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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von bekannten Kraftstoffinjektoren zur Injektion
von Kraftstoffen in den Brennraum einer Brennkraftmaschine. Insbesondere wird
die Erfindung beschrieben unter Bezugnahme auf Kraftstoffinjektoren
zum Einspritzen von Kraftstoff aus einem gemeinsamen Hochdruckspeicher
(Common Rail), über
welchen an mehrere Kraftstoffinjektoren Kraftstoff unter hohem Druck
bereitgestellt wird, also so genannte Common-Rail-Injektoren. Insbesondere
betrifft die Erfindung Kraftstoffinjektoren mit mindestens einem
Magnetaktor, bei welchem mittels eines magnetisch betätigten Ventils
eine Bewegung eines Einspritzventilglieds, welches eine oder mehrere
Einspritzöffnungen
freigibt oder verschließt, über einen
oder mehrere hydraulische Steuerräume gesteuert wird.
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Bei
heutigen, in Serie befindlichen Common-Rail-Injektoren, bei denen
ein Magnetventil am oberen Ende des Injektors angeordnet ist, beispielsweise
koaxial, wird das Magnetventil bei der Montage in der Regel aus
mehreren Komponenten im Kraftstoffinjektor montiert. Dabei werden
in der Regel mit Hilfe von Auswahlscheiben funktionsrelevante Maße wie z.
B. Ventilhub und Restluftspalt des Magnetaktors, eingestellt. Dadurch
müssen
Einzelbauteile in der Regel nicht so genau gefertigt werden. Ein
Nachteil der bekannten Herstellungsverfahren und Kraftstoffinjektoren
liegt jedoch darin, dass die Fertigung vergleichsweise aufwendig
ist, da die Kraftstoffinjektoren aus einer Vielzahl von Einzelbauteilen
zusammengesetzt werden müssen
und in einem aufwendigen Montageprozess mittels der genannten Einzelbauteile
eingestellt werden müssen.
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Offenbarung der Erfindung
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Es
werden daher ein Kraftstoffinjektor sowie eine Ventilgruppe zur
Verwendung in dem Kraftstoffinjektor vorgeschlagen, welche die Nachteile
der bekannten Kraftstoffinjektoren zumindest teilweise vermeiden
und welche eine einfachere und zuverlässigere Montage ermöglichen.
Der Kraftstoffinjektor dient zur Injektion von Kraftstoffen in einem
Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere, wie oben dargestellt,
aus einem Hochdruckspeicher. Der Kraftstoffinjektor umfasst eine
vormontierbare Ventilgruppe. Unter einer vormontierbaren Gruppe
ist dabei allgemein eine Baugruppe zu verstehen, welche in einem
separaten Schritt und als separat handhabbares Bauteil fertigbar
ist. Die Ventilgruppe umfasst ein Ventilmodulgehäuse sowie mindestens ein in dem
Ventilmodulgehäuse
axial beweglich gelagertes Ankermodul. Insbesondere kann das Ankermodul
koaxial gelagert sein. Das Ankermodul umfasst mindestens einen Anker,
welcher mit einer Magnetspule und/oder einem Magnetkern eines Magnetaktors
zusammenwirken kann, und mindestens ein mit dem Anker verbundenes
Stellelement. Das Stellelement kann insbesondere ganz oder teilweise
zylinderförmig
ausgestaltet sein und dient zum Verschließen oder Freigeben einer Öffnung in
einem Ventilstück des
Kraftstoffinjektors, beispielsweise einer Öffnung in mindestens einer
Bohrung in dem Ventilstück
des Kraftstoffinjektors. Beispielsweise kann diese Bohrung direkt
oder indirekt mit einem Steuerraum des Kraftstoffinjektors verbunden
sein, um direkt oder indirekt hydraulisch einen Hub eines Einspritzventilgliedes
zu steuern.
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Das
Ventilmodulgehäuse,
welches beispielsweise im wesentlichen zylindersymmetrisch ausgestaltet
sein kann, liegt auf einer Auflagefläche eines Ventilstücks des
Kraftstoffinjektors. Beispielsweise kann dieses Ventilstück in einem
Gehäuse
des Kraftstoffinjektors ausgebildet sein und somit fester Bestandteil
des Gehäuses
oder, alternativ, als separates Bauteil des Kraftstoffinjektors
ausgebildet sein. Das Ventilstück
kann beispielsweise, wie oben genannt, mindestens eine Bohrung aufweisen,
welche beispielsweise mit einem Steuerraum des Kraftstoffinjektors
verbunden ist.
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Die
Ventilgruppe ist derart ausgestaltet, dass ein Hub des Stellelements
in einer ersten Richtung (Schließrichtung) durch die Auflagefläche des
Ventilstücks
und in einer anderen Richtung (Öffnungsrichtung)
durch einen Anschlag in dem Ventilmodulgehäuse vorgegeben ist. Das Stellelement
kann insbesondere mindestens einen Vorsprung und/oder mindestens
eine Schulter umfassen. Beispielsweise kann es sich dabei um eine
ringförmige
Aufweitung des Stellelements, beispielsweise an seinem der Auflagefläche zuweisendem
Ende, handeln. Der Vorsprung und/oder die Schulter wirken mit dem
Anschlag des Ventilgehäuses
zusammen, so dass der Hub des Stellelements in der Öffnungsrichtung
begrenzt wird. Das Stellelement kann insbesondere zumindest teilweise
als Hülse,
beispielsweise als Ankerhülse,
ausgestaltet sein. Das Stellelement kann dementsprechend beispielsweise
ringförmig
auf der Auflagefläche
aufliegen und beispielsweise eine Öffnung in der Auflagefläche ringförmig umschließen. Auch
andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich möglich.
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Das
Ventilmodulgehäuse
kann mindestens eine radiale Bohrung umfassen, durch welche Hydraulikflüssigkeit,
insbesondere Kraftstoff, von mindestens einer in der Auflagefläche aufgenommenen Bohrung
bei von der Auflagefläche
abgehobenen Stellelement strömen
kann. Beispielsweise kann das Ventilmodulgehäuse einen, beispielsweise zylinderförmigen,
Raum umfassen, in welchem sich das Stellelement, insbesondere der
mindestens eine Vorsprung und/oder die mindestens eine Schulter
des Stellelements, zwischen einer geschlossenen Stellung und einer
geöffneten
Stellung bewegen kann. Die mindestens eine radiale Bohrung kann
insbesondere im Bereich dieses Raums aufgenommen sein.
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Der
Anker kann beispielsweise einen Ankerteller umfassen, welcher beispielsweise
plattenförmig
und beispielsweise rotationssymmetrisch ausgestaltet sein kann.
Der Anker kann insbesondere mit dem Stellelement stoffschlüssig verbunden
sein, beispielsweise durch eine Schweißverbindung. Zwischen dem Anker
und dem Stellelement kann mindestens eine Einstellscheibe für einen
Restluftspalt vorgesehen sein.
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Die
Ventilgruppe kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass das
Stellelement in einer geöffneten
Anschlagstellung direkt auf dem Anschlag in dem Ventilmodulgehäuse aufliegt,
das heißt
ohne Zwischenschaltung eines oder mehrerer Einstellelemente. Weiterhin
kann die Ventilgruppe derart ausgestaltet sein, dass das Stellelement
in einer geschlossen Anschlagstellung direkt auf der Auflagefläche aufliegt,
das heißt
wiederum ohne Verwendung von zusätzlichen
Einstellelementen. Das Stellelement kann beispielsweise einstückig ausgestaltet
sein, insbesondere im Bereich des Anschlags und im Bereich der Auflagefläche.
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Die
Ventilgruppe kann mit einem Gehäuse des
Kraftstoffinjektors insbesondere durch eine kraftschlüssige und/oder
formschlüssige
Verbindung verbunden sein.
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Beispielsweise
kann es sich dabei um eine Schraubverbindung handeln. Insbesondere
kann diese Schraubverbindung zwischen dem Ventilmodulgehäuse und
einer Ventilspannschraube des Kraftstoffinjektors bestehen.
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Der
Kraftstoffinjektor kann mindestens eine Magnetspule umfassen, welche
beispielsweise auch einen Magnetkern umfassen kann. Die Magnetspule ist
eingerichtet, um auf den Anker einzuwirken und dadurch einen Hub
des Stellelements zu bewirken. Weiterhin kann mindestens ein Federelement
auf den Anker und/oder das Stellelement einwirken, beispielsweise
in einer der Magnetkraft entgegengesetzten Richtung. Der Kraftstoffinjektor
kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass ein Restluftspalt,
also ein bei maximalem Hub verbleibender Spalt zwischen dem Anker
und einem Magnetkern der Magnetspule, fest durch das Ankermodul
vorgegeben ist, ohne dass zusätzliche
Restluftspaltscheiben oder ähnliche
Einstellelemente vorgesehen sind.
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Neben
dem Kraftstoffinjektor in einer oder mehreren der oben beschriebenen
Ausgestaltungen wird weiterhin eine Ventilgruppe zur Verwendung
in einem Kraftstoffinjektor gemäß der obigen
Beschreibung vorgeschlagen. Die Ventilgruppe ist als vormontierbare
Ventilgruppe ausgestaltet und weist ein Ventilmodulgehäuse sowie
mindestens eine in dem Ventilmodulgehäuse axial beweglich gelagertes
Ankermodul auf. Das Ankermodul umfasst mindestens einen Anker und
mindestens ein mit dem Anker verbundenes Stellelement. Das Ventilmodulgehäuse ist eingerichtet,
um auf einer Auflagefläche
eines Ventilstücks
des Kraftstoffinjektors aufzuliegen. Ein Hub des Stellelements ist
dabei in einer Richtung durch die Auflagefläche und in einer anderen Richtung durch
einen Anschlag in dem Ventilmodulgehäuse vorgegeben. Für weitere
mögliche
Ausgestaltungen der Ventilgruppe kann auf die obige Beschreibung des
Kraftstoffinjektors verwiesen werden.
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Der
vorgeschlagene Kraftstoffinjektor und die vorgeschlagene Ventilgruppe
weisen gegenüber bekannten
Vorrichtungen dieser Art zahlreiche Vorteile auf. Die Erfindung
beruht unter anderem auf der Erkenntnis, dass es bei Kraftstoffinjektoren
gemäß dem Stand
der Technik zunächst
von Vorteil sein mag, dass der Ventilhub eingestellt werden kann
und damit die Einzelbauteile nicht mit höchster Präzision gefertigt werden müssen. Allerdings
gilt dies in der Regel nur, wenn die Bauteile in ihrer Gesamtheit
keine hohe Genauigkeit fordern. Besitzen die einzelnen Bauteile
des Kraftstoffinjektors bereits auf Grund steigender Anforderungen
generell eine höhere
Qualität, so
ist es von Vorteil, die für
den Ventilhub relevanten Maße
direkt in die Bauteile einzubringen, beispielsweise einzuschleifen.
Damit kann während
der Montage der Einmessprozess entfallen, und es kann auf zusätzliche
Einstellelemente verzichtet werden.
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Das
eigentliche Ventil kann dann in Form der Ventilgruppe als fertig
vormontiertes und eingestelltes Modul einer Montagelinie des Kraftstoffinjektors zugeführt werden.
Dort kann dieses dann direkt montiert werden, ohne dass noch einmal
eine Einmessung er forderlich ist. Ein weiterer Vorteil des Kraftstoffinjektors
und der Ventilgruppe besteht darin, dass eine kleinere Anzahl an
Bauelementen am Ventilhub beteiligt ist. Dadurch wird die Toleranzkette
allgemein verringert, und die Anzahl der Schnittstellen, die auf Grund
von Setzverhalten über
die Lebensdauer den Ventilhub verändern können, wird verringert.
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Zusätzlich zu
dem oben beschriebenen Vorteil, dass während der Montage des Kraftstoffinjektors
ein Einmessen des Ventilhubs entfallen kann, besteht ein Vorteil
der Erfindung weiterhin darin, dass die am Ventilhub beteiligten
Dimensionen räumlich gesehen
sehr eng beieinander ausgestaltet werden können. Dadurch kann ein kleiner
Temperatureinfluss am Gesamthub realisiert werden. Wird die Ventilgruppe,
welche im folgendem auch als Ventilmodul bezeichnet wird (beide
Begriffe können
synonym verwendet werden), direkt auf die Auflagefläche aufgesetzt,
so ergibt sich außerdem
eine geringere Veränderung
des Ventilhubs im Betrieb. Die Auflagefläche kann, muss jedoch nicht
notwendigerweise in einer Ebene mit einem Ventilsitz der Ventilgruppe
liegen.
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In
den Serienvarianten bekannter Kraftstoffinjektoren kann es unter
Systemdruck zu einer elastischen Verbiegung des Ventilstücks kommen. Diese
führt bei
hohen Rail-Drücken zu
einer Ventilhubreduzierung. Diese kann bei Systemdrücken von ca.
2000 bar bei Gesamthüben
von 25 μm
bis zu 5 μm
betragen. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
wird der Ventilhub hingegen durch einen Abstand zwischen der Auflagefläche und
dem Anschlag bestimmt. Da auch das Ventilmodulgehäuse auf
der Auflagefläche
aufliegt, bleibt dieser Abstand auch bei einer elastischen Verschiebung
des Ventilstücks und/oder
einer Durchbiegung im wesentlichen konstant, so dass keine Veränderung
des Ventilhubs auftritt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 und 2 Ausführungsbeispiele
bekannter Kraftstoffinjektoren;
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3A bis 3C die
verschiedenen Darstellungen eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors;
und
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4 ein
zweites Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors.
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Ausführungsbeispiele
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In
den 1 und 2 sind aus dem Stand der Technik
bekannte und teilweise in Serie verfügbare Kraftstoffinjektoren 110 dargestellt.
Die Kraftstoffinjektoren 110 umfassen ein Gehäuse 112 mit
einem Hochdruckbereich 114 und einem Niederdruckbereich 116 (hier
z. B. 2). In dem Gehäuse 112 ist
ein Ventilstück 118 aufgenommen,
welches eine Bohrung 120 umfasst, die, wie beispielsweise
aus 2 hervorgeht, mit einem Steuerraum 122 verbunden
ist. Über
den Steuerraum 122 ist beispielsweise, wie in 2 erkennbar,
die Bewegung eines Einspritzventilglieds 124 in dem Gehäuse 112 steuerbar.
Die Bohrung 120 weist an ihrem oberen Ende eine Öffnung 126 in
einer Auflagefläche 128 des
Ventilstücks 118 auf.
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Weiterhin
umfassen die Kraftstoffinjektoren 110 in den bekannten
Ausführungsbeispielen
gemäß den 1 und 2 Ventilmodule 130 und
Magnetmodule 132. Mittels der Ventilmodule 130 wird
die Öffnung 126 freigegeben
oder verschlossen. Dabei wirkt eine Ventilfeder 134 auf
ein Stellelement 136 ein, so dass dieses gegen die Auflagefläche 128 gepresst
wird. Das Stellelement 136 ist mit einem Anker 138 verbunden,
auf welchen ein Magnetaktor 140 mit einer Magnetspule 142 und
einem Magnetkern 144 einwirkt.
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In
den 1 und 2, die die Konstruktionen gemäß dem heutigen
Stand der Technik wiedergeben, sind in beiden Beispielen die Bauteile
und die Dimensionen, die einen Beitrag zum Ventilhub leisten, mit
Maßpfeilen
und Buchstaben versehen. In beiden Beispielen ist erkennbar, dass
die Anzahl der Bauteile mit den jeweiligen Schnittstellen zu weiteren Bauteilen
sehr groß ist.
Jede Schnittstelle beinhaltet das Risiko, dass sich diese über die
Lebensdauer verändern
kann, beispielsweise setzen kann. Dies tritt vor allem an Schnittstellen
auf, die nicht fest geschraubt sind, sondern an denen Bauteile aufeinander
reiben können.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass bei dieser Anordnung Temperaturunterschiede
an den jeweiligen Bauteilen auftreten können. Diese wirken über die
relativ großen
Abmessungen der Bauteile und die jeweiligen Temperaturausdehnungskoeffizienten
und verändern
den Hub über die
jeweilige Temperatur.
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Zur
Einstellung der gewünschten
Dimensionen, beispielsweise zum Ausgleich fertigungsbedingter Toleranzen,
sind in den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 und 2 eine
Mehrzahl von Einstellelementen 146 vorgesehen. Diese können beispielsweise
bei der Montage des Kraftstoffinjektors 110, wie oben beschrieben,
eingebracht werden. Diese Einstellelemente können beispielsweise, wie in 1 dargestellt,
eine Restluftspaltscheibe 148 am Magnetkern 144 umfassen, über welche
ein Hubanschlag einstellbar ist. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 hingegen
erfolgt ein Hubanschlag an einer die Ventilfeder 134 umgebenden
Hülse 150,
welche an ihrem oberen Ende auf einer Einstellscheibe 152 aufsitzt.
Weiterhin weist der Kraftstoffinjektor 110 gemäß dem in 1 dargestellten
Beispiel als Einstellelement 146 eine Einstellscheibe 154 zur
Einstellung des Ventilhubs auf. Diese bestimmt die Lage des Magnetkerns 144 relativ
zum Gehäuse 112 und
damit den Ventilhub. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist
ebenfalls eine derartige Einstellscheibe 154 vorgesehen,
welche eine ähnliche
Funktion erfüllt.
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In
den 3A und 3B ist
hingegen ein erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors 110 mit
einer vormontierbaren Ventilgruppe 156 dargestellt, welche
als Ventilmodul 130 oder in einem Ventilmodul 130 eingesetzt
wird. Die Ventilgruppe 156 ist in 3C in
perspektivischer Schnittdarstellung im Detail dargestellt. Die 3A und 3B,
welche im wesentlichen einen identischen Ausschnitt des Kraftstoffinjektors 110 zeigen,
dienen dabei der Veranschaulichung unterschiedlicher Details der
Erfindung. So zeigt 3A relevante Dimensionen des
Kraftstoffinjektors, wohingegen in 3B ein
(dort mit der Bezugsziffer 158 bezeichneter) Rücklaufpfad
dargestellt ist. Die 3A bis 3C werden
im Folgenden gemeinsam beschrieben.
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Wiederum
umfasst der Kraftstoffinjektor 110 ein Gehäuse 112.
In diesem Gehäuse 112 ist
das Ventilmodul 130 aufgenommen, auf welchem wiederum ein
Magnetmodul 132 mit einem Magnetaktor 140 aufsitzt.
Das Magnetmodul 132 umfasst ein Magnetmodulgehäuse 160,
welches beispielsweise über eine Überwurfmutter 162 mit
dem restlichen Gehäuse 112 verbunden
ist und damit einen Teil dieses Gehäuses 112 bildet. Das
Magnetmodul 132 umfasst weiterhin wiederum eine Magnetspule 142 sowie
einen Magnetkern 144.
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Unmittelbar
unterhalb des Magnetaktors 140, welcher koaxial im Gehäuse 112 aufgenommen ist,
ist das Ventilmodul 130 mit der vormontierbaren Ventilgruppe 156 angeordnet.
Die Ventilgruppe 156 umfasst ein Ankermodul 164,
welches koaxial und gleitend gelagert in einem Ventilmodulgehäuse 166 aufgenommen
ist. Das Ventilmodulgehäuse 166 weist
im dargestellten Ausführungsbeispiel
3 Abschnitte auf. In einem oberen Ankerabschnitt 168, welcher
konisch aufgeweitet ist gegenüber
den übrigen
Abschnitten, ist ein tellerförmiger
Anker 170 aufgenommen, welcher Teil des Ankermoduls 164 ist und
auf welchen der Magnetaktor 140 mit seiner Magnetspule 142 und
dem Magnetkern 144 einwirkt. Der Anker 170 ist,
vorzugsweise durch eine Schweißverbindung,
mit einem Stellelement 172 in Form einer Ankerhülse 174 verbunden.
Diese Ankerhülse 174 ist in
einem Führungsbereich 176 in
einem Stellelementabstand 178, welcher sich als Teil der
zentralen Bohrung des Ventilmodulgehäuses 166 unterhalb
des Ankerabschnitts 168 anschließt, geführt. Die Ankerhülse 174 umschließt ihrerseits
einen Ventilbolzen 180, welcher an seinem oberen Ende aus
der Ankerhülse 174 herausragt,
durch den Magnetkern 144 hindurch verläuft und auf dem Magnetmodulgehäuse 160 abgestützt ist. Über eine
Ventilfeder 134 wird die Ankerhülse 174 mit einer
Kraft in Schließrichtung
beaufschlagt.
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In
einem dritten, sich nach unten an den Stellelementabschnitt 178 anschließenden Anschlagsabschnitt 182 ist
die zentrale Bohrung in dem Ventilmodulgehäuse 166 wieder aufgeweitet
im Vergleich zu dem Stellelementabschnitt 178. Auch das
Stellelement 172 weist in diesem Bereich eine zylindrische Aufweitung 184 auf,
mit einer Schulter 186. In dem Anschlagsabschnitt 182 sind
radiale Bohrungen 188 in dem Ventilmodulgehäuse 166 vorgesehen.
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Das
Ventilmodulgehäuse 166 liegt
an seinem unteren Ende auf einer Auflagefläche 128 eines Ventilstücks 118 auf.
An seinem oberen Ende kann das Ventilmodulgehäuse 166 gegen das
Magnetmodul 132 abgestützt
sein, beispielsweise gegen den Magnetkern 144, so dass
beispielsweise durch das Spannen der Überwurfmutter 162 das
untere Ende des Ventilmodulgehäuses 166 gegen
die Auflagefläche 128 gepresst
wird. In dem Ventilstück 118 ist, analog
beispielsweise zum Ausführungsbeispiel
in den 1 und 2, eine Bohrung 120 vorgesehen, die
in einer Öffnung 126 in
der Auflagefläche 128 mündet. Die
Bohrung 120 mündet
beispielsweise, analog zum Ausführungsbeispiel
in 2 in einem Steuerraum 122. Das Ventilstück 118 ist
beispielsweise mit einem hoch gezogenen Rand 190 versehen,
welcher das Ventilmodulgehäuse 166 an
seinem unteren Ende ringförmig
umschließt.
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In
einem geschlossenen Zustand wird das Stellelement 172 durch
die Ventilfeder 134 auf die Auflagefläche 128 gepresst.
Dabei umgibt das hülsenförmige Stellelement 172 die Öffnung 126 ringförmig in
einem ringförmigen
Dichtsitz. Die Öffnung 126 wird
dadurch in dieser geschlossenen Stellung verschlossen. Dabei ist
der Magnetaktor 144 beispielsweise unbestromt. In einer
geöffneten
Stellung hingegen wird der Anker 170 durch den Magnetaktor 140 nach
oben gezogen, und mit diesem das Stellelement 172. Das
Stellelement 172 wird dadurch aus seinem Dichtsitz gehoben,
solange bis dieses mit seiner Schulter 186 an einen Anschlag 192 stößt, welcher
als Hubanschlag wirkt und eine obere Position des Stellelements 172 definiert.
Wie aus der Darstellung gemäß 3 hervorgeht, welche den Rücklaufpfand 182 zeigt,
kann in dieser geöffneten
Stellung Hydraulikfluid durch die radialen Bohrungen 188 aus der Öffnung 126 entweichen
und einem Niederdruckablauf zugeführt werden.
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Der
Anker 172 ist dabei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
fest mit dem Stellelement 172 verbunden, beispielsweise
indem dieser Anker, der beispielsweise eine Eisen-Kobalt-Legierung
aufweisen kann, mit der Ankerhülse 174,
die beispielsweise aus 100Cr6 hergestellt sein kann, verschweißt wird,
insbesondere durch Laserschweißen.
Eine Schweißnaht
ist in den 3A und 3B mit
der Bezugsziffer 193 bezeichnet. Unterhalb des Ankers 170 ist,
zwischen dem Anker 170 und einer Ankerschulter 194 an
der Ankerhülse 174,
eine Einstellscheibe 196 als Einstellelement 146 vorgesehen. Mittels
dieser Einstellscheibe 196 kann ein Restluftspalt eingestellt
werden.
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Wie
aus den 3A–3C weiterhin
hervorgeht, sind vorzugsweise lediglich zwei Bauteile am Ventilhub
beteiligt beziehungsweise begrenzen den Ventilhub, nämlich das
Ventilmodulgehäuse 166 mit
dem Anschlag 192, und das Ventilstück 118 mit der Auflagefläche 128.
Diese Bauteile sind auch von ihrer Dimension her relativ nah beieinander
angeordnet. Ein Vorteil besteht also darin, dass bezüglich der Temperaturen
davon auszugehen ist, dass diese Bauteile stets annähernd die
gleiche Temperatur annehmen werden. Selbst wenn es zu kleinen Unterschieden
kommt, wird sich da durch nur wenig am Hub des Stellelements 172 ändern, da
die Dimensionen insgesamt sehr klein sind. Die Dimensionen sind in 3A dargestellt.
Dabei bezeichnet der Buchstabe a den Abstand zwischen der Auflagefläche 128 und
dem Anschlag 192 und damit den maximal möglichen
Ventilhub. Die Dimension b hingegen bezeichnet die axiale Erstreckung
der Aufweitung 184, wobei sich aus der Differenz der Dimensionen
mit a und b der maximale Hub des Stellelements 172 berechnet.
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Bei
der Montage des Kraftstoffinjektors 110 wird die Ventilgruppe 156 des
Ventilmoduls 130 entweder über das Magnetmodul 132 auf
das Ventilstück 118 gespannt,
beispielsweise über
die Überwurfmutter 162.
Alternativ kommen auch andere Spannmethoden in Frage, beispielsweise
unabhängige
Spannung, beispielsweise über
ein Gewinde. Dies ist in einem in 4 dargestellten
zweiten Ausführungsbeispiel
des Kraftstoffinjektors 110 gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel
entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß den 3A–3C,
so dass in weiten Teilen auf die Beschreibung dieser Figuren verwiesen
werden kann. Im Unterschied zu den 3A bis 3C wird
bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
gemäß 4 das Ventilmodul 130 beziehungsweise
das Ventilmodulgehäuse 166 nicht über die Überwurfmutter 162 gegen
die Auflagefläche 128 des
Ventilstücks 118 gepresst,
sondern über
ein Gewinde 198, welches zwischen dem Ventilmodulgehäuse 166 und
einer Ventilspannschraube 200 vorgesehen ist. Dabei sollte berücksichtig
werden, dass große
Vorspannkräfte den
Hub bei der Montage leicht verändern
können. Daher
ist es in der Regel von Vorteil, wenn die Verschraubung des Ventilmoduls 130 von
der hochdruckdichten Verschraubung der Ventilspannschraube 200 und
dem Ventilstück 118 entkoppelt
ist.
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In
beiden Ausführungsbeispielen
der Erfindung wird also ein Ventilmodul 130 in Form oder
umfassend eine vormontierbare Ventilgruppe 156 realisiert,
bei welchem der Ankerhub fest eingestellt ist und beispielsweise
durch die Dimension a vorgegeben ist. Zusätzliche Einstellelemente sind
vorzugsweise nicht vorgesehen. Die Ventilgruppe 156 kann somit
beispielsweise gepaart und/oder klassiert ausgestaltet sein. Unter
dem Begriff „gepaart” wird eine Zuordnung
von Bauteilen über
eine gezielte Fertigung verstanden. So kann beispielsweise ein erstes Bauteil
gefertigt werden, und ein relevantes Maß X dieses ersten Bauteils
kann gemessen werden. Anschließend
wird ein Maß Y
eines zweiten Bauteils gezielt gefertigt. Das erste und das zweite
Bauteil bilden dann ein Paar und werden vorzugsweise nicht mehr getrennt.
Unter dem Begriff „klassiert” wird üblicherweise
eine unabhängige
Herstellung eines ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils verstanden.
Relevante Maße
X und Y dieser ersten beziehungsweise zweiten Bauteile werden dann
in Klassen sortiert. Bei der Montage werden jeweils Bauteile der
entsprechenden Klassen verbaut. Im Ergebnis unterscheiden sich jedoch
gepaarte und klassierte Bauteile in der Regel nicht.
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Der
Restluftspalt zwischen dem Anker 170 und dem Magnetaktor 140 beziehungsweise
dem Magnetkern 144 ist fest durch das Ankermodul 164 vorgegeben.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Ventilgruppe 156 so ausgestaltet, dass der Anker 170 mit
der Ankerhülse 174,
welche als Ventilhülse wirkt,
verschweißt
und/oder auf andere Weise fest verbunden ist. Zuvor kann der Restluftspalt über die Einstellscheibe 196 eingestellt
werden. Allerdings ist es auch hier denkbar, ohne Einstellscheibe 196 zu
arbeiten und den Restluftspalt beispielsweise direkt einzuschleifen,
beispielsweise durch eine Bearbeitung des Magnetkerns 144 und/oder
des Ankers 170. Alternativ oder zusätzlich zu einem Laserschweißen bei
der Verbindung zwischen dem Anker 170 und der Ankerhülse 174 sind
weitere Verbindungstechniken denkbar. Nachdem der Anker 170 montiert
ist, ist die Ventilgruppe 156 grundsätzlich fertig montiert und bereit
für eine
Montage im Kraftstoffinjektor 110. Dort müssen dann
bei der Montage keine Dimension mehr gemessen und nachjustiert werden.
Wird im Betrieb des Kraftstoffinjektors 110 das Ventilstück 118 nach oben
gebogen oder nach oben verschoben, so wird das gesamte Ventilmodul 130 mit
der Ventilgruppe 156 nach oben versetzt. Der Ventilhub ändert sich hierdurch
praktisch nicht. Hubrelevante Bauteile der Ventilgruppe 156 werden
lediglich gemeinsam in axialer Richtung versetzt.