile.

Claims (15)

1. Ventilanordnung, insbesondere für ein Kraftstoffein­ spritzsystem einer Verbrennungsmaschine, umfassend ein verstellbar angeordnetes Ventilelement (32), eine insbe­ sondere piezoelektrische Stelleinheit (20) zur Verstel­ lung des Ventilelements (32), eine im Kraftübertragungs­ weg zwischen der Stelleinheit (20) und dem Ventilelement (32) angeordnete hydraulische Kraftübertragungskammer (28), und eine hydraulische Druckteileranordnung (50, 52) zur Abzweigung mindestens eines der Kraftübertragungskam­ mer (28) zu deren Befüllung zuzuführenden Hydraulikfüll­ stroms von einem Hydraulikhauptstrom, wobei die Drucktei­ leranordnung (50, 52) ein in einem Kanalgehäuse (14) aus­ gebildetes Kanalsystem (46, 48) mit einem den Hydraulik­ hauptstrom führenden Hauptkanal (46) und mindestens einem von dem Hauptkanal (46) abgezweigten, den Hydraulikfüll­ strom führenden Füllkanal (48) aufweist, wobei die Druckteileranordnung (50, 52) in Strömungsrichtung des Hydraulikhauptstroms betrachtet beidseits der Abzweigungsstelle des Füllkanals (48) von dem Hauptkanal (46) je einen hydraulischen Drosselungsbereich (50, 52) für den Hydraulikhauptstrom bildet, wobei mindestens einer der Drosselungsbereiche (50, 52) als Drosselbohrung (50a, 52a; 50b, 52b; 52c) ausgeführt ist.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der stromabwärts der Abzweigungsstelle lie­ gende Drosselungsbereich (52) als Drosselbohrung (52a; 52b; 52c) ausgeführt ist.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch der stromaufwärts der Abzweigungsstelle liegende Drosselungsbereich (50) als Drosselbohrung (50a; 50b) ausgeführt ist.

4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Drosselungsbe­ reiche (50, 52) von einer Drosselbohrung (50a, 52a; 50b) gebildet ist, welche in einem gesondert von dem Kanalge­ häuse (14a; 14b) hergestellten, fest an diesem gehaltenen Drosselkörper (54a, 56a; 54b) ausgebildet ist.

5. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (54a, 56a; 54b) als flache Drossel­ scheibe mit zentrischer Drosselbohrung (50a, 52a; 50b) ausgebildet ist.

6. Ventilanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drosselkörper (54a, 56a; 54b) in einen durchmessergrößeren Abschnitt des Hauptkanals (46a; 46b) eingesetzt und an einer Übergangsstufe (58a, 60a; 58b) zu einem durchmesserkleineren Abschnitt des Hauptkanals (46a; 46b) abgestützt ist.

7. Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (54a, 56a; 54b) mittels eines in den Hauptkanal (46a; 46b) geschraubten Schraubkörpers (64a, 70a; 70b) an der Übergangsstufe (58a, 60a; 58b) fi­ xiert ist, wobei der Schraubkörper (64a, 70a; 70b) einen im wesentlichen drosselungsfreien, vorzugsweise eine zen­ trale Durchgangsbohrung (66a, 72a; 72b) darstellenden Strömungsdurchgang für den Hydraulikhauptstrom bildet.

8. Ventilanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (54a; 54b) den stromaufwärts der Abzweigungsstelle liegenden Drosselungsbereich bildet, und daß im Hauptkanal (46a; 46b) zwischen dem Schraubkörper (70a; 70b) und dem Drosselkörper (54a; 54b) ein Filte­ rungselement (74a; 74b) zur Filterung des Hydraulikhaupt­ stroms gehalten ist.

9. Ventilanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterungselement (74a; 74b) für die Hydraulik­ flüssigkeit undurchlässig ist und zwischen dem Außenum­ fangsmantel des Filterungselements (74a; 74b) und der Ka­ nalwand des Hauptkanals (46a; 46b) ein insbesondere ring­ förmiger Filterspalt begrenzt ist.

10. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß einer (52) der Drosselungsbe­ reiche (50, 52), insbesondere der stromabwärts der Abzweigungsstelle liegende Drosselungsbereich (52), von einer in das Material des Kanalgehäuses (14b; 14c) ein­ gearbeiteten Drosselbohrung (52b; 52c) gebildet ist.

11. Ventilanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Drosselbohrung (52b; 52c) nahe der Außen­ seite eines Gehäusekörpers des Kanalgehäuses (14b; 14c) angeordnet ist.

12. Ventilanordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drosselbohrung (52b; 52c) durch Laserbohren hergestellt ist.

13. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß einer (52) der Drosselungsbe­ reiche (50, 52), insbesondere der stromabwärts der Ab­ zweigungsstelle liegende Drosselungsbereich (52), als Drosselbohrung (52c) ausgeführt ist und daß zur Bildung des anderen Drosselungsbereichs (50), insbesondere des stromaufwärts der Abzweigungsstelle liegenden Drosse­ lungsbereichs (50), ein Drosselstift (80c) in den Haupt­ kanal (46c) eingesetzt ist, welcher zwischen seinem Stiftmantel und der Kanalwand des Hauptkanals (46c) ei­ nen Drosselspalt begrenzt.

14. Ventilanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abzweigungsstelle innerhalb des Kanalgehäu­ ses (14c) angeordnet ist und der Hauptkanal (46c) im Be­ reich der Abzweigungsstelle eine Querschnittserweiterung (86c) aufweist, wobei die Querschnittserweiterung (86c) vorzugsweise durch elektrochemisches Abtragen herge­ stellt ist.

15. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß der Hauptkanal (46) von einer Kraftstoffversorgungsleitung (16) abgezweigt ist, welche der Kraftstoffzufuhr zu einer Einspritzdüse der Verbren­ nungsmaschine dient.