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Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Aus der Offenlegungsschrift
WO 2014/009237 A1 ist ein Fluidinjektor mit einem Festkörperaktuator, beispielsweise einem piezoelektrischen Aktuator, und einer Steuerkolbeneinheit zur Kopplung des Festkörperaktuators mit einer Düsennadel bekannt. Die Steuerkolbeneinheit ist einerseits mechanisch mittels eines Übertragungsstifts mit dem Festkörperaktuator und andererseits hydraulisch über einen ersten und einen zweiten Steuerraum mit der Düsennadel gekoppelt. Zur Begrenzung eines aktorseitigen ersten Steuerraums umfasst die Steuerkolbeneinheit einen Steuerkolben, der in einer zweiteiligen Steuerhülse geführt ist. Zwischen den beiden Teilen der Steuerhülse ist ein Kopplerraum ausgebildet, in dem ein erstes Federelement aufgenommen ist. Die Federkraft des ersten Federelements beaufschlagt das erste Teil der Steuerhülse in Richtung einer Zwischenplatte des Kraftstoffinjektors und das zweite Teil der Steuerhülse in Richtung eines Bundelements, das über eine Druckstück mit dem Steuerkolben wirkverbunden und über die Federkraft einer zweiten Federelements in Richtung des Aktuators axial vorgespannt ist. Das am Bundelement anliegende zweite Teil der Steuerhülse weist einen nach radial innen vorspringenden Bundbereich auf, welcher das Bundelement hintergreift und mit dem Steuerkolben anschlagbildend zusammenwirkt. Auf diese Weise wird eine Mitnehmerfunktion zur Realisierung einer mehrstufigen Übersetzung bewirkt. Denn bei geladenem Aktuator dehnt sich dieser aus. Dabei werden der Steuerkolben, das Druckstück und das Bundelement entgegen der Federkraft des am Bundelement anliegenden zweiten Federelements in Richtung der Düsennadel bewegt. Dadurch vergrößert sich das Volumen im aktorseitigen ersten Steuerraum und der Druck im ersten Steuerraum fällt ab. Aufgrund einer Verbindung des ersten Steuerraums mit dem zweiten Steuerraum fällt auch der Druck im zweiten Steuerraum ab. Durch den Druckabfall im zweiten Steuerraum, der von einer Stirnfläche der Düsennadel begrenzt wird, wird die Düsennadel entlastet und vermag zu öffnen. Nach einem ersten Öffnungshub der Düsennadel schlägt der Steuerkolben an den Bundbereich des zweiten Teils der Steuerhülse an, so dass diese sich ebenfalls in Richtung der Düsennadel bewegt. Dadurch vergrößert sich das Volumen des zwischen den Teilen der Steuerhülse ausgebildeten Kopplerraums, so dass auch hier der Druck abfällt. Dies wiederum hat zur Folge, dass das hydraulisch gekoppelte erste Teil der Steuerhülse dem zweiten Teil folgt. In der Folge vergrößert sich die hydraulisch wirksame Fläche, an welcher der Druck des ersten Steuerraums anliegt, so dass über die Steuerkolbeneinheit eine den veränderten Kraftverhältnissen an der Düsennadel entsprechende höhere Übersetzung realisiert wird. Auf diese Weise soll der Fluidinjektor effizient betrieben werden können.
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Die Steuerkolbeneinheit des Fluidinjektors der
WO 2014/009237 A1 soll ferner einen Spielausgleich in axialer Richtung ermöglichen, um insbesondere thermisch bedingte Längenänderungen der Bauteile des Fluidinjektors zu kompensieren. Auf diese Weise soll ein Leerhub des Festkörperaktuators verhindert werden, der die Effizienz und die Einspritzgenauigkeit negativ beeinflussen würde. Zur Realisierung des Spielausgleichs ist ein Ausgleichsraum vorgesehen, der stationär mit dem Speisedruck des Fluids beaufschlagt ist. Im Ausgleichsraum ist ferner das am Bundelement anliegende zweite Federelement aufgenommen. Auf das Bundelement wirkt demnach sowohl eine hydraulische als auch mechanische Druckkraft, welche das Bundelement sowie die weiteren Elemente der Antriebskette, d. h. das Druckstück, den Steuerkolben und den Übertragungsstift in Richtung des Aktuators axial vorspannt. Die axiale Vorspannung ermöglicht den Spielausgleich.
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Die Funktionsfähigkeit des Spielausgleichs hängt jedoch stark von den jeweiligen Druckverhältnissen in den einzelnen Druckräumen des Fluidinjektors ab. In der
WO 2014/009237 A1 wird daher vorgeschlagen, sehr enge Paarungsspiele vorzusehen, die eine praktische hydraulische Dichtheit der Druckräume, insbesondere des ersten Steuerraums, gewährleisten. Entsprechend eng sind die die Paarungsspiele zwischen dem Steuerkolben und der mehrteiligen Steuerhülse sowie zwischen der mehrteiligen Steuerhülse und einer Steuerplatte zu wählen, über welche die mehrteilige Steuerhülse geführt ist.
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Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor mit einem Aktor zur Betätigung einer Düsennadel sowie einer Kopplungseinrichtung zur Kopplung des Aktors mit der Düsennadel anzugeben, der einfach und kostengünstig zu fertigen ist. Die Kopplungseinrichtung soll darüber hinaus eine mehrstufige Übersetzung und einen Längenausgleich ermöglichen, um zugleich einen möglichst effizienten Kraftstoffinjektor zu schaffen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird der Krafstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Offenbarung der Erfindung
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Der zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine vorgeschlagene Kraftstoffinjektor umfasst einen Aktor zur Steuerung der Hubbewegung einer Düsennadel, die zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung in einer Hochdruckbohrung eines Düsenkörpers hubbeweglich aufgenommen ist, sowie eine Kopplungseinrichtung zur Kopplung des Aktors mit der Düsennadel. Die Kopplungseinrichtung umfasst dabei mehrere koaxial angeordnete und relativ zueinander axial verschiebbare Kolben, die der Realisierung einer mehrstufigen Übersetzung der Aktorkraft oder des Aktorhubs dienen. Erfindungsgemäß ist ein erster Kolben der Kopplungseinrichtung, der einen Kopplerraum begrenzt und der Führung eines zweiten und eines dritten Kolbens der Kopplungseinrichtung dient, topfförmig ausgebildet. Die in dem topfförmig ausgebildeten ersten Kolben geführten beiden Kolben sind dabei axial beabstandet zueinander angeordnet und begrenzen gemeinsam mit dem ersten Kolben einen Ausgleichsraum. Im Ausgleichsraum ist ein erstes Federelement aufgenommen, das zur Realisierung eines Längenausgleichs einerseits am zweiten Kolben und andererseits am dritten Kolben abgestützt ist.
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Der Ausgleichsraum und das hierin aufgenommene Federelement zur Realisierung des Längenausgleichs sind demnach innerhalb des topfförmigen ersten Kolbens angeordnet, über den die den Ausgleichsraum begrenzenden Kolben geführt sind. Der topfförmig ausgebildete erste Kolben selbst ist außenumfangseitig geführt, wobei innenumfangseitig und außenumfangseitig in Bezug auf den ersten Kolben annähernd der gleiche hydraulische Druck herrscht. Das daraus resultierende weitgehende Kräftegleichgewicht wirkt einer radialen Aufweitung des radial innen liegenden Führungsbereichs entgegen, so dass ein enges Führungsspiel erhalten bleibt. Dies hat zur Folge, dass der Paarungsaufwand bei der Herstellung der Führung gesenkt werden kann. Damit vereinfacht sich die Herstellung des Kraftstoffinjektors und die Herstellungskosten sinken. Zugleich kann über die Kopplungseinrichtung ein Längenausgleich realisiert werden.
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Da zugleich über die Kopplungseinrichtung eine mehrstufige Übersetzung realisiert werden soll, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ferner vorgeschlagen, dass der zweite Kolben gemeinsam mit dem ersten Kolben ein Volumen begrenzt, das über einen Verbindungskanal mit dem Kopplerraum verbunden ist. Der zweite Kolben ist hierzu bevorzugt näher am Aktor angeordnet als der dritte Kolben. Ferner bevorzugt ist der topfförmig ausgebildete erste Kolben derart orientiert, dass ein plattenförmiger Abschnitt den Kopplerraum vom zusätzlichen Volumen trennt. Am plattenförmigen Abschnitt des ersten Kolbens liegt demnach beidseits der gleiche hydraulische Druck an. Bei einem Hub des ersten Kolbens verharrt der zweite Kolben zunächst in seiner Ausgangslage, so dass hieraus eine hydraulische Wirkfläche resultiert, die der den Kopplerraum begrenzenden Fläche des ersten Kolbens abzüglich der das Volumen begrenzenden Fläche des zweiten Kolbens entspricht. Setzt sich dann aufgrund veränderter Kräfteverhältnisse auch der zweite Kolben in Bewegung, addiert sich die das Volumen begrenzende Fläche des zweiten Kolbens wieder hinzu, so dass die hydraulische Wirkfläche vergrößert und zugleich eine höhere Übersetzung erreicht wird. Dadurch kann eine mehrstufige, insbesondere zweistufige Übersetzung beim Öffnen der Düsennadel realisiert werden.
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Um sicherzustellen, dass der zweite Kolben der Bewegung des ersten Kolbens erst zeitlich verzögert folgt, wird vorgeschlagen, dass der zweite Kolben ein Anschlagelement besitzt, das mit einem vorzugsweise plattenförmigen Körperbauteil anschlagbildend zusammenwirkt. Die Federkraft des im Ausgleichsraum aufgenommenen ersten Federelements spannt dabei den zweiten Kolben in Richtung des Körperbauteils axial vor. Durch das Anschlagelement und die Federkraft des im Ausgleichsraum aufgenommenen Federelements ist demnach die Ausgangslage bzw. Ruheposition des zweiten Kolbens vorgegeben. Ferner ist sicherstellt, dass zwischen dem ersten Kolben und dem zweiten Kolben ein mit dem Kopplerraum verbindbares Volumen verbleibt.
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Bevorzugt ist der dritte Kolben durch die Federkraft des im Ausgleichsraum aufgenommenen ersten Federelements gegen einen im Wesentlichen plattenförmigen vierten Kolben axial vorgespannt, der wiederum düsenseitig von der Federkraft eines zweiten Federelements beaufschlagt ist. Die Federkraft des zweiten Federelements ist dabei größer als die des im Ausgleichsraum aufgenommenen ersten Federelements gewählt, so dass die Federkraft des zweiten Federelements den vierten Kolben gegen den ersten Kolben axial vorspannt. Auf diese Weise wird ein Verbund aus mehreren relativ zueinander beweglichen, ineinander geführten Kolben geschaffen, die von der Federkraft eines Federelements und/oder einer hydraulischen Druckkraft beaufschlagt werden. Durch eine Veränderung des hydraulischen Drucks in einem Druckraum kann das Kräfteverhältnis derart beeinflusst werden, dass die gewünschte mehrstufige Übersetzung erzielt wird.
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In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der dritte Kolben einen Bundbereich besitzt, der mit einer vorzugsweise ringförmigen Anschlagfläche des ersten Kolbens anschlagbildend zusammenwirkt. Der axiale Abstand zwischen dem Bundbereich des dritten Kolbens und der Anschlagfläche am ersten Kolben dient der Festlegung eines Vorhubs, der während der ersten Stufe der Übersetzung vollzogen wird. Mit Anschlagen des ersten Kolbens an dem Bundbereich des dritten Kolbens schaltet die Kopplungseinrichtung von der ersten Stufe in die zweite Stufe um. Denn dann wird der dritte Kolben über den ersten Kolben mitgeführt, so dass sich das zwischen dem dritten und dem zweiten Kolben ausgebildete Ausgleichsvolumen vergrößert. Das heißt, dass der Druck im Ausgleichsvolumen abfällt, was wiederum zur Folge hat, dass auch der zweite Kolben der Bewegung des dritten Kolbens bzw. des ersten Kolbens folgt. Die Kopplung zwischen dem ersten und dritten Kolben erfolgt dabei mechanisch. Die Kopplung zwischen dem dritten und zweiten Kolben erfolgt hydraulisch.
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Weiterhin bevorzugt ist der erste Kolben in einer Ausnehmung einer Kopplerplatte aufgenommen, die den Kopplerraum in radialer Richtung begrenzt. Dadurch ist gewährleistet, dass sowohl radial innen als auch radial außen in Bezug auf den topfförmig ausgebildeten ersten Kolben im Wesentlichen der gleiche hydraulische Druck herrscht. Auf diese Weise kann eine Führungsspaltaufweitung in radialer Richtung verhindert werden, die zu Lasten der Dichtheit des Ausgleichsraums ginge.
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Vorzugsweise ist in der Kopplerplatte ein Verbindungskanal zur Verbindung des Kopplerraums mit einem Steuerraum ausgebildet, der von einer Stirnfläche der Düsennadel begrenzt wird. Die Verbindung des Kopplerraums mit dem Steuerraum dient der hydraulischen Kopplung der Kopplungseinrichtung mit der Düsennadel. Denn aufgrund der Verbindung geht ein Druckabfall im Kopplerraum mit einem Druckabfall im Steuerraum einher, so dass auf die Düsennadel eine verringerte hydraulische Druckkraft in Schließrichtung wirkt, was schließlich dazu führt, dass die Düsennadel öffnet. Die über die Kopplungseinrichtung erzielte mehrstufige Übersetzung stellt dabei sicher, dass die übertragene Kraft bzw. der übertragene Hub der tatsächlich erforderlichen Öffnungskraft bzw. Öffnungshub entspricht. Dies wiederum gewährleistet einen effizienten Betrieb des Kraftstoffinjektors.
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Zur Kopplung der Kopplungseinrichtung mit dem Aktor wird vorgeschlagen, dass der erste Kolben zumindest über einen Druckstift mit dem Aktor wirkverbunden ist. Die Kopplung wird demnach mechanisch zumindest über den Druckstift bewirkt. Vorzugsweise durchsetzt der Druckstift das mit dem Anschlagelement des ersten Kolbens anschlagbildend zusammenwirkende Körperbauteil des Injektors, das vorstehend bereits erwähnt wurde. Dieses vorzugsweise plattenförmig ausgeführte Körperbauteil kann ferner zur Begrenzung des Kopplerraums eingesetzt werden, indem es beispielsweise axial an die Kopplerplatte angesetzt wird.
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Als weiterbildende Maßnahme wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Druckstift und dem Aktor wenigstens ein weiteres Druckübertragungselement angeordnet ist, das vorzugsweise gemeinsam mit dem Aktor in einem Niederdruckbereich des Kraftstoffinjektors angeordnet ist. Das weitere Druckübertragungselement kann beispielsweise kolben- oder plattenförmig ausgebildet sein. Die Anordnung im Niederdruckbereich senkt die Belastung des Aktors, so dass dessen Langlebigkeit erhöht wird. Die notwendige Trennung des Niederdruckbereichs vom Hochdruckbereich des Kraftstoffinjektors kann wiederum durch das vorzugsweise plattenförmige Körperbauteil erreicht werden, das von dem Druckstift durchsetzt wird. Das Führungsspiel zwischen Körperbauteil und Druckstift ist dann entsprechend eng auszulegen.
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Neben dem Düsenkörper, der Kopplerplatte und dem vorzugsweise plattenförmigen Körperbauteil kann der vorgeschlagene Kraftstoffinjektor weitere Körperbauteile umfassen. Beispielsweise kann ein Haltekörper als weiteres Bauteil vorgesehen sein, in dem der Aktor aufgenommen ist. Vorteilhafterweise ist ferner eine Düsenspannmutter vorgesehen, um die mehreren Körperbauteile, insbesondere den Düsenkörper, die Kopplerplatte und wenigstens ein weiteres Körperbauteil axial zu verspannen. Über die Düsenspannmutter kann eine Spannkraft aufgebracht werden, die eine hochdruckdichte Abdichtung des Hochdruckbereichs des Kraftstoffinjektors nach außen gewährleistet.
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Vorteilhafterweise ist der Aktor ein Piezoaktor, der sich bei einer Aktivierung längt und bei einer Deaktivierung zusammenzieht. Über einen solchen Aktor sind hohe Kräfte realisierbar, die beispielsweise eine direkte Steuerung der Hubbewegung der Düsennadel ermöglichen. Darüber hinaus kommen die Vorteile der Erfindung hier besonders zum Tragen, da es bei einem Piezoaktor zu einer Längenänderung kommen kann, die es auszugleichen gilt. Das vorgeschlagene Konzept ermöglicht dies. Ferner ist durch das vorgeschlagene Konzept sichergestellt, dass ein einmal eingestellter Vorhub selbst dann unverändert bleibt, wenn ein solcher Längenausgleich erfolgt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
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1 einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor gemäß einer bevorzugten Ausführungsform und
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2 einen vergrößerten Ausschnitt der 1 im Bereich der Kopplungseinrichtung.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Der im Längsschnitt dargestellte Kraftstoffinjektor umfasst mehrere Körperbauteile, nämlich einen Düsenkörper 5, eine Kopplerplatte 22, zwei plattenförmige Körperbauteile 17 und 31, die beidseits der Kopplerplatte 22 angeordnet sind sowie ein weiteres hülsenförmiges Körperbauteil 30, in welchem ein Aktor 1 in Form eines Piezoaktors aufgenommen ist. Sämtliche Körperbauteile sind über eine Düsenspannmutter 29 axial verspannt. Der Düsenkörper 5 bildet eine Hochdruckbohrung 4 aus, in welcher eine Düsennadel 2 zum Freigeben und Verschließen wenigstens einer Einspritzöffnung 3 hubbeweglich aufgenommen ist. Die Düsennadel 2 wirkt dabei mit einem im Düsenkörper 5 ausgebildeten Dichtsitz 32 zusammen. In Richtung des Dichtsitzes 32 wird die Düsennadel 2 von der Federkraft einer Düsenfeder 33 beaufschlagt, die einerseits mittelbar über einen Federteller 34 an einem Ringbund 35 der Düsennadel 2 und andererseits an einer Dichthülse 36 abgestützt ist, welche das dichtsitzabgewandte Ende der Düsennadel 2 umgibt. Die Federkraft der Düsenfeder 33 hält die Dichthülse 36 in Anlage mit dem plattenförmigen Körperbauteil 31, so dass die Dichthülse 36, das Körperbauteil 31 und die Düsennadel 2 – und zwar über ihre Stirnfläche 25 – gemeinsam einen Steuerraum 24 begrenzen. Der im Steuerraum 24 herrschende hydraulische Druck bewirkt somit eine auf die Düsennadel 2 in Schließrichtung wirkende hydraulische Druckkraft.
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Der im Körperbauteil 30 aufgenommene Aktor 1, der damit in einem Niederdruckbereich 28 des Kraftstoffinjektors angeordnet ist, dient der Steuerung der Hubbewegung der Düsennadel 2. Hierzu ist der Aktor 1 über eine Kopplungseinrichtung 6 mit der Düsennadel 2 hydraulisch gekoppelt. Die Kopplungseinrichtung 6 umfasst vier relativ zueinander bewegliche, ineinander geführte Kolben 7, 8, 9, 10, die vorliegend eine mehrstufige Übersetzung und einen Längenausgleich ermöglichen. Ein erster Kolben 7 ist der Kopplungseinrichtung 6, der in einer Ausnehmung 21 der Kopplerplatte 22 aufgenommen ist und einen Kopplerraum 11 begrenzt, ist hülsenförmig ausgebildet, wobei die Öffnung dem Dichtsitz 32 zugewandt ist. Innerhalb des ersten Kolbens 7 sind ein zweiter Kolben 8 und ein dritter Kolben 9 in der Weise aufgenommen, dass zwischen zweitem und drittem Kolben 8, 9 ein Ausgleichsraum 12 ausgebildet wird und zwischen zweitem und erstem Kolben 8, 7 ein Volumen 14 verbleibt, das über einen im ersten Kolben 7 ausgebildeten Verbindungskanal 15 mit dem Kopplerraum 11 verbunden ist. Im Ausgleichsraum 12 ist ein erstes Federelement 13 aufgenommen, das den dritten Kolben 9 gegen einen vierten Kolben 10 axial vorspannt. Dieser wird in entgegengesetzter Richtung jedoch von der Federkraft eines zweiten Federelements 18 beaufschlagt, die größer als die Federkraft des ersten Federelements 13 ist, so dass der vierte Kolben 10 gegen den ersten Kolben 7 gedrückt wird. Dabei kommt ein hohlzylinderförmiger Ansatz 37 des vierten Kolbens 10 an einer Anschlagfläche 20 des ersten Kolbens 7 zu liegen, wobei der hohlzylinderförmige Ansatz 37 einen Bundbereich 19 des dritten Kolbens 9 umgreift. Die Höhe L2 des hohlzylinderförmigen Ansatzes 37 des vierten Kolbens 10 ist größer als die Höhe L1 des Bundbereichs 19 des dritten Kolbens 9 gewählt, so dass zwischen dem Bundbereich 19 des dritten Kolbens 9 und der Anschlagfläche 20 des ersten Kolbens 7 ein axialer Abstand verbleibt, der einen Vorhub h definiert (siehe 2).
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Die Funktionsweise des dargestellten Kraftstoffinjektors ist wie folgt:
Zum Freigeben der Einspritzöffnung 3 wird der Aktor 1 aktiviert, d.h. bestromt. Der Aktor 1 dehnt sich daraufhin aus und drückt – entgegen der Federkraft einer Feder 38 – ein kolbenförmiges Druckübertragungselement 27 nach unten. Das Druckübertragungselement 27 ist über einen Druckstift 26, der das Körperbauteil 17 durchsetzt, mit dem ersten Kolben 7 mechanisch gekoppelt, so dass auch dieser nach unten bewegt wird. Dadurch vergrößert sich der Kopplerraum 11, so dass der Druck im Kopplerraum 11 abfällt. Da der Kopplerraum 11 über einen Verbindungskanal 23 in der Kopplerplatte 22 sowie einen Verbindungskanal 39 in dem Körperbauteil 31 mit dem Steuerraum 24 über der Düsennadel 2 verbunden ist, fällt auch der Druck im Steuerraum 24 ab. Damit verringert sich die auf die Düsennadel 2 in Schließrichtung wirkende hydraulische Druckkraft, so dass die Düsennadel 2 zu öffnen vermag. Während des Öffnungshubes der Düsennadel 2 schaltet die Kopplungseinrichtung 6 von einer ersten Stufe auf eine zweite Stufe, um die Übersetzung der Aktorkraft bzw. des Aktorhubes dem tatsächlichen Bedarf anzupassen. Das Umschalten erfolgt mit Anschlagen der Anschlagfläche 20 des ersten Kolbens 7 am Bundbereich 19 des dritten Kolbens 9, d. h. nach Durchlaufen des Vorhubs h. Denn dann führt der ersten Kolben 7 den dritten Kolben 9 mit, so dass sich das Volumen des Ausgleichsraums 12 vergrößert und der Druck im Ausgleichsraum 12 abfällt. Dies bewirkt eine hydraulische Kopplung des dritten Kolbens 9 mit dem zweiten Kolben 8, so dass dieser dem dritten Kolben 9 folgt. Da das oberhalb des zweiten Kolbens 8 angeordnete Volumen 14 mit dem Kopplerraum 11 verbunden ist, ändert sich nunmehr durch den Hub des zweiten Kolbens 8 die hydraulische Wirkfläche, so dass von der ersten Stufe der Übersetzung in die zweite Stufe umgeschaltet wird. In der ersten Stufe entspricht die hydraulische Wirkfläche der den Kopplerraum 11 begrenzenden Fläche des ersten Kolbens 7 abzüglich der das Volumen 14 begrenzenden Fläche des zweiten Kolbens 8. Denn in der ersten Stufe verharrt der zweite Kolben 8 in seiner Ausgangslage, die durch ein am zweiten Kolben 8 ausgebildetes Anschlagelement 16 festgelegt ist. Das Anschlagelement 16 ist vorliegend stiftförmig ausgebildet und durch den Verbindungskanal 15 im ersten Kolben 7 geführt, um sich an dem Körperbauteil 17 abzustützen. Die Federkraft des ersten Federelements 13 stellt dabei die Anlage des Anschlagelements 16 am Körperbauteil 17 während der ersten Stufe sicher. Durch die Mitnahme des zweiten Kolbens 8 in der zweiten Stufe der Übersetzung entspricht die hydraulische Wirkfläche der den Kopplerraum 11 begrenzende Fläche des ersten Kolbens 7, da die das Volumen 14 begrenzende Fläche des zweiten Kolbens 8 wieder hinzu zu addieren ist. Es wird demnach eine höhere Übersetzung erzielt. Diese hat zur Folge, dass die Düsennadel 2 vollständig öffnet und die Einspritzöffnung 3 freigibt. Über einen seitlich im Körperbauteil 30 ausgebildeten Zulaufkanal 40, der einerseits an eine Hochdruckquelle 41 angeschlossen ist und sich andererseits durch das Körperbauteil 17, die Kopplerplatte 22 und das Körperbauteil 31 hindurch bis zur Hochdruckbohrung 4 im Düsenkörper 5 erstreckt, wird dann der Einspritzöffnung 3 unter hohem Druck stehender Kraftstoff zugeführt. Über einen vom Zulaufkanal 40 abzweigenden Kanal 42 gelangt zusätzlich unter hohem Druck stehender Kraftstoff in die Ausnehmung 21 der Kopplerplatte 22.
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Zum Verschließen der Einspritzöffnung 3 wird der Aktor 1 deaktiviert. Dies hat zur Folge, dass sich der Aktor 1 wieder zusammenzieht. Die Federkraft der Feder 38 bewirkt die Rückstellung des Druckübertragungselements 27, während die Federkräfte der Federelemente 13 und 18 die Rückstellung der Kolben 7, 8, 9, 10 der Kopplungseinrichtung 6 bewirkt. In der Folge verkleinert sich der Kopplerraum 11 und der Druck im Kopplerraum 11 steigt wieder an. Dies führt zu einem Druckanstieg im Steuerraum 24, so dass auf die Düsennadel 2 – zusätzlich zur Federkraft der Düsenfeder 33 – eine hydraulische Druckkraft wirkt, welche die Düsennadel 2 in den Dichtsitz 32 zurückstellt. Die Einspritzung wird damit beendet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2014/009237 A1 [0002, 0003, 0004]
