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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.
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Derartige Kraftstoffinjektoren werden zur Zeit vermehrt in direkteinspritzende Dieselmotoren, insbesondere in Verbindung mit Common-Rail-Systemen, eingesetzt, da sie einen an Last und Drehzahl angepassten Einspritzdruck ermöglichen.
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Bekannt sind beispielsweise hubgesteuerte Kraftstoffinjektoren, die ein Magnetventil zur Steuerung des Einspritzvorganges besitzen. Das Magnetventil steuert den hydraulischen Druck in einem Steuerraum, der ein Anheben oder Absenken einer Düsennadel und damit ein Freigeben oder Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung bewirkt. Besonders bevorzugt werden druckausgeglichene Ventile eingesetzt, da sie kleinere Federkräfte, kleinere Magnetkräfte, kleinere Ventilhübe und somit besonders schnelle Schaltzeiten ermöglichen. Neben Magnetventilen können aber auch piezogesteuerte Ventile zum Einsatz kommen.
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Kraftstoffinjektoren mit schnellschaltenden Ventilen weisen den Nachteil auf, dass es aufgrund der schnellen Schaltbewegungen zu Schließprellern kommen kann. Die zum Teil sehr heftigen Prellschläge gehen zudem mit einem erhöhten Verschleiß am Ventilsitz einher. Insbesondere bei Schnellschaltventilen ist es daher ein allgemeines Anliegen, die Schaltbewegungen eines solchen Ventils zu dämpfen.
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In der noch nicht offengelegten Anmeldung
DE 10 2008 001 310 derselben Anmelderin wurde daher bereits vorgeschlagen, zur Dämpfung der Schaltbewegungen einen hydraulischen Quetschspalt vorzusehen, der im Wesentlichen nur in der Endphase der Schließbewegung des Ventilgliedes eine Dämpfung bewirkt. Zur Ausbildung des Quetschspalts ist am Ventilkörper des Steuerventils eine sich radial erstreckende Fläche vorgesehen, die mit einer lagefest angeordneten Gegenfläche in der Weise zusammenwirkt, dass sich die radial erstreckende Fläche am Ventilkörper beim Schließhub des Ventiles auf die Gegenfläche zubewegt, wobei Hydraulikfluid aus dem Quetschspalt herausgedrückt wird. Mit Verkleinerung des Quetschspalts verstärkt sich die Dämpfungswirkung, so dass zu Beginn der Schließbewegung des Ventilkörpers noch keine oder lediglich eine geringfügige Dämpfung der Bewegung stattfindet, wodurch sich die Schaltzeit des Ventils nur geringfügig verlängert. Als nachteilig erweist sich jedoch, dass die Ausbildung eines Quetschspalts Einfluss auf die Kraftstofftemperatur, den Luftgehalt sowie den Rücklaufdruck besitzt und somit Toleranzprobleme verursachen kann, wodurch der Anwendungsbereich stark eingeschränkt ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kraftstoffinjektor der eingangs genannten Art bereitzustellen, der ein verbessertes Schaltverhalten aufweist. Insbesondere soll durch das verbesserte Schaltverhalten der Verschleiß an den dynamisch belasteten Bauteilen reduziert werden.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.
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Offenbarung der Erfindung
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Der vorgeschlagene Kraftstoffinjektor besitzt eine Steuerventilanordnung mit einem hubbeweglichen Ventilglied, das erfindungsgemäß zumindest teilweise in einem lagefesten Dämpferbauteil aufgenommen und/oder geführt ist, wobei das Dämpferbauteil und das Ventilglied einen Dämpfungsraum begrenzen, der über wenigstens eine Drosselstelle in konstanter fluidischer Verbindung mit einem Niederdruckraum steht. Die Drosselstelle ist dabei als Axialspalt zwischen dem Ventilglied oder einem mit dem Ventilglied verbundenen Stellglied und dem Dämpferbauteil ausgebildet, so dass der Axialspalt in Abhängigkeit von der axialen Lage des Ventilgliedes veränderbar ist. Indem der Dämpfungsraum in ständiger Verbindung mit dem Niederdruckraum steht, ist er stets mit Hydraulikfluid gefüllt. Um eine Schließbewegung des Ventilgliedes zu ermöglichen, muss Hydraulikfluid aus dem Dämpfungsraum abgeführt werden. Dies erfolgt über die als Axialspalt ausgebildete Drosselstelle, durch welche zu Beginn der Schließbewegung des Ventilgliedes die Hydraulikflüssigkeit zunächst noch weitestgehend ungehindert abfließen kann, zum Ende der Schließbewegung hin jedoch der Abfluss der Hydraulikflüssigkeit aus dem Dämpfungsraum gedrosselt wird, wobei das Ventilglied in seiner Schließbewegung gebremst wird. Das Dämpferbauteil wirkt somit als Schließdämpfer. Die Dämpfungswirkung setzt dabei verzögert ein, wodurch sich die Schaltzeiten des Ventils nur geringfügig verlängern. Zugleich gewährleistet die Dämpfung jedoch ein prellfreies Schließen des Ventils und damit einhergehend eine Verminderung des Sitzverschleißes, sowohl am Ventilsitz der Steuerventilanordnung, als auch im Sitzbereich der Düsennadel, deren Hubbewegungen über die Steuerventilanordnung gesteuert werden.
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Der die Drosselstelle ausbildende Axialspalt besitzt eine Länge L, welche die radiale Ausdehnung der als Axialspalt ausgebildeten Drosselstelle bestimmt. Darüber hinaus weist der Axialspalt eine Höhe H zur Festlegung der axialen Ausdehnung des Axialspalts in Schließstellung des Ventilgliedes auf. Damit der Axialspalt zur Reduzierung von Temperatureinflüssen möglichst turbulent durchströmt wird, ist eine kurze Länge des Axialspalts vorteilhaft. Um ebenfalls den Einfluss von Geometrietoleranzen gering zu halten, ist vorzugsweise die Länge L größer als die Höhe H des die Drosselstelle ausbildenden Axialspalts gewählt. Bevorzugt beträgt die Länge L 2 bis 20 mal die Höhe H, weiterhin bevorzugt beträgt die Länge L 4 bis 10 mal die Höhe H. Dieses Größenverhältnis liegt jedoch nur in Schließstellung des Ventilgliedes vor. Durch die Festlegung der Länge L und der Höhe H kann zudem die Anschlagdämpfung bestimmt werden.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Steuerventilanordnung als Magnetventil ausgebildet und umfasst einen Elektromagneten sowie einen Anker als mit dem Ventilglied verbundenes Stellglied, an dem zur axialen Begrenzung des Dämpfungsraumes eine Dämpfungsfläche ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Anker plattenförmig und die Dämpfungsfläche an seiner dem Dämpferbauteil zugewandten Unterseite angeordnet. Der Dämpfungsraum wird somit von der Dämpfungsfläche am Anker, dem Ventilglied und dem Dämpferbauteil begrenzt. Die Dämpfungswirkung wird dadurch bewirkt, dass die Dämpfungsfläche am Anker beim Schließhub des Ventilgliedes in Richtung Dämpferbauteil bewegt wird und somit das Volumen des Dämpfungsraumes verkleinert. Dadurch, dass die Drosselstelle als Axialspalt zwischen dem Anker und dem Dämpferbauteil ausgebildet ist, verringert sich auch der Strömungsquerschnitt der Drosselstelle, wenn sich der Anker beim Schließen des Ventils auf das Dämpferbauteil zu bewegt. Bilden Anker und Ventilglied ein Bauteil aus, genügt ein radialer Dichtbereich zwischen dem Dämpferbauteil und dem Ventilglied, um den Dämpfungsraum abzudichten.
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Weiterhin bevorzugt besitzt das Dämpferbauteil zur Aufnahme und/oder Führung des Ventilgliedes einen Ringabschnitt. Alternativ kann das Dämpferbauteil auch als Ringabschnitt an einem Ventilstück ausgebildet sein, das den Niederdruckraum begrenzt. Der Niederdruckraum wird durch das Ventilstück vom Hochdruckbereich des Kraftstoffinjektors getrennt. Im Ventilstück ist zudem der Ventilsitz der Steuerventilanordnung ausgebildet. Bilden das Ventilstück und das Dämpferbauteil ein Bauteil, kann die Ausbildung einer weiteren axialen Dichtstelle zusätzlich zur Drosselstelle entfallen.
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Darüber hinaus kann zwischen dem Ventilstück und dem Dämpferbauteil ein separates Führungsstück zur Führung des Ventilgliedes angeordnet sein, so dass das Dämpferbauteil keine Führungsfunktion zu erfüllen hat. Die Anforderungen an das Dämpferbauteil, beispielsweise hinsichtlich der Fertigungstoleranzen, können entsprechend herabgesetzt werden.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt der Ringabschnitt des Dämpferbauteils zur Ausbildung der Drosselstelle und/oder des Dämpfungsraumes vorzugsweise eine gestuft ausgeführte Stirnfläche, die sich aus einer ersten, radial außen liegenden Teilfläche und einer zweiten, radial innen liegenden und zurückspringenden Teilfläche zusammensetzt. Die stufenförmige Ausbildung kann sowohl zur Schaffung der Drosselstelle, als auch zur Schaffung eines Dämpfungsraums herangezogen werden, wobei die zurückspringende zweite Teilfläche die Gegenfläche zur Dämpfungsfläche der am Stellglied des Ventilgliedes, vorzugsweise am Anker, bildet. Die gegenüber der zweiten Teilfläche angehobene, radial außen liegende erste Teilfläche dient der Ausbildung der Drosselstelle. Vorzugsweise ist die Länge der ersten Teilfläche kürzer als die Länge der zweiten Teilfläche, so dass die radiale Ausdehnung der Drosselstelle geringer als die des Dämpfungsraums ist. Eine geringe radiale Ausdehnung der Drosselstelle bewirkt, dass aus dem Dämpfungsraum verdrängtes Hydraulikfluid die Drosselstelle turbulent durchströmt. Dank der turbulenten Strömung ist der Temperatureinfluss der Dämpfung gering, so dass Toleranzprobleme vermieden werden.
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Um eine Einstellung der Höhe H des Axialspalts vornehmen zu können, ist gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Einstellscheibe vorgesehen, die vorzugsweise zwischen dem Dämpferbauteil und dem Ventilstück einsetzbar oder eingesetzt ist. Durch die Wahl einer geeigneten Einstellscheibe kann der zur Ausbildung der Drosselstelle dienende Axialspalt unter Berücksichtigung der Abmessungen des Ventilgliedes präzise eingestellt werden.
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Zur Abstimmung der Dämpfungswirkung kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Dämpfungsraum über wenigstens eine weitere Drosselstelle konstant mit dem Niederdruckraum in fluidischer Verbindung steht. Die wenigstens eine weitere Drosselstelle kann hierzu in Form einer Ablaufbohrung vollständig im Dämpferbauteil angeordnet sein, so dass der Durchmesser der als weitere Drosselstelle dienenden Ablaufbohrung stets gleich ist. Die wenigstens eine weitere Drosselstelle ermöglicht eine Optimierung der Abstimmung der Dämpfungswirkung.
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Da die vorstehend genannten Vorteile eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors insbesondere bei schnellschaltenden Ventilen zum Tragen kommen, wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Steuerventilanordnung ein druckausgeglichenes Ventil umfasst. D. h., dass das Ventilglied zur Aufnahme eines Druckstiftes eine zentrale Bohrung besitzt, deren Durchmesser dem Innendurchmesser einer am Ventilglied ausgebildeten, ringförmigen Dichtkante entspricht, die in Schließstellung des Ventilgliedes dichtend am Ventilstück anliegt. Indem sich die Durchmesser der Bohrung und der Dichtkante entsprechen, wirken in Schließstellung des Ventils im Wesentlichen keine Axialkräfte auf das Ventilglied, so dass dieses druckausgeglichen ist. Die Betätigung eines druckausgeglichenen Ventils erfordert geringere Federkräfte, geringere Magnetkräfte sowie geringere Ventilhübe, so dass besonders schnelle Schaltbewegungen ausführbar sind. Insoweit wirkt sich eine erfindungsgemäße Anschlagdämpfung bei druckausgeglichenen Ventilen besonders vorteilhaft aus. Dabei soll die Erfindung nicht auf solche Ventile oder auf Magnetventile beschränkt werden, sondern schließt explizit auch solche Ventile mit ein, die beispielsweise piezogesteuert sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Kraftstoffinjektor gemäß einer ersten Ausführungsform und
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2 einen schematischen Längsschnitt durch einen Kraftstoffinjektor gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Der in 1 dargestellte Kraftstoffinjektor weist eine in einem Injektorkörper 20 aufgenommene Steuerventilanordnung auf, die vorliegend als Magnetventil ausgebildet ist. Das Magnetventil umfasst einen Elektromagneten 9 sowie einen mit dem Elektromagneten zusammenwirkenden Anker 10 als Stellglied 8. Der Anker 10 ist mit einem Ventilglied 3 der Steuerventilanordnung verbunden, das zum Öffnen des Ventils aus einem Ventilsitz 21 hebbar und zum Schließen des Ventils gegen den Ventilsitz 21 anstellbar ist. Der Ventilsitz 21 ist in einem Ventilstück 13 ausgebildet, das einen Niederdruckbereich von einem Hochdruckbereich des Kraftstoffinjektors trennt. Im Niederdruckbereich befindet sich die Steuerventilanordnung und im Hochdruckbereich eine hubbeweglich gelagerte Düsennadel 1, über deren Hubbewegung wenigstens eine Einspritzöffnung 2 des Kraftstoffinjektors freigebbar oder verschließbar ist. Um den Hochdruckbereich mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff zu versorgen, ist dieser an eine Hochdruckquelle 22 angeschlossen. Über eine Zulaufdrossel 23 gelangt unter hohem Druck stehender Kraftstoff in einen Steuerraum 24, der axial von einer Stirnfläche der Düsennadel 1 begrenzt wird. An der Stirnfläche der Düsennadel 1 liegt somit der vorherrschende Kraftstoffdruck an. Dieser bewirkt, dass die Düsennadel 1 in Schließstellung gehalten wird, so dass keine Einspritzung von Kraftstoff erfolgt. Darüber hinaus wird die Düsennadel 1 der vorliegenden Ausführungsform von der Druckkraft einer Schließfeder 25 beaufschlagt, die ebenfalls ein unerwünschtes Abheben der Düsennadel aus ihrem Dichtsitz verhindert. Über eine Ablaufdrossel 26 ist der Steuerraum 24 mit dem Niederdruckbereich verbunden, wenn das Steuerventil geöffnet ist. Der hydraulische Druck im Steuerraum 24 sinkt demnach bei geöffneten Steuerventil, so dass die an der Düsennadel 1 vorherrschenden Druckverhältnisse ein Anheben der Düsennadel 1 aus ihrem Dichtsitz bewirken. Steigt der Steuerdruck im Steuerraum 24 wieder an, da das Steuerventil geschlossen wurde, bewirkt der im Steuerraum 24 vorherrschende hydraulische Druck zusammen mit der Schließkraft der Schließfeder 25, das die Düsennadel 1 zurück in ihre Schließstellung überführt wird.
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Erfindungswesentlich ist die nachfolgend näher beschriebene Ausbildung der im Niederdruckbereich angeordneten Steuerventilanordnung. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein druckausgeglichenes Ventil, da das Ventilglied 3 eine zentrale Bohrung 18 zur Aufnahme eines Druckstiftes 17 besitzt, die ventilsitzseitig von einer ringförmigen Dichtkante 19 begrenzt wird, deren Innendurchmesser dem Durchmesser der zentralen Bohrung 18 entspricht. In Schließstellung des Ventilgliedes 3 wird daher lediglich der Druckstift 17 von einer Axialkraft beaufschlagt, während das Ventilglied 3 entlastet ist. Um das Ventilglied 3 aus seinem Ventilsitz 21 zu heben, bedarf es demnach lediglich geringer Kräfte. Vorliegend werden diese Kräfte durch den Elektromagneten 9 des Magnetventils bewirkt, der bei Bestromung den Anker 10 sowie das mit dem Anker 10 verbundene Ventilglied 3 entgegen der Druckkraft einer Schließfeder 27 zu sich heranzieht. Wird die Bestromung des Elektromagneten 9 beendet, stellt die Schließfeder 27 sicher, dass das Ventilglied 3 einschließlich des Ankers 10 gegen den Ventilsitz 21 zurückgestellt wird. Bei einer ungedämpften Schließbewegung würde das Ventilglied 3 dabei hart am Ventilsitz 21 anschlagen und Prellschläge verursachen, die sowohl zu einem erhöhten Verschleiß am Ventilsitz 21, als auch am Ventilglied 3 führen könnten. Die dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsform weist jedoch eine Anschlagdämpfung auf.
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Die in 1 gezeigte Anschlagdämpfung umfasst einen Dämpfungsraum 5, der von dem Ventilglied 3, dem Anker 10 und einem Dämpferbauteil 4 begrenzt wird und über eine Drosselstelle 6 in hydraulischer Verbindung mit einem Niederdruckraum 7 steht. Die Drosselstelle 6 besitzt die Form eines Axialspaltes, der zwischen der Unterseite des Ankers 10 und einem Abschnitt der Stirnfläche 14 des Dämpferbauteils 4 ausgebildet wird. Um sowohl den Dämpfungsraum 5, als auch die Drosselstelle 6 auszubilden, ist die Stirnfläche 14 des Dämpferbauteils 4 gestuft ausgeführt. Eine erste, radial außen liegende Teilfläche der Stirnfläche 14 weist einen geringeren axialen Abstand zur Unterseite des Ankers 10 als eine zweite, radial innen liegende Teilfläche auf. Die erste Teilfläche dient damit der Ausbildung der Drosselstelle 6. Die zweite Teilfläche dient der Ausbildung des Dämpfungsraumes 5, indem sie eine Gegenfläche zu einer Dämpfungsfläche 11 an der Unterseite des Ankers 10 bildet. Der jeweilige axiale Abstand der beiden Teilflächen der Stirnfläche 14 zur Unterseite des Ankers 10 verändert sich jedoch, wenn das Ventilglied 3 einen Schaltbewegung vollzieht. Beim Schließhub verkleinert sich der jeweilige axiale Abstand und damit das Volumen des Dämpfungsraums 5, so dass im Dämpfungsraum 5 vorhandener Kraftstoff über die sich ebenfalls stetig verengende Drosselstelle 6 verdrängt werden muss. Mit fortschreitender Schließbewegung steigt somit die Drossel- und damit die Dämpfungswirkung. Dadurch, dass die Dämpfungswirkung erst zum Endes der Schließbewegung hin deutlich wird, verlängern sich die Schaltzeiten des Ventils nur unmerklich. Dennoch ist die Dämpfungswirkung ausreichend, um eine „sanftes” Aufsetzen des Ventilgliedes 3 auf dem Ventilstück 13 zu ermöglichen. Die Einstellung der Dämpfungswirkung erfolgt im Wesentlichen über die Festlegung der Länge L der ersten, radial außen liegenden Teilfläche der Stirnfläche 14 des Dämpferbauteils 4 sowie der Höhe H des Axialspalts zwischen der ersten Teilfläche der Stirnfläche 14 und der Unterseite des Ankers 10 in Schließstellung des Ventilgliedes 3. Die Länge L der ersten Teilfläche ist deutlich kleiner als die Länge der zurückspringenden zweiten Teilfläche der Stirnfläche 14. Eine kurze erste Teilfläche zur Ausbildung der Drosselstelle bewirkt, dass der aus dem Dämpfungsraum 5 verdrängte Kraftstoff die Drosselstelle 6 turbulent durchströmt. Dadurch kann der Temperatureinfluss gering gehalten werden. Der über die Drosselstelle 6 abfließende Kraftstoff gelangt dann zunächst in einen Niederdruckraum 7, der in hydraulischer Verbindung mit einem Rücklauf 28 steht.
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Die gestufte Stirnfläche 14 ist an einem Ringabschnitt 12 des Dämpferbauteils 4 ausgebildet, das vorliegend zugleich der axialen Führung des Ventilgliedes 3 dient. Zur Führung des Ventilgliedes 3 kann alternativ zwischen dem Dämpfungsbauteil 4 und dem Ventilstück 13 aber auch ein separates Führungsstück angeordnet sein (nicht dargestellt). In dem vorliegenden Beispiel schließt sich an den Ringabschnitt 12 ein Flanschbereich 29 an, mit dem das Dämpferbauteil 4 am Ventilstück 13 anliegt. Das dargestellte Ausführungsbeispiel weist zwischen dem Dämpferbauteil 4 und dem Ventilstück 13 zudem eine Einstellscheibe 15 auf, die eine präzise Einstellung der Höhe H des Axialspaltes ermöglicht. Die Anordnung einer Einstellscheibe 15 erfolgt wahlweise und ist nicht zwingend erforderlich. Alternativ zur dargestellten Ausführungsform können ferner das Dämpferbauteil 4 und das Ventilstück 13 auch als ein Bauteil ausgeführt sein, so dass der zwischen dem Dämpferbauteil 4 und dem Ventilstück 13 vorhandene axiale Dichtspalt entfällt.
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Wie 1 zu entnehmen ist, kann die Führungsfunktion des Dämpferbauteils 4 auf den Ringabschnitt 12 beschränkt sein, so dass zwischen dem Ventilglied 3 und dem Dämpferbauteil 4 ein weiterer Niederdruckraum 30 ausgebildet wird. Um das Abfließen von Kraftstoff aus dem Steuerraum 24 über die Ablaufdrossel 26 in den Niederdruckraum 7 zu ermöglichen, stehen der Niederdruckraum 30 und der Niederdruckraum 7 über radiale Bohrungen 31 in hydraulischer Verbindung. Somit ist auch der Anschluss des Niederdruckraumes 30 an den Rücklauf 28 gewährleistet.
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Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors weist die folgende Funktionsweise auf:
Bei geschlossenem Steuerventil bewirkt der im Steuerraum 24 vorherrschende Steuerdruck, dass die Düsennadel 1 in ihrer Schließlage gehalten wird (siehe 1). Um eine Hubbewegung der Düsennadel 1 und damit die Freigabe wenigstens einer Einspritzöffnung 2 zu ermöglichen, wird der Steuerdruck im Steuerraum 24 abgesenkt, indem das Steuerventil geöffnet und der Steuerraum 24 über eine Ablaufdrossel 26 mit einem Niederdruckraum 7, 30 hydraulisch verbunden wird, der wiederum an einen Rücklauf 28 angeschlossen ist. Zum Öffnen des Steuerventils wird der Elektromagnet 9 bestromt. Die Magnetkräfte des Elektromagneten 9 reichen aus, die Schließkraft der Schließfeder 27 zu überwinden und den Anker 10 einschließlich des Ventilgliedes 3 anzuheben. Das Ventilglied 3 führt einen Öffnungshub aus. Beim Öffnungshub vergrößert sich der als Drosselstelle 6 dienende Axialspalt zwischen dem Dämpferbauteil 4 und dem Anker 10, so dass der dahinter liegende Dämpfungsraum 5 mit Kraftstoff befällt wird. Da sich der Axialspalt stetig vergrößert, ist eine schnelle Ventilöffnung gewährleistet. Um den Einspritzvorgang zu beenden, wird die Bestromung des Elektromagneten 9 abgeschaltet, so dass die Schließfeder 27 des Ventilgliedes 3 in den Ventilsitz 21 zurückstellt. In der Schließstellung des Ventilglieds 3 besteht keine hydraulische Verbindung des Steuerraums 24 mit dem Rücklauf 28, so dass über die Zulaufdrossel 23 in den Steuerraum 24 nachströmender Kraftstoff einen Druckanstieg bewirkt, der in Verbindung mit der Druckkraft der Schließfeder 25 schließlich dazu führt, dass die Düsennadel 1 gegen den Dichtsitz zurückgestellt wird.
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Das Zurückstellen des Ventilgliedes 3 und der Düsennadel 1 in den jeweiligen Dichtsitz läuft bei dem dargestellten Kraftstoffinjektor gedämpft ab. Die Dämpfung wird dadurch bewirkt, dass beim Schließen des Ventils Kraftstoff aus dem Dämpfungsraum 5 verdrängt werden muss, wobei der Abfluss über eine sich verengende Drosselstelle 6 erfolgt. Denn indem der die Drosselstelle 6 ausbildende Axialspalt mit fortschreitender Schließbewegung immer kleiner wird, verstärkt sich zum Ende der Schließbewegung hin die Dämpfungswirkung. Das Ventilglied setzt somit prellfrei auf das Ventilstück 13 auf. Prellschäden am Ventilsitz 21 können somit verhindert werden. Die Schaltzeiten des Ventils werden dabei kaum verlängert.
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Das Ausführungsbeispiel der 2 unterscheidet sich von dem der 1 lediglich darin, dass im Ringabschnitt 12 des Dämpferbauteils 4 eine weitere Drosselstelle 16 ausgebildet ist. Der Dämpfungsraum 5 ist somit über zwei Drosselstellen 6, 16 an dem Niederdruckraum 7 angebunden. Während die Drosselstelle 6 als Axialspalt zwischen dem Dämpferbauteil 4 und Anker 10 ausgebildet ist, liegt die weitere Drosselstelle 16 in Form einer Bohrung im Dämpferbauteil 4 vor. Die Bohrung zur Ausbildung der Drosselstelle 16 ist von der zweiten, radial innen liegenden Teilfläche der Stirnfläche 14 des Dämpferbauteils 4 aus schräg durch den Ringabschnitt 12 geführt, so dass die Bohrung außenumfangseitig am Ringabschnitt 12 in den Niederdruckraum 7 mündet. Anstelle einer Bohrung können auch mehrere Bohrungen zur Ausbildung von Drosselstellen 16, vorzugsweise in gleichem Winkelabstand zueinander im Ringabschnitt 12 des Dämpferbauteils 4 angeordnet sein. Da die zur Ausbildung der Drosselstelle 16 vorgesehene Bohrung einen konstanten Durchmesser besitzt, d. h. eine im Gegensatz zur ersten Drosselstelle 6 konstante Höhe, wird über die Drosselstelle 16 auch eine konstante Dämpfungswirkung erzielt. In Kombination mit einer variablen Drosselstelle kann somit eine präzise Festlegung der Dämpfungswirkung erfolgen.
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Die Funktionsweise des in der 2 dargestellten Kraftstoffinjektors entspricht im Übrigen der des in 1 dargestellten Kraftstoffinjektors, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen hierauf verwiesen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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